预应力混凝土管桩施工质量影响因素分析

张学明

摘要：随着社会经济和城市建设的快速发展，天津地区住宅建筑开发迅速，大部分住宅地基采用预应力混凝土管桩。通过对天津某住宅小区地基预应力混凝土管桩施工的具体情况进行分析，探讨影响预应力混凝土管桩施工质量影响因素，其中地质勘查报告、地基设计文件、沉桩设备选型三个因素，对整体项目成桩质量的影响分析。

关键词：预应力管桩;施工可行性;影响因素分析

预应力管桩具有混凝土强度高（C80）、单桩承载力高，工程造价较低，施工质量容易控制，管桩长度选择多，施工周期短，对地质变化适用范围广等优点，在天津地区得到广泛应用和推广。根据不同的地勘情况，合理的进行桩基设计，对成桩质量和降低施工成本、缩短工期有这重要的意义。

1 工程基本情况

1.1 工程勘察情况

天津地处华北平原东端，根据天津地质环境图集中的天津市地貌图，本小区勘察区域属于冲积平原地貌。根据地勘报告结论显示，地库范围外住宅以第一桩端持力层：埋深约17.0～21m段全新统下组陆相冲基层粉土为桩基础持力层，建议采用预制桩或钻孔灌注桩。预制管桩桩端穿越粉土、粉砂会出现沉桩困难，有可能出现无法穿越的情况。桩端进入粉砂⑧2时未达到桩端标高时亦会出现沉桩较为困难，建议结合本地区桩基施工经验，选择合适的沉桩设备，可采用双控法进行预制管桩施工。

1.2 工程设计情况

本小区住宅桩基采用PHC A 500 100预应力混凝土管桩，总桩数为1358根。单桩抗拔承载力特征值估算为300KN，单桩抗压承载力特征值估算为900KN。桩基满足规范要求大于4D。桩顶标高-2m，有效桩长22m，成桩采用静压法施工。

1.3 施工现场自然地坪情况

勘察时，场地地势有一定起伏，各孔孔口标高介于4.51-2.88m之间。现场平均绝对高程咱按-1.0m考虑（现场大沽高程引测点为3.246m）。

2 工程桩试桩情况

2.1 工程桩试装采用ZYJ680B型静压机，根据设计参数单桩抗压承载力特征值估算为900KN，可得单桩抗压承载力标准值为1800KN，静压设备总压重量最大为1.35倍单桩抗压承载力标准值即2430KN。

2.2 根据设计图纸进行试装施工，先行对两栋住宅楼进行试装施工，压桩施工记录显示，桩端标高在-17.5～-19.05米，静压机压桩力在2430～2607KN。沉桩桩端标高均为达到设计要求标高处。

通过两栋住宅基桩试桩施工数据显示，现场桩基桩端无法达到设计值要求，会同建设、勘察、设计、监理单位相关负责人对现场基桩施工进行分析，建议采用锤击法进行试桩施工。

2.3 依据现场静压试桩数据，锤击设备采用6.3T桩锤进行施工，依据设计文件试桩位置进行试桩施工，在确保桩顶标高满足设计要求条件下进行试桩施工，锤击沉桩施工记录显示，桩端表位为-25.95m，设计桩端标高为-25.95m。

通过试桩施工将工程桩成桩到设计标高位置，但通过检查试桩低应变检测，两根桩身为Ⅲ类桩，考虑安全因素，以桩顶标高控制为主进行锤击沉桩随满足设计标高要求，但桩身完整性不满足要求。

2.4 经过静压法和锤击法对工程试桩施工，此项目静压法施工进入粉土层1～2m施工较为困难，锤击法施工进入粉砂层2m左右施工较为困难。所以静压法在中高压缩性粉土、粉砂分布地区实用性较差，锤击法穿透粉土、粉砂層和进入持力层的能力强于静压法沉桩。

2.5 结合天津地区静压法施工沉桩能否到位，设计人员可参考判定公式Y=10.711-1.921 ln[T/（HqcD）]，相关系数r=0.819，沉桩力T、桩端持力层的锥尖阻力qc、桩端进入持力层的深度H、桩径D，采用SPSS曲线拟合方法建立回归判别公式并验证，当Y>0时，沉桩不能到位，当Y≤0时，沉桩不能到位。

3 工程桩变更情况

3.1 对预应力混凝土管桩试桩施工，原有设计有效桩长22米长，桩顶标高-2米，经过勘察、设计、建设、施工、监理五方分析确认，现有施工设备及施工方法无法满足预应力管桩成桩质量，可通过引孔继续进行沉桩施工。

3.2 因预应力管桩总桩数较多，引孔施工根据本小区周边地块桩基施工经验，在不缩短桩长的情况下，依然很难沉桩到设计要求标高。因此结合施工单位反馈意见、地勘单位情况说明及建设单位预售目标等因素综合考虑，设计单位重新核算有效桩长等相关设计参数。

3.3 经过设计单位重新核算，将原有22米桩长改为17米，桩顶标高为-2米，增加单栋建筑总体桩数量。经过试桩施工，还存在个别预应力桩不能沉桩到设计标高，通过静载试验，满足设计单桩承载力要求，采用截桩处理。

4 结语

基桩设计形式直接影响基桩的施工质量，为保证工程施工质量，地勘单位应对现场地质勘查情况作出详勘，并保证勘查结果的准确性，为设计人员提供详细准确的设计依据;设计人员应结合地区施工经验及相关施工规范、设计规范要求，提出符合实际的基桩型式，避免造成重复设计或难以施工的情况;施工单位应结合地勘报告、设计文件及地区施工经验选择合适的沉桩设备，保障基桩施工质量。建筑工程各个环节是相辅相成的，各个环节应保证自身的成果准确，才能避免工程质量问题、降低建设成本、提高开发建设的整体效益。

参考文献：

[1]影响锤击预应力管桩设计和施工的重点因素分析2018

[2]影响预应力混凝土管桩成桩质量的因素及补救措施2005

[3]房屋工程混凝土预制管桩静压法沉桩施工工艺及质量控制要点2019

[4]预应力混凝土管桩技术规程DB29-110-2010