浅谈静压管桩施工如何确保有效桩长

浅谈静压管桩施工如何确保有效桩长

葛丽萍

广西第一地质工程公司广西南宁530031

摘要：本文结合个人参建的江宇世纪公馆项目桩基础工程深基坑内静压管桩施工的情况，为减少因挤土效应及保证设计要求的有效桩长对施工中采用长螺旋钻机先引孔后压桩施工工艺。

关键词：静压管桩；挤土效应；长螺旋钻机引孔；有效桩长

一、前言

静压管桩(PHC)桩端持力层为夹硬层或圆砾层时，静压沉桩打不到足够的深度，不能保证有效桩长，无法保证建筑物结构安全。密集的静压管桩施工产生明显的挤土效应影响桩身上浮和基坑的稳定性。本工程经过试桩结果，在施工中采用先引孔后压桩，能使桩穿过夹硬层，即保证桩有效长度大于设计要求的9米，承载力满足设计要求，也能减少挤土效应。

二、工程概况

该项目包括5幢高层住宅桩基础，设地下2层，地上32层，基坑顶部为抗滑桩，基坑深8m。基础采用φ500预应力高强混凝土管桩，桩型号为：PHC-AB500*125，单桩竖向承载力特征值为1700KN，桩数1774根。本工程预应力高强混凝土管桩直径为‚500mm直径，桩身混凝土强度C80，设计要求桩端进入持力层中风化岩⑥。基坑开挖后地质分部依次为：强风化泥岩（局部孔间夹有粉砂岩薄层和煤薄层）标准值35.09击/30cm。中风化泥岩标准值51.84击/30cm。

三、试验桩试压及引孔沉压情况

试桩目的：①确定单桩承载力特征值和终压值；②桩端在满足设计承载力时所到达的层位，是否满足进入持力层中风化泥岩；③有效桩长能否达到设计要求的≥9m；④为下一步施工提供其它技术参数。

选用一台JVY800H型静力压桩机试桩，机身及配重总重量为700T，按该桩机出厂说明，压桩压力表读数六缸1MPa的压桩力为415KN。在正式压桩施工前，依据地质报告不同的剖面在工程桩位处进行试压桩。试桩先不采用引孔措施，试桩桩位邻近ZK19\ZK23#勘查孔，配桩12m。试桩单桩竖向承载力特征值1700KN的2.5倍即4250KN。当压桩力达到4250KN后，稳压三次时稳压贯入度呈递减下降趋势符合要求。根据试桩情况分析，在压桩力骤升时初步判断桩端已进入强风化泥岩⑤层，终压时桩端进入⑤层强风化泥岩5.22～6.70m，无法进入中风化泥岩⑥层。送桩深度0.8m，平均有效桩长为8.2m。说明未引孔沉桩时，桩入土深度在9.8m，虽然满足承载力要求，但有效桩长小于9m，不满足设计要求，无法保证高层住宅结构安全。同样，选取3根工程桩进行引孔沉桩试验，采用长螺旋钻机引孔，引孔直径为450mm，引孔9米，配桩长度超过引孔深度3米，第一根试桩采用12m，入土8米时无明显压力，然后压力慢慢增长，入土深度10米以后，压力表压力明显低于4250KN，继续压桩，到17米后，压力增长速度加快，继续加压，到达13米后，压力达到4100KN，继续压桩，达到13.4米时，压力值已稳定在4250KN；然后2根采用12m和13m的桩，结果一样。说明引孔沉桩时，引孔深度在9米时，桩入土深度能够达到12m以上，既满足承载力要求，也满足有效桩长，也能保证高层住宅结构安全。

四、确保有效桩长采取的措施

根据试验桩试验结果，结合项目实际情况，确定施工方案，采用长螺旋钻机先引孔后压桩施工工艺，施工流程：测量放线及复核→钻机就位对中、调整钻杆垂直度→引孔至预定深度→拔管移位→静压机移位压桩。根据《建筑桩基技术规范》要求：引孔宜采用螺旋钻干作业法；引孔的垂直度偏差不宜大于0.5%；引孔作业和压桩作业应持续进行，间隔时间不宜大于12h;在软土地基中不宜大于3h；引孔中有积水时，宜采用开口型桩尖；引孔孔径约比桩径小50至100mm。施工引孔孔径为450mm，深度为引孔孔深宜为桩长的2/3，平均9m，配管桩13m，终压值4250KN。施工中加强钻孔位的复核，桩机就位后对准桩位，进行开动前的调整；检查管桩深入的钻孔深度；保证长螺旋引孔机平稳钻孔。

沉降观测：为了验证引孔后挤土效应的影响，在场地内布置五个沉降观测点，利用水准仪测量压桩前及压桩后观测点标高差，观测次数每天一次，分析沉降结果。

五、结论

1、经过沉降观测分析，引孔后沉桩场地内无明显挤土效应产生，基坑支护稳定。通过对于长螺旋引孔在静压PHC管桩施工中的应用分析，发现长螺旋引孔的应用，对于静压PHC管桩施工来说，能够有效的起到辅助的效果从而更好的保证施工的质量、设计承载力，有效的解决了静压PHC管桩成桩困难的问题，像桩身挤压位移、浮桩等问题。

2、土方开挖后，按《建筑地基基础工程施工质量验收规范》要求对静压桩分别进行静载测试、低应变动测法检测和桩位偏差测量。结果表明，承载力均全部满足设计要求，桩身完整率100％，实测单桩竖向承载力特征值3400KN（大于设计1700KN的两倍），垂直度偏差小于允许的0.5％，桩基工程良好。

3、该项目桩基础于2018年3月施工完毕，目前项目建筑物已封顶，未出现不均匀沉降及其它异常情况，说明采用引孔沉桩施工，能够满足设计要求的承载力和桩长要求。

4、引孔沉桩能够解决管桩穿透标贯值大的夹硬层，解决静压沉桩无法穿透夹硬层的施工难题。

5、抗拔桩引孔沉桩间隔时间不能太长，否则，引孔容易孔内收缩、塌孔堵塞，起不到引孔效果。

6、采取引孔后沉桩施工工艺的缺点：①场地作业面要求宽，两台大型设备需相互协调好施工顺序及移机位置；②引孔容易造成桩位偏差，引孔时需控制好桩中心点，钻机作业需垂直；③引孔长度过大会造成“吊脚桩”（引孔深度大于桩身入土深度），出现吊脚桩需设计变更采取补桩措施；④引孔后沉桩对工期影响较大。

参考文献

[1]《建筑桩基技术规范》（中华人民共和国行业标准JGJ94-2008）；

[2]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002；

[3]江宇世纪公馆项目桩基础工程的施工图纸、勘察报告。

作者简介

葛丽萍，1982年7月，女，壮族，广西武鸣，岩土工程师。