摘要：绍兴市平水江水厂在很多水工构筑物的建设中，大量采用静压高强预应力管桩（PHC）结合自身土体组成复合地基形式承载上部结构荷载。此文主要介绍沉淀池PHC管桩复合地基原理及施工工艺，分析施工过程中可能出现的相关问题及相应处理方法。
关键词：预应力管桩；沉淀池土层；地基
复合地基是指部分土体被增强或被置换，形成由地基土和竖向增强体共同承担荷载的人工地基。管桩复合地基是复合地基的一种，是由刚度较大的管桩和桩间土共同承担上部荷载。管桩复合地基适用于粘性土、粉土、人工填土和淤泥质土等承载力不足、不均匀的不良地质，具有承载力高、沉降变形小、沉降稳定较快等特点。大部分荷载由管桩承受，桩周边摩阻力得到充分发挥，同时，桩端褥垫层发挥调节作用，使桩间土及桩身工程进入工作状态，逐渐形成整体刚性复合地基。
管桩复合地基的工程特点：1、复合地基承载力可调性较大，因为桩所承担的荷载比例幅度为40%-70%，可以通过调整桩长和桩距来达到不同荷载要求的复合地基。2、提高桩间土的利用效率，桩基础主要将上部荷载通过承台直接传给桩本身，地基沉降小，地基土难以或基本没有发挥作用，而管桩复合地基的地基土通过侧阻力充分发挥了它的承载力。3、进入好的土层，桩还有较好的端承桩载力，能够保证沉降的均匀性。
预应力高强混凝土管桩，即PHC管桩是目前工程使用最广泛的管桩之一，它具有耐打、耐压、穿透能力强，单桩竖向承载力高、抗震性能好、耐久性好、造价适宜、施工工期短、适合场地文明施工等特点。相比PC、PTC桩，它具有强度高、生产周期短的特点，入模成桩后蒸压只要3-4天强度便可达到C80，无需28天的养护便可直接使用，而且一台桩基一天能完成30颗桩，远高于搅拌桩（CFG）等其它复合地基的施工速度。本文结合平水江水厂沉淀池单体的复合地基工程，对PHC管桩复合地基的施工工艺和常见问题情况分析、处理进行了简要的阐述说明。
1、工程概况
平水江水厂场地20M深度以内的地基主要由湖沼-滨海相沉积的粘性土及淤
质土组成，力学强度一般，属软弱场地土类型。其中沉淀池底板坐落于回填土之上，基础摩擦端承桩采用￠400的高强预应力管桩，PHC桩强度等级C80，型号为AB型，桩壁厚度为95MM，锥形桩尖，沉淀池沉淀区、出水区复合地基承载力fspk=120kPa，沉淀池折板区复合地基承载力fspk=130kPa，单桩承载力特征值》470KN（局部450KN）。
根据岩土勘察资料，沉淀池土层自上而下分述如下：
1）素填土（耕土），松散状，以粘性土为主组成，内含植物根茎，土质均匀性差，压缩性不均。厚度0.3米。
1）—2粉质粘土，硬可塑性，局部软可塑性，中压缩性，成分以粉、粘粒为主，土质均匀性一般，。厚度1.3-1.5米,Es（压缩模量）=4.1Mpa，fak=130kPa。
2）—1粉质粘土，软塑状，局部流塑状，高压缩性，成分以粘粒为主，土质均匀性一般，。厚度2.2-2.4米,Es（压缩模量）=3.43Mpa，fak=65kPa。
3）—1淤泥质粘土，流塑状，局部软塑状，高压缩性，成分以粘粒为主，土质均匀，含有机质。厚度13.6-13.9米,Es（压缩模量）=2.74Mpa，fak=60kPa。
6）粉质粘土，硬可塑性，局部软可塑性，中压缩性，成分以粉、粘粒为主，土质均匀性一般，。厚度1.1-2.2米,Es（压缩模量）=6.5Mpa，fak=160kPa。
8）圆砾，中密状，中压缩性，成分以软砾石、砂砾为主，土质均匀性差，级配良好。厚度2.-7米,Eo（压缩模量）=28Mpa，fak=250kPa。
2、PHC管桩复合地基施工工艺要点（管桩）
1）、喂桩和沉桩
打桩机起吊管桩采用一点吊或二点吊。插桩时将管桩桩尖对准桩位中心，然后用二台经纬仪从直角的二个方向校正桩管的垂直度（偏差1%以内），完毕后开始沉桩。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆沉桩速度控制在1M/min,确保沉桩的连续性，杜绝长时间的间断导致土体固结。
2）、接桩
第一节桩送入地下后，要留有0.5-1米置于地面上以方便焊接。在确保质量的前提下加快焊接速度，减少应力对桩垂直度产生不利影响。焊接时，端头板表面应清洗干净保持干燥，焊缝要求连续饱满，每个接头焊接分三层满焊，以保证焊缝质量。施焊完毕后冷却8分钟方可继续施压。上下头对接必须设置导向箍确保偏差在合理范围内。
3）、送桩
在送桩前应对打入桩的平面位置及桩头的完整性进行确认，送桩时选用合格的送桩器，并使送桩器中心线与桩身中心线吻合一致的接触面贴平合。
4）、稳压
打桩进入持力层采用双控，即标高控制和最终承载力控制，以标高控制为主，当最终压力达到特征值的1.8-2.5（经验值）时，可终止加压，但稳压必须达到1min，结果达到设计要求方可移桩。
3、PHC管桩复合地基检测
1）、桩身完整性检测
打桩机起吊管桩采用一点吊或二点吊。插桩时将管桩桩尖对准桩位中心，然后用二台经纬仪从直角的二个方向校正桩管的垂直度（偏差1%以内），完毕后开始沉桩。沉桩速度控制在1M/min,确保沉桩的连续性，杜绝长时间的间断导致土体固结。
2）、单桩竖向抗压静载检测
本工程采用快速维持荷载法，分10级加载至940KN、900KN，并读取桩顶沉降量，分级卸载至零并读取各桩顶残余沉降量。
3）、复合地基静载检测
本工程采用慢速维持荷载法，分10级加载至240KPa、260KPa，并读取承压板（厚钢板）沉降量，分级卸载至零并读取各回弹量。
4、PHC管桩复合地基常见异常情况及处理
1）、桩身倾斜
桩身倾斜的两个主要原因，一是施工不当造成，桩机倾斜、接桩不准、密集桩打桩不规范、挖基坑产生挤动都容易导致桩身倾斜，一是地质勘查报告不准确导致桩被不明确的土层挤压不均产生偏斜。工程普遍的解决方法是施打补桩强化地基。
2）、桩身不完整（有裂缝甚至断裂）
施工当中焊缝不饱满、焊接冷却时间过短或者桩自身质量不合格导致桩身裂缝及断裂较多，其它挖土不当等也会导致挤土断桩的情况发生。工程普遍的解决方法是管桩桩芯灌注钢筋混凝土补强并二次检测达到规范要求解决。
3）、沉桩达不到设计要求的处理
勘探工作主要凭借经验进行布点，以点带面，布点不足有时往往会出现打桩标高达到设计要求，承载力未达到要求，或者是承载力已超出设计要求但标高未达到设计值的情况。普遍桩存在这样的情况下必须会同勘查、设计单位进行查看、验算，必要时再进行补勘查明地质情况，施工单位应选择合理的施工机械、施工顺序及压桩方法，防止桩身断裂、偏斜等现象发生。
4）、薄弱部位的管桩补强
对于结构薄弱区块，复合地基管桩也应采取措施补强。本工程沉淀池长度137.8米，在长度方向按20M设置一道沉降伸缩缝，该缝下部桩进行了加固补强，通过上部设600×300钢筋混凝土枕梁将该块管桩按横向整体连接，确保稳定性。
5、结束语
绍兴平水江水厂沉淀池基础加固采用PHC管桩复合地基技术，取得了良好的效果。施工中的管桩完整性、单桩承载力、复合地基承载力均满足设计要求，确保上部构筑物质量（沉降、倾斜）可控，达到了预期地基承载目标。
参考文献及规范
《复合地基技术规范》GBT/T 50783-2012
《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012
《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2011
《预应力混凝土管桩标准》10G409
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202—2002
论文作者:韩卫枫
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/8/2
标签：地基论文; 管桩论文; 承载力论文; 荷载论文; 压缩性论文; 土质论文; 预应力论文; 《基层建设》2016年9期论文;