1、1预应力管桩在软土地基中的应用摘要：预应力管桩基础，因具有单桩承载力高，设计范围广；在同一建筑物基础中可使用不同直径的管桩，可充分发挥每根桩的承载能力；成桩质量可靠，穿透力强，造价低廉等优点得到广泛应用于高层建筑的基础处理。 关键词：预应力管桩、软土地基、应用 中图分类号： TU471.8 文献标识码： A 文章编号： 一、前言 整个工程建设中，基础工程的设计与施工永远是非常重要的环节。淤泥质粘土在我国沿海平原地区分布较广，其主要的物理力学特性是地基容许承载力低，其层厚随地质构造的不同变化较大，对软土地基处理不当容易造成地基整体失稳或产生不均匀沉降等病害。下文将对预应力管桩在软土地基中的应用进
2、行探讨。 二、预应力管桩概述 预应力管桩按混凝土强度等级和壁厚分为预应力混凝土管桩和预应力高强混凝土管桩。预应力混凝土管桩代号为 PC，预应力高强混凝土管桩代号为 PHC，薄壁管桩代号为 PTC。PC 桩的混凝土强度不得低于 C60，薄壁管桩强度等级不得低于 C60，PHC 桩的混凝土强度等级不得低于C80。预应力管桩，是一种空心圆柱形的细长混凝土预制杆件，主要由三2部分组成：端头板、圆筒形桩身、钢套箍。端头板就是桩顶的一块呈圆环状的铁板，一般厚 18 毫米至 22 毫米，在端板的外缘处的一圈留有一个坡度，是为对接时的烧焊所预留的。管桩的规格大小是按外直径的长度来划分的，主要可以分为 300
3、毫米，350 毫米，400 毫米，450 毫米，500 毫米，550 毫米，600 毫米，800 毫米，1000 毫米等几种，而在实际运用中以 300 毫米，400 毫米，500 毫米，600 毫米五种为主。管桩底桩的端部有桩尖，其形式有开口型、圆锥型和十字型。其中，圆锥形和十字形都属于封口型，其承载性能类似于钢筋混凝土中的预制桩的承载性能，桩端的端阻力和桩周的侧摩阻力是其承载力的主要构成。另外，更具管桩桩身的抗裂弯矩能力的大小，可以把管桩分为 A 型、B 型和 AB 型三种。A 型管桩有效预应力是 3.5Mpa 到 4.2Mpa，B 型管桩的则是 5.5Mpa到 6.0Mpa，而 AB 型是
4、 5.0Mpa。由此可见，一般管桩的有效预应力是4Mpa 至 5Mpa，在打桩时，运用桩身混凝土是可以有效抵抗压力的。而在我国，一般性的建筑工程中，采用 A 或 AB 型的预应力管桩是足够的。 预应力管桩在我国的建筑工程施工中的应用是非常广泛的，尤其是城市建设中，已经成为了建筑工程构建的基础。之所以能够能这么被广泛地使用，主要是因为预应力管桩有众多的优点。预应力管桩主要有以下特点： 1、机械化施工程度高 预应力管桩从放桩、沉桩，到压桩，全程都是采用机械设备完成的，因此极大限度地保持了现场的整洁，也减轻了施工人员的负担。改变了传统使用钻孔灌注桩技术所导致的工地泥浆满地的问题，也不会出现人3工挖孔
5、桩工地到处抽水和堆土运土的工作了。 2、施工速度快 专用于预应力管桩的打桩机平均每台班就可以打七、八根桩，而且还可以支持 2 万 kN 以上的承载力。另外，预应力管桩还可以 24 小时连续地施工，因此加快了工程的进度。 3、承载力高 因为挤压的作用，所以相比于同样直径的钻孔灌注桩和沉管灌注桩，预应力管桩需要的承载力比它们都高。而预应力管桩也不服所望，具有超强的承载力，桩头在施工过程中都是完好无损 ，而且复压容易。另外，预应力管桩桩节通常是四到十六米一节，有长有短，接长方便，因此可以灵活搭配，根据施工需要随时调整长度，可以用于多层，也可以用于高层，因此适应性很强。 4、运输、吊装方便 因为管桩可
6、以接长，因此就方便了运输，而且管桩桩身有预压应力，所以只要在起吊的时候，用特制的吊钩勾住两端，就可以轻易地吊起来了，非常方便。 5、造价便宜 预应力管桩均在工厂集中预制，质量容易保证，目前的价格每米比钻孔灌注桩和沉管灌注桩贵，但是如果按每吨的承载力造价来计算，预应力管桩比其他两个便宜，而且耐用。 三、预应力管桩在软土地基中的应用实例探讨 4某项目工程上部结构主楼为 11 层21 层,裙楼为 4 层框架剪力墙结构,其基础采用 500 和 600 预应力混凝土管桩( PHC 桩)基础。 1、工程地质概况 (1)素填土(Qml):由坡残积土组成,部分地段上部为杂填土,含碎砖块、碎石块,层厚 1.50
7、m2.20m。 (2)冲积层(Qal):22 粉质粘土(2-2):很湿,可塑,土质不均匀,含粉细砂,层厚 2.50m2.60m。21 淤泥(2-1):饱和,流塑,上部土质较均匀,下部含粉砂、贝壳碎屑, 淤泥质粉细砂层,层厚 3.70m9.50m。23 中砂(2-3):饱和,松散稍密,层厚 0.80m4.50m。 (3)残积(砂质)粘性土(Qcl):22 硬塑状残积土(3-2):湿,硬塑,为花岗岩风化残积土,厚度 1.50m6.80m。21 可塑状残积土(3-1):很湿,可塑,为花岗岩风化残积土,厚度 1.00m6.70m。侏罗系花岗岩风化带(J):1 全风化花岗岩(4-1):稍湿,原岩结构沿可
8、辨,沿芯呈坚硬土柱状,厚度1.10m3.30m。3 中风化花岗岩(4-3):岩芯多为块状短柱状,岩质较硬硬,岩石裂隙较发育,厚度 0.90m3.80m。2 强风化花岗岩(4-2):岩芯半岩半土状碎块状,碎块脆稍硬,岩石裂隙发育,厚度0.90m3.20m。4 微风化花岗岩(4-4):岩芯多为短柱状长柱状,岩质坚硬,上部裂隙变明显,厚度 2.40m3.20m。 3、缺陷桩的加固处理方式及设计 (1)加固处理方式 经分析,确定了适合该工程缺陷桩采用的加固方法: 对于管桩桩身倾斜不小于 2%且入土淤泥层的厚度不小于 2m 的缺陷5桩还要采用降低单桩竖向承载力的方法进行加固。复核原设计的单桩竖向承载力的
9、安全储备,若原设计的单桩竖向承载力的安全储备能满足需降低单桩竖向承载力的要求,只采用桩芯孔内灌注钢筋混凝土桩芯的方法加固；否则除了采用钢筋混凝土桩芯的方法加固外,还要新增锚杆静压桩法来增加基础承载力,以降低单桩竖向承载力。 在预应力管桩桩芯孔内灌注钢筋混凝土桩芯或钢管混凝土桩芯的方法增加桩身的抗弯性能,对于缺陷桩桩身发生倾斜量所产生的弯矩认为由桩身与灌注钢筋混凝土桩芯或桩身与钢管混凝土桩芯承担。其中 500预应力管桩桩身倾斜不小于 2.5%以上的缺陷桩只能采用钢管混凝土桩芯的方法加固。 (2)加固设计 灌注钢管混凝土桩芯 混凝土:选择 C50 混凝土,必须要确保混凝土的和易性,混凝土坍落度为
10、180mm220mm,水泥用量至少 360kg/m3。 钢管:选择 Q235 钢。 加固深度:有限桩长小于 7m 的,为通长；有效桩长大于 7m 的,加固深度 7m 为宜。 灌注钢筋混凝土桩芯 混凝土:选择 C45 混凝土,必须要确保混凝土的和易性,混凝土坍落度为 180mm220mm,水泥用量至少 360kg/m3。 钢筋:选择纵向钢筋插入管桩桩芯,外扎钢筋箍筋,钢筋笼一直伸至桩顶承台内。 6加固深度:桩入土淤泥层的厚度低于 2m,加固深度 5m 为宜；其他加固深度在 6m10m 范围内。 (3)锚杆静压桩的设计 在该工程中桩机已退场,基坑已大开挖,不利于大型机械进行施工。针对该工程地质情况
11、及工程具体情况,对于一些基础的单桩竖向承载力的安全储备无法达到需降低单桩竖向承载力的标准,不仅要加固缺陷桩,为增加基础承载力，还必须要新增锚杆静压桩。在工程中，采用锚杆静压桩加固方法对其进行加固最为适合。 四、结语 综上所述，由于预应力管桩具有的诸多优点，目前已经普遍应用于我国多个城市的城建中。但是，在施工过程中，预应力混凝土受到的影响因素也有很多，稍有不注意，就会影响管桩的压力及内部结构，而且沉桩的过程也非常重要，稍有差错，就会对建筑工程的质量产生重要的影响。所以施工企业在使用管桩技术时，一定要综合考虑多方面因素，严格规范各种程序，达到最好的施工效果，从而使预应力管桩在城建工程的得到充分的利用，促进城建的发展。 参考文献： 1 郑敏：浅谈预应力管桩施工的质量控制 ， 建材技术与应用 ， 2011 年 06 期 2 陈坚和：预应力管桩设计理论 ， 中国城市经济 ， 20117年 06 期 3 陈天丰：静压预应力混凝土管桩施工质量控制和常见问题的处理 ， 福建建筑 ， 2006 年 0 期 2 4 陈飞 鄢泰宁 卢春华：静压高强度预应力混凝土管桩施工技术 ， 地质科技情报 ，2005 年 S1 期
