李文棵（山东鲁泰建筑工程集团有限公司,山东　肥城　271608）



PHC管桩在基础施工过程中的优化应用

李文棵
（山东鲁泰建筑工程集团有限公司,山东肥城271608）

摘 要:针对特殊的地质条件，对PHC管桩在基础施工过程中进行了优化，取得较好效果。

关键词:PHC管桩；优化应用；静压法

1　前言

菏泽聚隆能源有限公司位于菏泽市开发区工业园内，主要建设110万吨焦炭项目、副产品为粗苯、焦油、硫铵、焦炉煤气等。煤化工项目工艺复杂，单位工程多，结构形式多，按其生产规模拟建建、构筑物重要性等级为一～三级，项目属重要工程建设项目，而厂区拟建（构）筑物烟囱、焦炉本体、煤塔、熄焦塔、配煤槽等处于粉土和粉砂层中，其承载能力不足，且具有液化性，不能作为建筑天然地基，为了确保项目建筑物的安全，建筑物基础必须采用较为安全且经济的结构形式。对基础形式进行了充分的论证，对于一般工程的基础采用天然地基浅基础，对于部分建、构筑物基础及设备基础荷载较大的采用预应力砼管桩基础处理。

2　方案比较及优化选定

粉土和粉砂呈互层分布，较稳定，厚度变化较小，多数拟建（构）筑物和设备基础处在两层中。但因其承载能力不足和具有液化性，拟建（构）筑物烟囱、焦炉本体、煤塔、熄焦塔、配煤槽等均不能以其作天然地基。对于焦台、沉淀池、迁车台、煤转、变电、制样室、仓库、机修和水处理间及其他一些轻型建（构）筑物可以其作为天然地基持力层。如果天然地基不能满足要求，可对该层土采用振冲或挤密碎石桩加固形成复合地基或采用减轻液化影响的基础和上部结构处理的方法。

根据场地地层情况，综合分析认为由于菏泽聚隆能源公司焦化项目的配煤槽、焦炉本体、煤塔等重要拟建（构）筑物地基的单位载荷为300KPa～400 KPa，对沉降要求敏感和不能坐在液化土层上，场地中的上部土层满足不了设计要求，要求采用桩基础将上部荷载传入下层土中。场地中的细砂分布稳定，厚度较大，性质量好，深度适中，强度高，可以作为焦炉本体等拟建（构）筑物的桩端持力层，而配煤槽和煤塔可以中砂为桩端持力层，桩基类型为端承摩擦桩。对于某些次要建（构）筑物，如烟囱、熄焦塔、锅炉房、除尘地面站、塔灌基础、鼓风机基础、初冷室等也要采用桩基础，以细砂为桩端持力层，只是桩可稍短些。

桩基宜选择钻孔砼灌注桩和预应力管桩。预应力管桩为挤土桩，桩身质量以保证，抗腐蚀性能强，功效高。它的桩径较小，施工难度可能较大，由于噪音大对周围环境有一定的影响。

桩长和桩径依据载荷的大小确定，如：焦炉本体钻孔混凝土灌注桩采用桩径0.60米和预制桩采用桩径0.40米，桩长30米；配煤槽钻孔混凝土灌注桩采用桩径0.80米和预制桩采用桩径0.50米，桩长40米；对于一些次重要的建（构）筑物可采用混凝土灌注桩径0.60米和预制桩0.40米，桩长22米等。

砼灌注桩和预应力管桩单桩竖向极限承载力标准值估算公式

Quk= Quk+ Quk=u∑ΨsiqsikLsi+ΨpqpkAp和

Quk= Quk+ Quk=u∑qsikLi+qpk（Aj+λpApl）

式中：qsik-桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；

qpk-桩端持力层的极限的端阻力标准值；

Lsi、Li-桩穿越第i层土的厚度；

Ap-桩端面积；

Aj-空心桩端净面积；

Apl-空心桩敞口面积；

λp-桩端土塞效应系数；

Ψsi、Ψp—大直径灌注桩侧阻力、端阻力尺寸效应系数。

3　PHC试验桩施工及检测结论

3.11、2#焦炉试验桩方案

1、2#焦炉PHC试验桩施工，设计桩长为30m，采用锤击法施工工艺。

工艺流程如下：桩机设备安装和调试→移机至起点桩位就位→经纬仪对桩机进行垂直度调整→起吊预制桩→试打1-2击，测桩位偏移→正式打桩→接桩→送桩→测贯入度（或标高）→移桩机至下一桩位

1、2#焦炉试验桩方案实施；预应力管桩三棵桩单桩竖向抗压承载力极限值分别为2600KN、2600KN、3380（破坏），累计沉降分别为21.76mm、10.44mm、36.00mm，s-lgt曲线，所有曲线近于水平，间距由密变疏，曲线尾部未出现明显向下弯曲现象，Q-s曲线，随着荷载的增加，曲线斜率逐渐增大。荷载加至检测承载力时，曲线沉降稳定，未出现明显陡降段，单桩竖向抗压承载力极限值可以考虑2800KN。

静压桩基施工工艺流程：桩位测放→压桩机就位→吊桩、插桩→桩身对中调直→静压第一节桩→桩焊接→压第二节桩→送桩至桩顶设计标高→成桩移机

3.2静压桩基一期工程施工及检测结论

静压桩基一期工程分别对配煤槽、备煤及筛贮焦系统、焦油氨水分离及焦油氨水分离槽、油库工段进行了施工，工程采用高、低应变法进行检测，检测结论如下：

（1）通过对检测结果的计算分析，配煤槽预应力管桩；桩身完整性合格率为100%，满足设计要求。

（2）备煤、筛贮焦系统工程低应变法所检测的B系列配煤系统管桩工程67棵桩中66棵为Ⅰ类桩，占桩基检测总数的98.5%；1棵为Ⅱ类桩占桩基检测总数的1.5%；B122通廊工程4棵桩中4棵为Ⅰ类桩，占桩基检测总数的100%；C系列出焦系统管桩工程14棵桩中13棵为Ⅰ类桩，占桩基检测总数的92.9%；1棵为Ⅱ类桩，占桩基检测总数的7.1%；油库工段管桩工程22棵桩中21棵为Ⅰ类桩，占桩基检测总数的95.5%；1棵为Ⅱ类桩，占桩基检测总数的4.5%；C101转运站工程4棵桩中4棵为Ⅰ类桩，占桩基检测总数的100%；C102转运站工程4棵桩中4棵为Ⅰ类桩，占桩基检测总数的100%；C105转运站工程4棵桩中4棵为Ⅰ类桩，占桩基检测总数的100%，满足设计要求。

（3）焦油氨水分离桩基工程高应变法所检测的2棵桩单桩竖向抗压承载力特征值为1300KN；焦油氨水分离桩基工程，低应变法所检测的22棵桩中，21棵为Ⅰ类桩，占桩基检测总数的95.5%；1棵为Ⅱ类桩，占桩基检测总数的4.5%，均满足设计要求。

4　结论

PHC管桩在施工过程中优点大于缺点，适合在地质条件大致相同的软土地区广泛推广使用，因此现代建筑行业已广泛应用在工业与民用建筑、铁路、桥梁、港口、码头等工程中。

作者简介：李文棵（1980-），男，山东肥城人，助理工程师，主要从事：土木工程技术研究工作。

DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.082