PHC管桩的优势及工程实例浅析

朱官祺

(大连大商嘉华金海岸有限公司，辽宁，大连，116021)

PHC管桩的优势及工程实例浅析

朱官祺

(大连大商嘉华金海岸有限公司，辽宁，大连，116021)

本文介绍了管桩与静压管桩施工的优缺点，结合鞍山新玛特工程的基础选型，分析了管桩的经济性、实用性与安全性。

PHC管桩；静压桩机；静压管桩施工

一、管桩与静压管桩施工

PHC管桩即高强预应力管桩是一种采用预应力工艺、经离心成型、常压或高压蒸汽养护工艺，在工厂标准化、规模化生产制造的预应力中空圆筒体细长混凝土预制件。主要由桩身、端头板和钢套箍等组成，其混凝土强度等级不低于C80。常见管桩直径：300mm，400mm，500mm，600mm。

静压管桩施工是由液压静力压桩机本身自重与桩机上的配重产生的向下作用力，将管桩压入土层中的一种沉桩施工工艺。管桩在压入过程中对周围土体进行挤压，使地基土侧向应力增加，导致土的密实度增加，提高了单桩竖向承载力。通常适用于高、中压缩性粘土层或砂含量较低的软粘土地层，对砂层也具有一定的穿透能力。

静压管桩施工在20世纪90年代在南方沿海城市得到应用，随着科技的发展，管桩生产工艺的提高和压桩设备的推新，以及管桩环保、节能、造价低、成桩速度快的优势，使得管桩在全国得到推广。鞍山地区地质条件以粘土为主，近些年来管桩在当地也得到广泛应用。

二、静压管桩的优缺点

1、优点

（1）静压管桩施工具有无污染、无噪声、无震动、成桩质量高、压桩速度快等显著特点。由于静压管桩施工低噪与无污染，故在市区内可以24小时连续施工，与其它成孔桩相比，提高了施工速度，减少了分项工程施工工期，从而降低施工成本与工程造价。

（2）先张法预应力管桩施工工艺不同于其它“先成孔后成桩”的施工工艺，管桩基础造价比人工挖孔、机械成孔灌注桩等基础造价成本降低显著。而且管桩采用工厂化生产，与机械成孔桩相比成桩质量更有保证。

（3）静压桩施工具有施工安全、现场整洁、文明施工程度高的特点。

2、缺点

（1）挤土影响。可能引起浅层土体产生隆起、裂缝，深层土体产生横向挤出现象，并会对周围地下管网、路面、建筑物造成影响。

（2）桩机重量大。桩机作业重量大，地下水位较高的粘质土场地易发生陷机，甚至对已压完桩会产生挤压，影响压桩质量。

（3）适于软土地基，不适于贯穿厚度大于2m的中密以上的砂土夹层或进入中密以上的砂土持力层。

三、工程实例

1、项目概况

鞍山新玛特商业广场项目，位于鞍山市铁西区，地下一层，建筑高度97m，地上最高31层，局部26层，基础形式为桩基础（摩擦桩）。采用山河智能ZYJ680压桩机。工程地质条件概况见下表：

土类别 分布情况 厚度(m) 压缩性①杂填土 普遍分布 0.5～3.2 －②粉质粘土 普遍分布 0.2～8.0 中压缩性②-1中砂 仅22#、23#号孔见该层 0.6～2.0 －②-2粉质粘土 局部分布 0.7～3.6 中压缩性③粉质粘土 普遍分布 1.2～8.1 中压缩性④粉质粘土 普遍分布 最大15.0 中压缩性⑤粘土 普遍分布 最大34.0 中压缩性

2、高层桩基础方案分析比较

（1）若按旋挖钻孔灌注桩计算，选用桩径Φ1000mm桩，桩长35m，需要224根桩，按1000元/m3，造价约为633万元。

（2）若采用预应力混凝土管桩，选用PHC-AB500(100)-35型管桩，需要单桩承载力2000KN，610根桩（桩长暂按35m计算，实际按试桩结果确定），造价约为468万元。

（3）在理想条件下，根据实际施工经验：机械成孔桩至少需要 30天完成；2台压桩机需要15天完成桩机工程。

通过经济比较，静压管桩基础比机械成孔桩基础节省造价约 165万元；从施工工期比较，管桩施工更能够减少施工工期。决定桩型选用预应力管桩作为桩基础。

3、试桩及桩长、终压值的确定

（1）试桩试验

按照设计及规范要求，试桩数量为总桩数的 1%，确定试桩数量为 7根。

单桩竖向静荷载试验Q～S对比

以上结果，除2-3桩外，单桩均未达到承载力极限状态，根据静载试验Q～S曲线，结合试验终载和桩沉降量，取单桩极限承载力为4400KN；取终载的1/2为单桩承载力特征值，即Ra＝2200kN，结果偏于安全。

（2）单桩承载力验算

规范 勘察报告Ra 桩长孔号 42 43 44 42 43 44 5# 2691 2754 2819 2511 2575 2629 27# 2697 2761 2826 2545 2592 2651 33# 2561 2625 2689 2443 2502 2561

根据计算对比，单桩承载力特征值在 2443～2826kN，上部基坑部位桩侧摩阻力特征值取200KN。

(3)结论

根据试桩结果，单桩承载力特征值可取 2200kN。试桩有效桩长为35.0m，36.0m，37.0m。综合考虑得出结论：按工程桩有效桩长为35.0m，则单桩承载力特征值为 2000KN。取终压力为：Q＝1.5Ra＝3000KN。压桩时控制终压值≥3000KN。

四、结语

随着鞍山新玛特商业广场项目的顺利入住，验证了管桩与管桩施工在粘土地区充分优势，既降低了工程成本又减少了工程工期，可谓成功之举。

TU297

1674-3954（2011）03-0416-01