沈国裕

厦门高诚建设监理有限公司（361000）

静压管桩在某项目的实际应用

沈国裕

厦门高诚建设监理有限公司（361000）

主要结合某工程实例，针对静压管桩施工要点进行分析与探讨，重点针对复杂环境下静压管桩的施工技术进行探讨，并提出一些常遇问题及控制办法，以供实践参考。

静压管桩;龙岩;应用；断桩

0 前言

预应力管桩基础的施工主要有两种方法，一种为锤击管桩，一种为静压管桩。锤击管桩具有设备简单、施工方便的优点，但是对于桩的垂直度以及桩位偏差的控制不是十分精确，容易使桩头破碎。相对而言，静压管桩具有较多的优点，全液压式压桩机静压预制桩施工法是我国独有的沉桩工法，对于桩的垂直度及桩位偏差的控制比较好，并且能够在压桩的过程中直接显示压力值，有利于对于单桩承载力的控制，但是桩机设备比较昂贵。近些年，随着高层建筑在越来越多,静压管桩以其施工速度快、桩型造价低等优点，得到了广泛的应用。

1 工程概况

某工程建设项目总占地面积约为38公顷。

场地建筑的工程地质条件为:素填土层，松散，强度不均匀，分布局限，不可做为拟建建筑物的基础持力层。粉质黏土层，软塑～可塑，局部夹粉砂薄层，标贯击数0.9～3.8击，平均2.0击，具中等～高压缩性。分布普遍，强度低，厚度小，多位于冻层之上，不宜作为建筑物的基础持力层。粉砂夹粉质黏土层松散，夹粉质黏土薄层，软塑～可塑，标贯击数1.8～13.2击，平均4.4击，中等～严重液化，分布不连续，不经处理不可作为建筑物的基础持力层。粉质黏土粉砂互层，粉质黏土软塑，粉砂松散，标贯击数0.4～7.6，平均1.9击，具中等～高压缩性，分布普遍，为软弱土层，作为下卧层时应对其进行变形和强度验算。粉砂夹粉质黏土层，稍密，夹粉质黏土薄层,软塑～可塑,标贯击数3.6～25.1击，平均9.2击，具轻微液化，分布不连续，埋藏较深，为一般地基土。粉质黏土层，可塑，局部硬塑，标贯击数2.8～19.6击，平均5.8击，具中等压缩性，埋藏深，分布较普遍，为一般地基土，作为下卧层时应对其进行变形和强度验算。粉质黏土夹粉砂层，可塑，底部硬塑，夹粉砂，中密，标贯击数4.9～36.4击，平均12.0击，强度较高，具中等压缩性，埋藏深，为一般地基土。粉细砂层，中密～密实，标贯击数10.5～130.2击，平均56.8击，分布普遍，为较好的基土及桩基础持力层。

2 桩基础设计

由于有淤泥质土层的存在，若采用钻孔灌注桩，比较容易造成塌孔，成桩比较困难。采用静压管桩可以大大节省工期，还可以节省造价。因此本工程采用预应力管桩基础，其中除国际交流中心采用PHC－AB500(125)－39、主楼采用PHC－AB500(100)－27以外，其余单体均采用PHC－AB400(95)－27型管桩。桩数共计13 000余根。国际交流中心单桩竖向承载力特征值Ra=2000 kN,主楼单桩竖向承载力特征值Ra=970 kN，其余单体单桩竖向承载力特征值Ra=700 kN，桩顶标高为－2.450 m±0.000，相当于4.15 m。桩端持力层为粉细砂层。桩端进入持力层不小于800 mm。

3 桩基础施工

1）施工现场准备

静力压桩对于地基承载力有着较高的要求，一般桩机自重以及配重要达到单桩承载力特征值的2.5倍左右，以保证压桩过程中桩机不会翘起。因此在管桩施工前，应对场地进行平整，铺设山皮石，满足桩基行走和施工的要求。进行图纸会审，确认图纸无误后方可施工。对进场的管桩进行检验，并认真作好记录,对于不满足要求的管桩应立即返厂。并对施工需要的其他工具，比如全站仪、棱镜、电焊机等进行检查。

2）测量放线

按照设计的点位，用全站仪采用绝对坐标对桩位进行放样，并且对所放的轴线进行复核。可以采用钢卷尺对桩位进行加密，以节省工作量，放线的精度满足施工要求。对于已经确定的点位撒上白灰或者打上木桩。最后由专业监理工程师进行点位的复核，确认无误后方可进行管桩的施工。

3）吊桩压桩

桩机通过履带行走到已放好的点位后，起吊管桩。管桩通常采用两点或三点起吊，起吊过程中要保证管桩受力均匀，平稳，防止管桩断裂。管桩对准桩位矫正以后，开始进行压桩。压桩过程中要注意控制沉桩的速度。沉桩速度不宜过快，以防止对地基土的扰动过大，造成底面隆起，影响相邻桩的施工。控制沉桩压力值为两倍的承载力特征值。在沉桩过程当中，要随时用全站仪或经纬仪校验桩身的垂直度。施工宜采用隔一打一或隔二打一。

4）接桩

由于单根管桩最长桩长15米，因此一般施工前要进行现场配桩。接桩一般采用气体保护焊进行焊接。焊接前要对桩头进行清理，上下两节桩对齐之后进行施焊，保证焊缝饱满。焊缝经过专业监理工程师检查并记录以后方可继续压桩。

5）送桩

由于桩顶标高一般都在底面以下，因此最后还需要进行送桩。当桩头离底面还有1 m左右时，加上定位板，送桩可以选用相同桩径的管桩。送桩与压桩间隔的时间不宜过长，以防止桩周土收到扰动后重新固结，增加送桩的难度。

4 桩基础检测

桩基础的检测主要包括低应变检测桩身完整性以及桩身承载力的检测两部分。低应变检测的桩数量应当满足JGJ 106－2003中3.34条的规定:

1）柱下三桩或三桩以下的承台抽检桩数不得少于1根。

2）设计等级为甲级，或地质条件复杂、成桩质量可靠性较低的灌注桩，抽检数量不应少于总桩数的30%，且不得少于20根。其他桩基工程的抽检数量不应少于总桩数的20%，且不得少于10根。

图1 PHC-AB400(95)-27管桩Q-S曲线

桩基单桩竖向承载力的检测采用静载试验进行检测，检测数量为同一条件下不应少于3根，且不宜少于总桩数的1%。当工程桩总数在50根以下时，不应少于2根。施工结束以后对于现场管桩按照要求进行了静载检测，检测结果均满足要求，PHC－AB400(95)－27管桩Q－S曲线见图1。

根据《建筑桩基技术规范》(JGJ94－2008)5.3.5规定:当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向承载力标准值时，宜按按公式(1)进行估算:

式中:qsik——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；ppk——极限端阻力标准值；u——桩身周长；li——桩周第i层土的厚度；Ap——桩端面积。

以PHC－AB400(95)－27为例，根据各层岩土地基承载力特征值（见表1），可以估算出管桩的单桩竖向极限承载力标准值为:

Quk=π×0.4×(13×2+14×13+16×5+22×2+23×3+ 40×2)+2 800×π×(0.22－0.152)=830.42 kN

对于PHC－AB400(95)－27型管桩设计要求的单桩竖向承载力特征值为:Ra=700 kN，而通过规范计算的单桩竖向承载力标准值为830.42 kN,大于设计值，能够满足设计的要求。

5 静压管桩常遇问题及控制办法

5.1 桩身断裂控制

该工程在沉桩过程中,桩身突然倾斜错位。当桩端处土质条件没有特殊变化，而贯入度逐渐增大或突然增大，这时可能是桩身发生断裂（见图2）。本工程在实际操作中就遇到这种情况。

图2 段桩示意图

控制办法:

表1 各层岩土地基承载力特征值一览表

1）施工前应将桩位下的障碍物清理干净，必要时对每个桩位进行钎探了解；

2）在稳桩过程中,如发现桩不垂直应及时纠正，桩压入一定深度后发生严重倾斜时，不得采用移机架的方法来校正；

3）桩在堆放、吊运过程中，应严格按照有关规定执行，发现桩开裂超过有关规定时不得使用。

5.2 沉桩达不到设计要求的控制

管桩设计时是以最终贯入度和最终桩长为施工的最终控制。一般情况下，以一种控制标准为主，以另一种控制标准为参考，有时沉桩达不到设计的最终控制要求。

控制办法:

1）详细探明工程地质情况，必要时应补勘，合理选择施工机械、施工方法及压桩顺序；

2）防止桩身断裂。

5.3 桩顶位移控制

沉桩时,相邻的桩产生横向位移或桩身上浮。控制办法:

1）采取降水或排水措施；

2）采取先开挖基坑后压桩的措施。

5.4 接桩处松脱开裂的控制

沉桩时接桩处出现松脱开裂现象。