前言

 

　　随着经济的不断发展，沿海城市建筑的开发速度越来越快，已经成为当下经济成长的主体之一，由于其地形地貌原因，其主要地下形态有溶洞、溶槽、溶沟、裂隙、漏斗、暗河、石芽、土洞等，覆盖层上部是人工填土，中部为淤泥及淤泥质软土或粘性土，下部多为松散的砂砾层及风化岩，该类覆盖层易发生塌孔，复杂的地质结构给基础工程设计和施工技术提出了更高的要求。针对以上的特殊工程地质条件，多数多层和高层建筑基础设计及施工通常采用钻（冲）孔灌注桩，当顶板被钻穿后，孔内泥浆会在压力作用下流向岩石缝内，致使孔内浆面迅速下降，造成塌孔。在砂层中会发生流砂、流泥等现象造成地陷，严重时桩机会掉在地陷孔内，造成很大损失并严重影响工期。

 

　　1.静压高强管桩

 

　　近年来随着静压预应力高强混凝土管桩在沿海城市建筑工程中广泛且成功的应用，一些建筑工程特别是高层建筑也开始使用这种桩基技术以应对城区的特殊地质，其持力层可选择砾石层、坚硬的粘土层或密实砂层，以及强风化岩层或全风化残积土层较厚的地层。避免了桩基成孔的高风险，且施工速度快，经济上与其它方案相比有一定优势，因此这项技术深受欢迎。

 

　　静压高强管桩（简称PHC桩）是在专业工厂采用先张法预预应力和离心成型工艺、经过蒸压养护而制成的一种空心圆筒体等截面构件，运至现场后通过锤击或静压方法沉入土中作为建（构）筑物的基础，它是建设部科技成果重点推广产品。PHC管桩的主要优点是：实现工厂化，质量稳定，无污染，运输吊装方便，施工文明、快捷安全，穿透能力强、单桩承载力高，工程成本较低。

 

　　2.工程实例

 

　　城区某商业大楼17层，地下1层，总建筑面积近4万平方米，剪力墙框架结构。工程地质情况：（1）杂填土Q4ml：松散，层厚1.8～7.5m。（2）淤泥质土Q4pd：湿、饱和，软塑层厚0.0～5.4m，qmin=18kPa。（3）粉细纱Q4al：稍湿，松散，层厚0.00～4.20m，qmin=64kPa。（4）砾砂：饱和，较湿，层厚2.20～16.4m，qmin=104kPa。（5）泥质页岩（全风化）p1m3：泥质结构，层状构造。岩芯呈土状，薄片状层理极为发育。可塑-硬塑状，遇水极易软化。其强度较高，本区该场地均有分布。厚度2.5～33.5m。（6）灰岩溶洞区：灰黑色，隐晶结构，块状构造，岩芯为碎块状灰岩及溶洞充填物。钻进该层时漏水相当严重，且采芯率较低，进钻时快时慢。该层全场地均有分布，厚度1.0～14.5m。

 

　　基础设计：设计采用先张法预应力高强混凝土管桩（PHC），静压法抱压式桩机，施工桩管外径400mm，管壁厚95mm，AB型，混凝土强度等级C80，有效桩长25m。单桩承载力特征值980kN，总桩数为413根。桩端持力层为第（5）层泥质页岩（全风化）P1m3。施工后承载力验收采用静荷载试验方法。试验过程：在不同部位选择不同桩长的三根工程桩进行了静荷载试验。试验按国家标准《建筑地基基础设计规范》GBS007—2002及国家行业标准《建筑桩基检测技术规范》JGJ106—2003的有关规定进行。试验过程：试验压重平台反力装置，利用ZYC600B-B型压桩机做配重，试验采用慢速维持荷载法，最大加载量为预估极限承载力的1/10，其中第一级取分级荷载的2倍。以上三根试验桩试验结果极差不超过平均值的30%，取平均值2173kN为单桩竖向极限承载力，其特征值为1087kN，此值大于设计估算单桩承载力特征值980kN。满足要求。

 

　　3.注意的问题

 

　　（1）静力压桩机的压桩力不能说越大越好，压桩机越大，对地面的要求越高，陷机的机会越多。600～700t重的压桩机，接地压强高达140—160KPa，如果工地现场没有这么高的地耐力，加上压桩机来回行走，压桩机就会发生陷机，容易将已压入土层且送桩深度较浅的基桩挤弯挤断。由于工程场地大多比较软弱，对静压桩施工非常不利，所以需要在压桩前对施工现场进行加固处理；

 

　　（2）当管桩压入强风化泥岩终压后，起初进行静载荷试验检查一般都能达到设计要求，但同一根桩过了1～2个月再进行试验，其单桩承载力就会出现不合格情况。若进行复压，该桩还可以继续下沉，下沉量少者几十厘米，多者几米。究其原因，主要是管桩内的积水慢慢流向桩尖外，或管桩外部的水慢慢流入管桩内，使桩尖附近强风化泥岩浸水软化。常用的处理方法是在管桩内腔底部灌注细石混凝土进行封底。但这种方法也不是万能的，如果桩身较短或者桩身外面止水路线较短，地下水可顺着桩身外壁下渗，也会将桩尖附近的土体软化。所以，不少工程用复压方法来处理，通过复压后桩尖进入深一层的强风化泥岩。一般来说，下部的泥岩由于体积不易膨胀而不再继续软化。因此，以强风化泥岩作持力层的管桩工程，除设计承载力要适当减少外，还应采取综合治理，必要时除采用混凝土封底外，还应进行复压处理，不要掉以轻心；

 

　　（3）当存在有较密实的砂层时，要加以注意。砂夹层比较难以穿透，若其厚度较大则可作为持力层，但若厚度不是很大不能作为持力层时，一味增加压力容易压坏管桩，此情况下应考虑采用水冲辅助静压管桩或或采用预钻孔方法即用工程钻机在桩位处按2/3桩径引孔穿越后补静压管桩方法处理。

 

　　4.结束语

 

　　由于工程地质条件的特殊性，导致高层建筑工程地基处理方法或桩基设计难度大、施工风险高。而PHC管桩基础在一定条件下（如：覆盖土层较厚，持力层为强风化的条件下最为适用）是不错的方案，近来它在一些工程中有应用，但理论与经验还不是很成熟，希望本文的内容能对设计与施工有所帮助。

 

　　参考文献

 

　　[1]JGJ94—94.建筑桩基技术规范[s].北京：中国建筑工业出版社，1995

 

　　[2]林祖承.高强预应力混凝土管桩（PHC）静压施工挤土效应及应对措施[J].福建建筑，2006，24（5）：84

 

　　[3]都业宏.静压高强预应力管桩施工应注意的问题及防治[J].山西建筑，2006，32（19）：104

 

　　[4]张昀卿.静压管桩施工中常见的质量问题及防治对策[J].邮电设计技术，2006，32（11）：63

 

　　[5]周春霞.静压管桩应用中常见的几个岩土问题[J].岩土工程界，2003，5（7）：42