静压管桩设计若干问题探讨

邓颖

摘要：从结构设计的角度对预应力砼管桩（施压）若干问题进行探讨，以达到静压管桩合理设计的效果。

关键词：静压管桩；承载力；终压力

中图分类号：TU473.12文献标识码：A 文章编号：1674―3024（2016）07―125―02

前言

近几年来静压桩以其单位承载力造价便宜，设计选用范围广，施工速度快，工期短，施工文明现场整洁，成桩质量可靠，监理检测方便等优点而被大量采用.然而静压桩也有它自身的缺点和局限性，如所需的施工机械设备投资大，挤土量大，送桩深度多特别在深基坑开挖后截去的余桩较多，在某些地质条件下不宜手用静压桩。基于其缺点及局限性，设计时不能盲目采用。下面从结构设计的角度对静压管桩的若干问题进行探讨。

1不宜采用静压管桩的地质条件及其它处部条件

（1）孤石和障碍物多的地层，这种情况下，容易发生工程质量事故有：管桩不能全部沉至设计持力层，同一承台桩长有时相差很多，桩身容易偏位或大幅度倾斜，桩尖破损或桩头被打断。

（2）有坚硬的夹层时不宜应用或慎用。若该层厚度大且无软弱下卧房时，可以考虑作为管桩的持力层。若该层较厚而其下又为软弱层或一般土层，管桩必须穿越该土层直到以下坚硬的设计持力层，这时管桩要么穿越不了，要么破损率相当高。

（3）石灰岩地层不宜应用。在石灰岩地区，溶洞、溶沟、溶槽等等，“喀斯特”现象相当发育，桩的承载力较难得到保证。

（4）施压边桩时，边桩以外的净距小于4米。这是多数压桩机的要求。近来厂家发明了前置式压桩机，边桩以外的间距只要1.2米就可以。但此时由于最大压桩能力的减少，边桩的单桩设计承载力应作相应调整。

（5）施工场地的承载力不满足静力压桩机的要求。这时压桩机会下陷而无法进行压桩作业。

2桩端持力层的确定

4000kn以上压桩力的压桩机可将8m左右的中密砂层或4～5m密实砂层压穿，桩尖可进入强风化岩层，但很难进入中风化岩层，更不可能进入微风化岩层。静压桩宜以较厚较均匀的强风化或全风化岩层，坚硬粘性土层，密实碎石（砂、粉）土层作为桩端持力层。进入探力层的深度粘性土、粉土，残积土不宜小于2.5d，砂土不宜小于2 d，碎石类不宜小于1.5 d，强风化或全风化不宜小于1 d，当桩端以下4～6 d范围内在软弱夹层时尚应算其承载力。

3管桩的中心间距

一般情况下对独立承台内根数超过30根，大面积群桩、桩的中心距s≥4d，对独立承台内桩数超过9根但少于30根，条形承台内排数不少于3排的确s≥3.5d。其他情况为s≥3d，其中d为管桩直径。当静庄采用开口型桩尖时，独立承台内桩数超过30要及大面积群桩的最小中心距可适当减少，但不得小于3.5 d。当采用引孔压桩，桩的最小中心距可适当减少，但不得小于3.0 d。

4桩身和桩尖的选择

（1）管桩按混凝土抗裂弯矩和根限弯矩的大小分为：a型、ab型、b型，a型桩的有效预压应力约为3.5～4.2mpa；ab型为5.0 mpa，b型为5.5～60mpa，对一般的建筑工程选用a型或ab型就可以了。

（2）管桩地桩尖形式主要有十字型，圆锥型和开口型。前两者属于封口型。开口型桩尖穿越砂层能力强，挤土效应较低，一般用在入土深度40米以上且桩径>500的管桩工程中。成桩后桩身下部约有1/3～1/2的内腔被土体充满，挤土作用可大大减少。封口桩尖成桩后，内腔可一目了然，对桩身质量及长度可用目测检查。十字型桩尖加工容易，价钱便宜，破岩能力强，广泛应用在广东的管桩工程中。

5终压控制标准可根据下列条件和原则综合确定

（1）根据现场减压桩的试验结果。

（2）参考各种相似工地的施工经验。

（3）终压力值应满足下式要求：

pze≥γp.k.ra （1）

式中：pze为静压桩施工终压力值，γp为静压桩终压力系数。ra为静压桩竖向承载力特征值，k为桩基安全条数。

除满足上式要求外pze尚可按静压桩的竖向承载力与终压力的经验关系估算：

当6m≤L≤8m时 qu=a* pze=（0.60～0.80） pze

当8m≤L≤15m时 qu=a* pze=（0.70～1.00） pze

当15m≤L≤23m时 qu= a* pze=（0.85～1.00） pze

当L≤23m时 qu= a* pze=（1.00～1.15） pze

式中：L为静压桩入土深度

qu为入土部分的静压桩竖向极限承载力。

a为静压桩竖向极限承载力与终压力的相关系数。

pze为静压桩的终压力值

（4）终压时连续复压次数应根据桩长及地质条件等因素确定，一般不宜超过3次，对入土深度小于8m的桩，复压次数可增至3～5次。

（5）复压时每次稳压时间，压桩力小于3000kn时不宜超过10s；压桩力大于3000kn时不宜越过5s。

（6）终压力值不宜大于桩身允许抱压压桩力的1.1倍。

6单桩承载特征值的确定

静压管桩的单桩承载力特征值可参照省标准《预应力混凝管桩基础技术规程》的有关规定进行计算，有一点要说明的是由于管桩桩身的混凝土强度高，桩尖进入强风化岩层或密实的砂层后经过剧烈的挤压，桩少附近的持力层已不是原来的状态，桩端承载力比原状有了提高，故计算中的端阻修正系数可取上限值。但有时即使采用《技术规程》计算公式中修正系数的上限值，根据《岩土工程勘查报告》提供的岩土参数而计算所得的管桩极限承载力设计值仍远小于桩身额定承载力。这时若采用计算的得的管桩承载力设计值将会造成极大的浪费。对这种情况，管桩的承载力设计值最好根据静载试验来确定，也可按上文中式（1）根据终压力值与静压桩承载力特征值的关系式反算出单桩承载力特征值。

7结束语

虽然静压管桩有其自身的缺点及局限性，不能盲目采用。但只要掌握这种桩型的特点，在设计中注意以上的几个问题，进行精心的设计，就能做到技术选进、经济合理，安全适应并能确保质量。参考文献：

[1]03SG409- 2003预应力混凝土管桩[S]

[2]JGJ 94- 2008建筑桩基技术规范[S]

[3]GB50007- 2011建筑地基基础设计规范[S]

[4]GB50202- 2002建筑地基基础工程施工质量验收规范[S]