预应力管桩成桩质量好，承载力高，基础造价低，在江浙地区应用广泛。但在复杂地质情况下，特别是宁波软土地区，极易出现管桩偏位、断桩、斜桩等现象。通过详细介绍预应力管桩施工前期控制、施工过程控制、施工后期控制的主要工作从施工角度的预应力管桩在软土基坑工程中的应用进行分析，本文结合天津市津南区咸水沽镇的地形为例，对预应力管桩在软土基坑工程中的应用进行探讨。

 

 

　　某项目位于天津市津南区咸水沽镇，场地大部分为废弃的鱼塘，即时填垫。建筑±0.000相当于大沽高程3.800m，室外设计标高-0.900m，相当于大沽高程2.900m。地下车库总占地面积约6万m2，基坑周围自然地面整平后标高为-3.150m，基坑开挖面标高为-8.150m，基坑开挖深度6m，基底下有一层厚约6m的淤泥质土层，基坑北侧为一期2#～8#住宅，地下一层，桩基础，基础埋深约3m。拟建地库距离主楼外墙4m。两者高差范围内恰好为淤泥质土层，稍有不慎将影响主楼的安全。

 

 

　　（一）人工填土层

 

　　由素填土（地层编号为1-1）组成，主要由粘性土组成，灰褐-褐色，软塑。

 

　　（二）全新统坑底淤积

 

　　由淤泥（地层编号为2）组成，其含水量高、压缩性快，不均匀、流变性随时间的次固结量大、强度底、渗透性底。

 

　　（三）全新统上组河床-河漫滩相沉积层

 

　　主要由粉质粘土（地层编号为4-1）组成，黄褐色，软可塑。

 

　　（四）全新统第Ⅰ海相沉积层

 

　　主要由上部的淤泥质粉质粘土（地层编号为6-1）、中部的粉土及砂性大的粉质粘土（地层编号为6-3）及下部的淤泥质粉质粘土（地层编号为6-4）组成。6-1层：淤泥质粉质粘土，灰色，软流塑，砂粘互层，含贝壳，夹粉质粘土及淤泥薄层。6-3层：粉土及砂性较大的粉质粘土互层，灰色，粉土呈稍密-中密，饱和。6-4层：淤泥质粉质粘土，灰色，软流塑，砂粘互层，含贝壳。

 

　　（五）全新统第Ⅱ陆相层沼泽相沉积

 

　　主要由粉质粘土（地层编号为7）组成，浅灰色，软可塑。中压缩性，分布稳定。

 

　　（六）全新统下组第II陆相河床-河漫滩相沉积层

 

　　主要由上部的粉质粘土（地层编号为8-1）、中部的粉土、粉砂（地层编号为8-2）及下部的粉质粘土（地层编号为8-3）组成。8-1层：粉质粘土，黄灰-灰黄色，可塑，含铁质及礓石。8-2层：粉土、粉砂，黄灰-灰黄色，中密，饱和，含铁质及礓石。8-3层：粉质粘土黄灰-灰黄色，可塑，含铁质及礓石。

 

 

　　深基坑模型的建立涉及到两大类主体：岩土体和支护结构。目前，影响深基坑模型建立、模型计算还存在很多关键性理论问题。

 

　　（一）岩土体参数的选择

 

　　目前，我们进行基坑支护设计所需的参数主要来自于其相关的岩土工程勘察报告，但是报告中所提的参数仅仅是场地部分岩土体的平均属性值，并不能真实反映整个基坑及周边范围内岩土体的真实状况。

 

　　（二）土体的本构关系

 

　　岩土体的属性较复杂，影响其因素较多，目前还没有一种明确的本构关系计算式。假如按照目前土体本构关系计算，涉及到的一些计算参数，例如剪胀角、弹性模量等难以在岩土勘察报告等地质资料中直接获取。

 

　　（三）土体与支护结构的相互作用关系

 

　　土体和支护结构材料是属于不同属性的材料，在受力过程中，它们的变形不同步，即如何考虑桩土效应和其力的相互作用形式是一个关键性问题。

 

　　（四）基坑模型尺寸

 

　　基坑模型尺寸的选择关系到仿真结果的准确性和运算效率。基坑模型尺寸过大，将对单元网格划分和计算提出很高的要求，甚至出现无法运算出结果和死机的现象；基坑模型过小，将不能反映基坑的真实状况，特别是不能了解基坑周边环境和基坑底部变化情况。

 

　　（五）经验性方法

 

　　岩土工程最突出的特点就是不确定，它包括岩土体结构和岩土材料性能的不确定性、裂隙性和孔隙水压力的多变性、地质作用和地质演化的复杂性、计算模式的不确切性。由于岩土工程的不确定性特点和满足工程安全性等要求，我们需要根据不同地区、不同岩土地质条件，采用可靠的经验性系数。

 

　　（六）挤土原因引起桩偏位

 

　　桩打入地基时，总是有一部分或全部的土体被挤出桩身的位置，引起桩身附近土体的位移。预应力管桩抵抗水平荷载的能力较差，在较大的侧向主动土压力和挤土效应产生的侧向推力的作用下，预应力管桩极易产生侧向位移，引起预应力混凝土管桩的偏位。同时，随着沉桩数的增加，其位移量相应叠加，桩的密度越大，则桩的偏位越大。

 

　　（七）施工沉桩产生偏位或断桩

 

　　1.施工时测量放样出错导致沉桩偏位。2.场地地表土因地基承载力较差，桩机在沉桩过程中下陷，造成沉桩过程不能有效控制桩身垂直度。3.桩机在移动过程中自重产生的土体挤压导致已沉桩产生偏位和断桩。4.打桩沉桩施工时，施工流水安排不当，施工方案不合理（比如打桩机行走路线不当等）造成桩位偏移。

 

　　四、预应力管桩的适用范围及特点及桩的起吊

 

　　预应力管桩适用于一般黏性土及填土、淤泥和淤泥质土、粉土、非自重湿陷性黄土等土层。桩身质量稳定可靠、强度高、穿透能力强、安装方便、施工准备周期短、施工质量容易控制、震动力小、生产效率高、施工速度快。预应力混凝土管桩施工可以间断性的进行，特别是在居民闹市区，能充分利用不影响居民生活和休息的时间进行施工。与钻孔灌注桩相比节省钢筋加工场地以及泥浆排放的污染，同时也避免了钻孔桩连续施工影响周围居民生活的干扰；无论从环保方面还是从进度方面都能收到最好效果。按照设计桩机的行走路线进行桩机就位；桩机就位后进行起吊桩：对PHC管桩，采用单点法旋转垂直起吊；桩起吊离地面时，检查桩身有无异常现象，如发现有异常现象，应及时将此桩吊离现场作废桩处理，做到边吊边检查。

 

 

　　预应力管桩在软土地基处理应用中因其质量可靠，施工速度快，工期容易保证，工后沉降较小等优点已经广泛应用于我国的有些地方，但是在实际应用过程中由于参建各方的多方面的原因还存在着不少等待解决的问题。这需要我们广大技术人员通过不断的努力，不断的积累工程经验去解决，努力提高预应力管桩在软土地基处理应用中的技术水平。