预应力管桩在靖江地区高层建筑中的应用

邵建东

（靖江市建筑设计院有限公司，江苏 靖江 214500）

预应力管桩在靖江地区高层建筑中的应用

邵建东

（靖江市建筑设计院有限公司，江苏 靖江 214500）

预应力管桩在靖江地区高层建筑中应用越来越多，文章系统介绍了管桩的设计原则和施工工艺，指出了在靖江地区应用中遇到的一些技术问题，提出了如何控制管桩质量的具体建议。

预应力管桩；设计；施工；质量控制

预应力混凝土管桩是采用先张法预应力工艺和离心成型方法制成的一种空心圆柱型钢筋混凝土预制桩。预应力管桩在我国的应用很广，泰州市靖江地区从2002年开始应用预应力管桩，在工业与民用建筑中使用效果较好。预应力管桩与钻孔灌注桩是靖江地区高层建筑的主要桩型。现就预应力管桩在高层建筑工程中应用作简要分析。

1 适用范围及条件

管桩分为预应力高强混凝土管桩（PHC）、预应力混凝土管桩（PC）、预应力混凝土薄壁管桩（PTC）。施工方法分锤击和静压两种，施工机械中有600T和800T大型压桩机、DD63和DD83以上的柴油锤。靖江地区抗震设防烈度为6度，可以直接选用江苏省结构构件标准图集（苏G03-2002）[1]。靖江地区常用的为PHC管桩，常用的预应力管桩各项参数如表1。

表1 常用预应力管桩参数

2 桩基设计

2.1 高层建筑桩基础设计步骤[2]：

（1）岩土工程勘察报告与上部结构简况的综合分析研究。靖江地区高层建筑层次一般为11-30层，结构形式为剪力墙和框架-剪力墙结构两种，抗震设防类别为丙类，地基基础设计等级为乙级，桩基设计等级为乙级。根据本地区岩土工程勘察报告，上部土层为软土，一般选择35-40米左右的中密-密实粉细砂为桩端持力层，桩端以下土层为细砂和中粗砂。

下图为某工程地质剖面图，可以初步确定以第⑩层粉细砂为桩端持力层。

（2）确定单桩竖向、水平向承载力及单桩刚度特征。根据建筑物荷载初步确定桩的直径，单桩承载力确定时按规范[3]5.3.1条第二款设计等级为乙级的建筑桩基，当地质条件简单时，可参照地质条件相同的试桩资料，结合静力触探等原位测试和经验参数综合确定。按照勘察报告提供的桩侧阻力和桩端阻力值，计算单桩竖向、水平向承载力。

（3）确定桩数、桩的平面布置及埋深。墙下桩的布置可依据荷载情况和横墙间距大小确定，一般采用单排布置，应尽量使群桩形心和荷载重心重合，务必要使各桩受力基本均匀，不可布置得过于零散，造成施工不便。独立桩基的桩采用对称布置，桩距按规范选用3.5d。

（4）验算桩基竖向和水平整体承载力及桩基沉降量。高层建筑应进行桩基变形计算，对高层剪力墙结构，变形控制指标主要是总沉降量和整体倾斜；对高层框架-剪力墙结构，变形控制指标主要是外柱和内部混凝土墙之间的差异沉降。对桩中心距不大于6倍桩径的桩基，其最终沉降量可采用等效作用分层总和法，可按《高层建筑岩工程勘察规程》附录F0.3进行估算。

本地区桩基计算沉降量一般在40-80mm之间，与实测值比较接近，均能满足规范要求。

（5）对桩数、布置方案和承台结构作出技术上的必要调整。桩基设计的工程实例较多，这里不再阐述。

3 预应力管桩的施工工艺

3.1 准备工作

预应力混凝土管桩的施工必须配备性能可靠、符合标准、种类齐全的施工机械和设备，根据设计文件和施工组织计划的要求，确定合理可行的施工顺序。

3.2 预应力混凝土管桩的施工

预应力混凝土管桩的施工工艺流程如图2所示：

3.3 施工技术要点

（1）桩位放样 根据图纸和技术交底确定的坐标控制点进行桩位放样，采用全站仪定出桩位。用石膏粉作出桩位的圆形标记，圆心位置用小桩标记。（2）沉桩 桩机就位后开始吊桩，然后调平桩机，同时用相互垂直的两个方向经纬仪检查垂直度，开动压桩装置，记录压桩时间和各压力表读数（锤击桩记录锤击数和贯入度）。（3）接桩和焊接要求 接桩时桩头高出地面1.0米左右，焊接时应分层焊接，焊缝应达到三级焊缝要求，严禁用水冷却。（4）送桩 用水准仪确定地面标高，在送桩管上作记号，不得超送。（5）终止沉桩 正常情况按设计要求和试桩情况结束送桩。（6）在施工过程中若出现压力显著增加或减少，需暂停施工，分析原因后提出处理措施。

在靖江地区施工预应力管桩，尤其要注意以下四点：（1）由于表面土层承载力较低，场地应回填建筑垃圾或干砂，厚度不得低于0.5米。（2）高层建筑大部分附有地下室，送桩时严格控制垂直度和标高。（3）靖江地区在地下15-24米左右存在中密状态的粉砂层，上面两节桩配桩长度应大于24.0米，避免在此层中焊接。（4）焊接质量应严格按要求执行，避免因土体隆起或者孔隙水压力消散时引起的拉应力而造成质量事故。

3.4 预应力混凝土管桩的现场施工质量及检验要求[4]

表2 预应力管桩施工质量控制表

3.5 预应力混凝土管桩的检测

工程桩应采用静载试验确定单桩竖向抗压承载力[5]，检测数量在同一条件下不应少于3根。对上述选定以外的桩，可采用高应变法进行单桩竖向抗压承载力验收检测。高应变法也可作为单桩竖向抗压承载力验收检测的补充，抽检数量不宜少于总桩数的5%。出于对桩基抵抗水平力的考虑，应进行单桩水平承载力检测，检测数量不应少于总桩数的2%。低应变法检测，应不少于20%。

桩基抽样检测时宜选择下列桩：施工质量有疑问的桩，设计方认为重要的桩，局部地质条件出现异常的桩和适量选择完整性检测中判定的Ⅲ类桩。

4 预应力管桩技术经济分析

在管桩没有推广使用之前，为获得比较高的单桩承载力，一般采用钻孔灌注桩。由于靖江地处长江北岸，在地貌上属长江下游冲积平原，土层由淤泥质粉质粘土夹粉砂、粉土和粉细砂组成，土体中含砂较多，清孔后泥浆粘度难以达到要求，孔底沉渣较厚，导致单桩承载力达不到设计要求，往往要进行处理，导致增加工程造价。另外，泥浆排放也很困难，容易污染环境。而预应力管桩沉桩比较顺利，桩尖可以达到预计持力层，压力和贯入度可控，承载力有较大提高，从而节约基础造价。按目前工程造价采用同直径的钻孔灌注桩和预应力管桩，基础造价可以节约20%左右。

5 结束语

预应力管桩能满足现代化建设高质量、环境保护、工业化的要求，无论在市内或城郊都有比较好的施工方法。文章对预应力管桩的设计、施工进行了论述，表明管桩在靖江地区高层建筑中的应用可以达到经济合理的效果。

[1] 先张法预应力混凝土管桩 (苏G03-2002)[S].北京:中国建筑工业出版社,2005.

[2] 郭继武.建筑地基基础设计及工程应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.

[3] JGJ94-2008,建筑桩基技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.

[4] 刘金砺.高层建筑桩基工程技术[M].北京:中国建筑工业出版社,1998.

[5] JGJ106-2003,建筑基桩检测技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2003.

Pre-stressed Steel Pipe Driven in as Piling in Jingjiang Area High-rise Construction App lication

SHAO Jian-dong(Jingjiang Architectual Design Institute Co., Ltd., Jingjiang Jiangsu 214500,China)

The pre-stressed steel pipe driven in as piling applies in the Jingjiang area high-rise construction are getting more and more, this article system introduced the steel pipe driven in as piling principle of design and the construction craft, had pointed out meets some technical question in the Jingjiang area application, proposed how to control the steel pipe driven in as piling quality the concrete proposal.

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TU378

A

1671-0142(2010)01-0070-03

邵建东(1970-),男,江苏靖江人,工程师.

（责任编辑 李冠楠）