滨海新区PHC管桩应用浅析

郭绍强

（天津大成国际工程有限公司，天津，300457）

滨海新区PHC管桩应用浅析

郭绍强

（天津大成国际工程有限公司，天津，300457）

天津滨海新区地质情况复杂，其特点为地下水位高、土层孔隙率、含水率、地势平坦和标高偏低，多为陆海相沉积软土，建筑基础形式常采用桩基础，并以预应力高强混凝土管桩较为常见，但由于大厚度淤泥层和局部硬夹层的存在，常因施工及设计不当导致桩基承载力不足、废桩、断桩等问题,通过阐述工程实践遇到的问题，分析出现质量问题的原因，并结合本地实际提出设计注意事项。

预应力高强混凝土管桩；静压桩；桩基检测；深厚软土层

一、引言

预应力高强砼管桩（PHC）在天津地区应用广泛，滨海新区新建的单层、多层住宅及厂房均采用此类桩型，天津本地生产厂家也较多，适于天津开发区工程项目建设周期紧、成本控制严的实际情况。PHC管桩具有工厂化生产、造价低廉、穿透能力强、单桩竖向承载力高、耐久性好、施工工期短及施工现场整洁等优点，但是在施工过程中，常出现桩头暴裂、桩偏位、桩身偏斜等质量问题，且时有检测出Ⅲ、Ⅳ类桩，出现问题后设计部门处理困难。另外，滨海新区区内塘沽、汉沽及开发区西区地下水多属弱碱性水，PH值介于7.1～8.5之间，场地地下水干湿交替作用下对混凝土及混凝土中的钢筋都具有腐蚀性，影响结构耐久性。如果设计人忽视了基础部分防腐及预防混凝土碱集料反应，施工时不按照图纸、规范要求进行防腐处理，很可能导致工程缺陷，很难保证基础设计在建筑合理使用年限内不出现问题。因此，设计人员应重视建筑基础部分设计计算，结合工程所在地区实际情况和习惯做法进行结构设计，在保证结构安全的前提下考虑设计经济性。

二、滨海地区PHC管桩应用

随着天津市滨海新区发展纳入国家发展规划，建设项目纷纷上马，滨海建设正如火如荼地进行中，预应力高强砼管桩因其诸多优点成为设计首选。以我院近几年的项目为例，多层住宅、公建基础采用桩基础时采用PHC管桩，小高层住宅进行基础设计时，受工程造价及场地、环保等因素的影响，基础选型时方案也多采用锤击或静压法施工的PHC管桩。但是，根据我院统计分析所做项目基础检测报告及现场情况，预应力高强砼管桩在实际工程运用中还存在有一些问题，部分可能是我们自身技术水平所限，特在本文中提出讨论，以使今后设计更加安全合理。本文不足之处，望不吝赐教。本文列举部分项目存在的问题，仅做技术探讨之用。

1、预应力高强砼管桩（PHC）优点：

预应力高强砼管桩为工厂化生产，强度高，质量好。预应力高强砼管桩（PHC）是我国引进发达国家的先进生产技术而研究开发的一种预制桩型，产品均按照《GB 13476-2009 先张法预应力混凝土管桩》设计制造。它具有：工厂流水线生产，质量稳定可靠；桩身混凝土强度高，耐锤打性好，贯穿能力强；单桩承载力高等优点。施工期间进度快，场地适应性好，在市内居住区可采用静压法施工，施工噪音、废水等污染较少。

2、预应力高强砼管桩（PHC）在天津滨海地区应用存在的问题：

（1）PHC桩在土体有腐蚀性地区应慎用。

天津滨海地区属海泥长期淤填而成的软土地层，海水盐类长期渗透蓄积，地下水对混凝土构筑物有较强的腐蚀性，主要为硫酸盐腐蚀、镁盐腐蚀和氮离子腐蚀，设计基础时应重视基础部分的防腐问题，按照《工业建筑防腐设计规范》（GB50046-2008）的相关要求严格采取防腐措施。PHC桩不得用于对钢结构、混凝土有强腐蚀性的场地。用于中、软腐蚀环境应采用防护措施，如使用特种抗腐蚀材料或掺入防腐外加剂等，管桩壁厚不应小于80mm，桩身抗渗等级应≥S10,且选用桩径应大于400mm的桩型。另外，我院以前设计图纸要求采用抗硫酸水泥，实践中发现特种水泥生产采购困难，该设计要求可操作性差，因此，我院设计要求以控制混凝土的最小水泥用量、最大水灰比和C3A含量为主，选择桩型时保证桩身混凝土保护层厚度，针对地下不同的腐蚀介质采取相应防护措施，保证基础稳固安全。

预应力混凝土管桩在以下条件下不应使用：

a. 对钢结构、混凝土有强腐蚀性的场地，

b. 地下存在软硬夹层或持力层起伏较大、坡度大于5%的场地。

c. 无地下室（半地下室）且在承台周边存在软弱土层的小高层建筑，

d. 有一层地下室且在地下室周边存在软弱土层的高层建筑（16层以上）。

e. 塘沽地区的Ⅳ类场地（介于Ⅲ、Ⅳ类之间的按照Ⅳ类场地考虑）。

（2）PHC桩滨海地区使用应切合本地实际。

滨海地区软土地区适宜PHC桩型的应用，但应认真分析场地土层分布，避免在有坚硬夹层的场地上使用PHC桩。以我院承接的某休闲会所设计为例，该工程为“一”字型建筑，长度近一百米，场地内粉土层间有东高西低的坚硬夹层分布且有较大起伏，建设单位为节省勘察费用而没有采纳我院针对特殊地质条件进行补充勘察的建议，结果导致打桩施工时沉桩困难，部分桩位有效桩长无法到达设计桩长，静压桩机增加配重后仍无法压穿硬质夹层，桩底标高与设计桩长普遍相差2～3米。虽然根据现场情况与勘察部门协商修改了设计桩长，认定该夹层厚度大且无软弱下卧层,可以作为管桩持力层，且经检测后桩基承载力满足设计要求，但是我们反思整个过程，该项目的设计确实有不足之处。设计人员没有认真分析地勘报告的疏漏之处，对地层中层面标高有起伏的硬质夹层没有引起足够重视，设计时没有考虑到地层标高差异及硬夹层对桩基施工的影响，导致设计失误。一方面，设计应坚持现场按照规范要求补充勘察孔点，提供可靠设计依据，并在现场先进行试沉桩，待检测完成后根据现场检测数据来验证基础设计是否合理，避免设计浪费及安全隐患。另一方面，部分桩位桩机未送桩就位，需要大量截桩，这对于PHC桩的承载力和耐久性是有一定影响的，必须严格执行天津市工程建设标准《预应力混凝土管桩技术规程》（DB29-110-2010）[1]的规定，采用静载试验方法进行设计所需的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力、单桩水平承载力验收检测，抽检桩数不应少于总桩数的2%，且不少于5根。管桩与承台连接应采用端头板焊筋与承台锚固，截桩时可采用膨胀混凝土灌芯插筋与承台锚固；无论管桩与承台采用哪种方式连接，管桩桩顶端处混凝土灌芯深度应大于 8倍的桩径。总之，滨海地区特别是塘沽地区基础设计选用PHC桩时应严格按照《塘沽区高层建筑预应力管桩应用技术管理暂行规定》的要求进行设计，确保基础设计安全适用、经济合理、质量可靠、环保节能。

（3）PHC桩施工前应先进行试桩，严禁工程桩作为试桩。

选用预应力混凝土管桩作为基础桩型时，必须在工程桩以外进行试桩并检测，以检验管桩竖向、水平承载力设计值是否正确合理，施工工艺、沉桩情况时候符合要求。设计单位应参照规范提出试桩时间、定位等具体要求，待完成后根据试桩结果修改复核设计后，方可进行施工。

（4）PHC桩不得作为抗拔桩使用或承受拉应力。

PHC桩严禁作为抗拔桩或在地震、风荷载等水平荷载作用下可能出现拉应力的桩基中使用，尤其是地下室基础设计时，按照地勘资料提供的抗浮水位及本地工程经验进行抗浮验算，如果基础可能出现上述情况，选择桩型时就应选择其他桩型或采取措施防止PHC管桩受拉。

三、结论

滨海新区场地多为后填土，其下多淤泥 淤泥质黏土或淤泥质粉质黏土，地基承载力很低。PHC桩因强度高、施工快等优点成为本地区设计首选，得到广泛应用。但是，预应力高强混凝土管桩作为新桩型工程实践中尚存在不少问题，特别是滨海软土地区应用还需进行大量研究工作，设计人员选择桩型应结合工程实际综合考虑，不能以经济性为唯一衡量标准，应该在保证结构安全耐久的前提下考虑设计经济性，更不能犯经验主义错误。图纸不但要满足国家规范要求，还应满足天津地方标准和相关地方规定，结合本地实际进行项目设计，力求所交付的图纸安全可靠、经济合理。

[1] DB29-110-2010(天津市地方标准) 预应力混凝土管桩技术规程

[2] JGJ 94—2008《建筑桩基技术规范》[S]

[3] 土力学地基与基础疑难释义(第二版). 中国建筑工业出版社, 2004北京 .

[4] 伍锦湛等.预应力管桩的质量通病及其预防措施.《广东土木与建筑》2005(8).中国广州；

TU473

1674-3954（2011）03-0348-01