PHC管桩静压沉桩困难的原因分析及解决措施

惠彬永 李伟康

(上海建工四建集团有限公司,上海 200185)

1 工程概况

奉贤科技绿洲南桥园区二期项目位于上海市奉贤区生物科技园区，该项目建设内容为4幢11层～16层科研办公室，6幢2层配套 服务用房及1层地下室等辅助建筑物组成。结构形式为框架结构和框剪结构。总建筑面积100 510.11 m2，其中地下建筑面积28 624.27 m2。本工程主楼区域桩基础29 m，直径500 mm的PHC管桩，车库区域为400×400预制方桩。

2 场地工程地质条件

本工程位于长江三角洲入海口东南前缘，其地貌属于上海地区五大地貌单元中的滨海平原地貌类型。拟建厂区内基本为农田，部分荒地。地下水为潜水类型，年水位变化量幅度一般为1.0 m左右，见表1。

表1 场地地基土层及物理特性一览表

3 沉桩存在的困难及原因

3.1 PHC管桩工程设计

本工程号房区域采用PHC预应力管桩，桩型(PHC-AB500(125)-29)，分节14 m(上)+15 m(下)。桩端持力层为⑦2层粉砂，总桩数 771套。单桩抗压承载力设计值1 900 kN。压桩采用标高和压桩力双控，压桩力控制为4 600 kN。

3.2 沉桩存在困难

压桩设备选型前，结合地质勘察报告压桩力提供的最大压桩力应大于考虑群桩挤密效应的最大压桩阻力，并应小于压机的机架重量和配重之和的0.9倍。本工程结合相关行业规范及以往施工经验，拟配置型号为LDZJ850静压桩机。桩架自重220 t，配重320 t，合计540 t，见图1。

结合岩土工程勘察报告中单桥静力触探资料估算压桩阻力可根据以下公式：

相关参数见JGJ/T 394—2017静压桩施工规程。

本工程PHC管桩共计827套，配置3台静压桩机。施工完成后，沉桩结果如下:

1)沉桩压力达到设计要求，但是桩顶标高达不到设计要求，欠送0 m～2.5 m，平均欠送0.88 m，共计93套，占总桩数12%;

2)沉桩压力达到设计要求，但是桩顶被压破碎27套，欠送0 m～2.7 m，平均欠送0.81 m。占总桩数3.5%。

3.3 沉桩困难原因

3.3.1临近既有建筑的影响

本工程临近既有建筑在桩基施工时所产生的挤土效应，造成本工程土体充分固结，导致前期压桩困难，加大了沉桩的难度及爆桩的可能性。

3.3.2场地土质对桩机的影响

施工时场地局部出现暗浜，场地土质条件较差，在沉桩过程中对静压桩机垂直度造成一定影响，对于沉桩施工质量有所影响。

3.3.3设计单桩极限承载力过大

设计单桩极限压载力大，超过PHC管桩常规极限压载力经验值，易爆桩。

3.3.4本工程岩土工程勘察报告

本工程岩土工程勘察报告揭示，当桩端置于第⑥层时，按目前上海地区施工设备能力及工程经验，一般沉桩可顺利进行。

当以第⑦1层层中下部，沉桩难度较大，应选择适宜的机械、施工工艺并加强桩身强度，以保证施工顺利进行。若桩端设置于⑦2层时，沉桩困难，建议选择钻孔灌注桩。本工程桩端持力层设计为⑦2层。

4 沉桩困难解决措施

4.1 优化设计

当遇到沉桩困难时，及时与设计院进行沟通，结合岩土工程勘察报告，采取以下措施：

1)在大规模沉桩前，根据设计要求先进行试桩，若多数试桩桩顶标高达不到设计要求，建议设计院结合岩土工程勘察报告并通过计算将工程桩长度减短同时桩间距加密；2)在特定工程中，建议设计院结合地勘及试桩结果，优化PHC桩材配筋，提高PHC桩材配筋率；3)在建设单位经济允许情况下，将PHC管桩变更为钻孔灌注桩或其他桩型。

4.2 选择优质PHC管桩

在施工前，选择优质PHC管桩厂家，提高PHC管桩的自身强度，在有限增加静压桩机配重的情况下PHC桩身不破损。

4.3 选择适宜的施工机械，施工设备

结合施工前的试桩参数和相应的施工规范，通过计算结合施工经验，选择状况良好的施工机械。

5 结语

静压管桩沉桩困难的原因具有着综合复杂性，因此，为了保障静压管桩的质量，我们应及时发现问题的根源，做到冷静处理，安全施工。与此同时，反应要及时迅速。第一时间和设计单位沟通。结合试桩结果、岩土工程勘察报告，拟采取桩长减短桩距加密、优化配置桩材配筋率、选择优质PHC厂家、选择适宜的施工机械、合理的施工工序等措施。只有这样，才能处理好静压管桩的沉桩困难问题。