PHC 管桩基础在淮南地区的应用

徐金格 陶金良

0 引言

淮南市位于淮河以南，地势平坦，地貌单元属淮河一级、二级阶地，第四纪沉积物覆盖层属第四纪晚更新世及其以前形成，下伏三叠系砂岩，覆盖层厚度一般10m～25m。淮河二级阶地主要为粘性土沉积;淮河一级阶地以粘性土沉积为主，夹粉细砂层。

由于地层地质条件较好，地基土为老粘性土，承载力较高，对于一般的多层、小高层工业与民用建筑多采用天然地基，对于高层、超高层建筑基岩埋藏浅时采用人工挖孔桩基础，基岩埋藏深度较大、人工挖孔成孔难度较大时采用钻孔灌注桩基础。近几年，也有高层建筑采用素混凝土桩、CFG桩复合地基获得成功。

预应力管桩(PHC)技术是预应力技术与离心制管技术相结合的产物，具有桩身混凝土强度高，耐压耐锤击性好，穿透能力强;单桩承载力高，造价低，经济性好;产品质量稳定可靠，标准化程度好;管桩规格多，桩径、桩长可调节性强，配桩方便;施工文明，现场整洁，环境污染小。基于上述优点，管桩基础备受客户青睐，得到广泛应用。

本文作者在淮南某住宅小区3幢18层高层建筑中，率先在淮南地区使用PHC管桩基础。

1 工程概况

住宅楼，18层，高55.4m，框架剪力墙结构，无地下室，基础埋深2.50m，基础底面平均压力330 kPa。

1.1 地层地质条件

场地位于淮河一级阶地之上，覆盖层以粘性土沉积为主，夹粉细砂层。下伏三叠系砂岩埋深一般17m～20m。地基土分布特征见表1。

本场地对工程影响的地下水主要为赋存于③2细砂层的承压水，顶板埋深8.1m ～8.5m，底板埋深一般10.6m ～11.3m，本次勘察钻孔和场地内饮用水井观测资料，稳定水位埋深为1.5m～2.5m，稳定水位标高为 24.8m ～26.0m，承压水头高达 5.5m ～6.0m，水量较大。

表1 地基土分布特征

1.2 基础方案选择

根据结构特点，采用墙下、承台下布桩，采用φ500mm、壁厚100mm的PHC管桩，单桩承载力极限标准值取3 300 kN，单位工程布桩数量74根。

2 施工方法及质量控制

PHC管桩施工有静压法和锤击法两种，相比而言，锤击法有较强的穿透力。对于本工程，为充分发挥PHC管桩的结构强度，提高单桩承载力，选择全、强风化砂岩为持力层。桩基施工需穿透③2细砂层，该层呈密实状，厚度2.5m ～2.9m，ps=16.5mPa;穿透⑤粘土层，该层呈硬塑～坚硬状，含姜石，厚度5.1m～6.0m，ps=5.4mPa。两层厚度较大，强度高，沉桩阻力大，为顺利成桩，提高成桩速度，保证成桩质量，采用锤击法成桩，选择60 kN柴油锤。

桩停锤标准要求按锤击贯入度和桩端设计标高双重控制，要求桩端进入全、强风化砂岩至少0.50m，贯入度达到5cm/10击～8cm/10击。按上述指标控制，施工桩长一般为17.00m～17.80m，桩端入土深度19.20m～19.80m。与勘察资料相比，桩端进入全风化层在0.5m以上，最深处已达强风化层顶部。

施工过程记录不同深度的累积锤击数、最后贯入度，桩穿过②粘土层时的贯入度为20cm/10击～30cm/10击，桩端穿过③2细砂层时贯入度达到3cm/10击～5cm/10击，桩端进入⑤粘土层时贯入度为12cm/10击～20cm/10击。

工程桩施打过程中，少部分桩沉桩阻力大，桩头打碎，未达到预计桩端标高被迫停锤，但施工有效桩长在15.50m以上。

由于地基土强度高，承台下布桩，平面布桩数量相对较少，施工过程无明显的挤土效应。工程采用两节桩，连接方法为焊接。

3 桩基工程检验、检测

施工结束20 d后进行桩基检验、检测，其中桩体质量检测采用小应变法，100%检查，桩体质量完整性良好，Ⅰ类桩占95%，Ⅱ类桩占5%;单桩承载力采用静力载荷试验方法确定，抽检四根桩，其中三根为施工正常桩，桩长17.0m以上，一根为有效桩长较短的桩，最大载荷3 300 kN，沉降量5mm～10mm，均未达到设计极限承载力。

4 技术经济比较

从地层地质条件、建筑物结构特点等考虑，本工程可采用的地基基础形式有PHC管桩基础或钻孔灌注桩基础。

钻孔灌注桩基础以中风化岩为桩端持力层的嵌岩桩，桩端入土25.0m左右，提供较高的单桩承载力，单柱单桩;PHC管桩基础以全、强风化岩为桩端持力层时，桩端入土19.0m左右，承台下布桩，组成多桩承台。

按场地地层、地质条件，本工程中18层高层建筑，采用PHC管桩基础时单位建筑面积的桩基费用为36元/m2，比钻孔灌注桩基础节约40%以上。

中风化基岩埋藏较浅时钻、挖孔灌注桩、墩基础经济性较好，全、强风化岩埋藏较深时PHC管桩基础会更合理。

另外，相对于钻孔灌注桩基础，PHC管桩基础可提供较高的承载力，提高施工工效，缩短基础工程施工周期，降低基础工程造价，无泥浆排放等环境问题。

5 结语

淮南市地层地质条件较好，从技术经济角度考虑，从已有工程经验，PHC管桩基础适用于覆盖层厚度相对较大的高层建筑，对于强、中风化基岩埋藏较浅时，应与人工挖孔桩做技术经济对比;若采用PHC管桩基础时应以下伏全、强风化基岩为持力层，充分发挥桩体强度和地基土承载能力，提高桩基工程的经济性，相应地采用穿透能力较强的锤击法施工工艺，选择大吨位柴油锤，减少锤击次数，保证桩基工程施工质量。

在市区，受环境影响，锤击法施工工艺由于噪声较大，可能受到一定限制，应推广使用大吨位静力压桩机施工。对于该区普遍分布的⑤粘土层，区内厚度一般5.1m～8.0m，最厚可达12m，有较高的强度和承载能力，应积极探索、积累PHC管桩基础以⑤粘土层为桩端持力层的经验。

[1]JGJ 94-2008，建筑桩基技术规范[S］.

[2]JGJ 72-2004，高层建筑岩土工程勘察规程[S］.

[3]刘金砺.桩基工程技术进展[M］.北京:知识产权出版社，2005.

[4]高大钊，赵春风，徐 斌.桩基础的设计方法与施工技术[M］.北京:机械工业出版社，2002.

[5]杜 强.PHC管桩施工工艺[J］.山西建筑，2010，36(1):154-155.