高强预应力管桩静压法施工在膨胀土地区的应用

吕成炜 祝冰青

(1.安徽省城建设计研究院，安徽 合肥 230001； 2.安徽水利水电职业技术学院，安徽 合肥 231603)



高强预应力管桩静压法施工在膨胀土地区的应用

吕成炜1祝冰青2

(1.安徽省城建设计研究院，安徽 合肥 230001； 2.安徽水利水电职业技术学院，安徽 合肥 231603)

以合肥市某实际项目为例，结合膨胀土性质、地基土构成、机械设备的配置及施工现场的准备工作，从测量放线、桩定位及桩起吊、就位两方面，分析了主要的施工技术措施，并阐述了施工中常见的质量问题及注意事项。

膨胀土，地基土，预应力管桩，静压法

合肥地区近年来，高强预应力管桩基础呈现迅猛发展的趋势，有超70%的建筑工程中使用该种桩型作为基础，由于合肥地区是我国典型的膨胀土地区，故而高强预应力管桩的施工也有较其他地区不同的情况与要求。现通过某项目的实际施工，浅谈一下施工情况与常见的问题。

1 膨胀土性质

膨胀土具备吸水后有显著膨胀、失水后有显著收缩的特性。它是一种高塑性粘土，其矿物成分主要是蒙脱石,一般情况下承载力较高，但性质十分不稳定。

2 工程概况

工程采用PHC管桩，静压法施工，使用机械为抱压式，桩径选用500 mm，桩型AB125，桩长14 m～22 m，整桩接头不超过一个，单根桩长7 m～15 m，持力层选定为③1层强风化泥质砂岩，要求进入持力层满足1倍桩径，单桩竖向承载力特征值为250 t，压桩力按500 t控制。

3 地基土构成

①层杂填土：层厚1.30 m～4.80 m；②1层粘土：层厚2.10 m～3.40 m；②2层粘土：层厚21.70 m～30.10 m；③1层强风化泥质砂岩：层厚5.40 m～7.90 m(见表1)。场地②层粘土属膨胀土，其自由膨胀率为41.0%～46.0%，具有弱膨胀潜势。桩基施工前整个场地整体下挖，实际操作面位于②层粘土上，场地自身承载力较高，能够满足桩机行走的要求。实际施工时桩长控制在18 m左右。实际压桩力控制在5 000 kN～5 200 kN，因受限于管桩材料本身抗压强度，故以压桩力控制为主。

4 机械设备的配置

1)压桩设备：使用一台WXZ808静力压桩机施工。采用抱压式，最大压桩力可达到900 t。2)抽水设备：直径50 mm潜水泵四台。

表1 地基土构成参数表

5 施工现场准备

1)道路通畅，水源、电源接通，场地平整。2)待建筑红线与桩基控制轴线测定后，依据桩基设计图纸与控制轴线放好桩位，做好桩位控制点及水准点的保护。3)根据场地实际条件及现有下水道位置，沿楼南北方向挖好排水沟，排水沟流经场地内原有沟渠沉淀后进入市政排水系统进行排除。4)联系相关材料进场，材料进行相关材料(管桩)的检验工作。5)根据管网图及实地勘察，明确周边存在影响的管线布置位置。

6 主要的施工技术措施

6.1 测量放线、桩定位

根据控制点按桩位布置图测放桩位。尤其是在雨后施工前，场地膨胀性粘土被水浸泡后易造成桩机沉陷，影响桩位，需要随施工随测放。

6.2 桩起吊、就位

现场吊运单桩采用二吊点法、喂桩时采用一吊点。

6.3 压桩、接桩、送桩

6.3.1 压桩

1)桩架要满足垂直度要求，使用抱压式压桩时，夹具不可固定在桩身两侧合缝位置处。

2)压桩过程中存在出现爆桩、贯入度突然减小或增大的几率，一旦出现需立即停止施工，查明情况后进行处理。

膨胀土地区的静压管桩施工尤其需要连续进行、一鼓作气，施工中途卡顿易造成以上不利情况发生。

6.3.2 接桩

多根单桩拼接成整桩，端板处采用焊接连接，桩头预埋铁件在焊接前需要清除污锈。

6.3.3 送桩

根据图纸要求及桩口标高计算好送桩深度，在送桩器上做出醒目标记。待送桩至设计标高上1 m左右时，减小送桩速度，跟踪观测送桩情况，送桩至设计标高时，停止送桩。膨胀土地区送桩深度控制在1.5左右为宜，较深的送桩易造成对压桩力的误判，也容易造成实际使用中摩擦力损失。

7 膨胀土地区管桩施工常见的质量问题

7.1 桩身断裂

7.1.1 现象

在压桩过程中，桩尖处土质条件没有特殊变化，桩身突然倾斜错位，贯入度突然增大，施压油缸的油压数据突然下降，引起机台剧烈抖动，此时可能是桩身已断裂。

7.1.2 原因

膨胀土地区管桩均选择在无雨、场地干燥的条件下施工，膨胀土透水性极低，表层滞水对深层土体影响不大，膨胀土在无水条件下承载力及摩擦阻力均较高，施工中管桩端阻及侧阻均有逐渐升高的趋势，故对施工垂直度、管材弯曲度及管材质量要求较高。

7.1.3 预防措施

1)严格控制进场管材质量，弯曲度不合格的管材严禁使用。2)压桩前及压桩过程中密切控制好桩身垂直度，当压入一定深度后发生严重倾斜时，不得使用移机方法来纠偏。3)控制好桩的堆放层数和单桩吊运过程。

7.2 桩位偏移及上浮

7.2.1 现象

施工过程中，周边的桩发生横向位移或上浮。膨胀土的挤土效应较明显，一般四周建筑物较密集时，需要设置应力释放孔。

7.2.2 原因

1)桩身焊接时未控制好垂直度。2)压桩顺序不合理，连续压入桩数量较多，终压力未控制好。3)挤土效应。

7.2.3 预防措施

1)控制好管材外观检查，单桩弯曲度不得超过规范要求。2)接桩时必须控制好垂直度偏差，要保证上下两节桩在同一轴线上，严格按规范施焊。3)压桩期间不得同时进行基坑开挖，需要待全部桩施工完毕并达到休止期要求后才能进行开挖。4)调整好压桩顺序，适当提高桩终压力值，监测范围扩大。

8 桩基检测

为了确保检测的准确性，检测部位不可以受地表滞水及雨水的

浸泡，四周需要做好排水措施。桩基的检测结果见表2，图1及图2。

表2 桩基静载测试结果

9 膨胀土地区管桩施工注意事项

1)沉桩顺序、连续沉桩数量、沉桩速率均应充分考虑挤土效应;2)采用多种应力释放的方法，减少挤土效应;3)沉桩过程中对桩顶标高变化、桩周涌水、地表隆起等现象要密切关注，提高终压力，及时进行复压;4)施工中严禁同时进行基坑开挖。

10 结语

1)与钻孔桩相比较，在膨胀土地区采用静压混凝土管桩，可以节约大量投资;2)根据实践，掌握好施工的方式与方法，静压管桩基础是一种良好解决膨胀土的基础形式。

[1] 李 强.静压法高强预应力管桩施工质量控制与处理[J].山西建筑，2007，33(32)：121-122.

[2] 静压高强预应力管桩(PHC)施工技术及质量控制[J].福建建材，2010(3)：66-67.

[3] GB 50007—2011,建筑地基基础设计规范[S].

[4] JGJ 94—2008,建筑桩基技术规范[S].

[5] JGJ 340—2015，建筑地基检测技术规范[S].

[6] JGJ 106—2014，建筑基桩检测技术规范[S].

The application of high pressure pre-stressed pipe pile static pressure method in expansive soil area

Lv Chengwei1Zhu Bingqing2

(1.AnhuiProvincialCapitalArchitecturalDesignandResearchInstitute,Hefei230001,China;2.AnhuiWaterConservationWaterandElectricityTechnicalCollege,Hefei231603,China)

Taking a practical project in Hefei as an example, combining with the nature of expansive soil, foundation soil composition, mechanical equipment configuration and construction site preparation work, from the line measurement, pile location and pile lifting, in place two aspects, analyzed the main construction technical measures, elaborated the common quality problems and matters needing attention in construction.

expansive soil, foundation soil, pre-stressed pipe pile, static pressure method

1009-6825(2017)17-0065-02

2017-03-10

吕成炜(1979- )，男，高级工程师; 祝冰青(1978- ),女，讲师

TU443

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