中交四公局桥梁隧道工程有限公司 南宁 530000
摘要：简要介绍静压式预应力高强混凝土管桩（PHC）在市政工程软土地基加固处理的施工，并结合工程试验检测，其软土地基处理效果，能够达到设计要求。应用静压预应力管桩处理市政工程软土地基，是一种比较经济，便捷、环保的处理方式。
关键词：静压式；预应力管桩；软基；应用
1 概述
预应力管桩具有桩身混凝土强度高，工厂化加工，质量可靠稳定，单桩承载力大，施工速度快，工程经济等优点，经过几十年的发展，已经成为目前应用最广泛的桩基础形式之一。随着近年来新型静力压装机的投入使用，无噪音、无振动、无污染的静压施工法得到很快发展，特别是在沿海地区十分普及。尤其对于深厚的软弱地基，以及适应于地质变化起伏较大的地层，已广泛应用于高层建筑、工业厂房、铁路、公路施工中。
预应力管桩常见的沉桩方式有锤击式、静压式。静压沉桩目前应用较广，相比锤击沉桩，震动较小，低噪音、污染小等优点。而且施工过程中能数显沉桩压力值，比较量化、可视直观，是锤击沉桩无法比拟的，有替代锤击沉桩的发展趋势。
2 工程概况
南宁市良庆大桥工程（青环路立交），是良庆大桥的重要组成部分。主要包括良庆北连接线和青环路改扩建及其立交部分。道路设计等级为城市主干路。主线均采用双向6车道建设规模，辅以6条机动车匝道4条辅道，组成青环立交立体交通网络。
本工程4#、5#通道桥桥台两侧，设计预应力高强混凝土管桩（PHC）软基处理。
PHC管桩采用先张法预应力工艺和离心成型法，制成的一种空心筒体细长混凝土预制构件，主要由圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成。常用外径为300mm、400mm、500mm、600mm。按照混凝土有效预压力值和管桩的抗弯性能，分为A型、AB型、B型和C型，从A型至C型其有效压力值为4.0MPa～10.0MPa，承载力特征值由600kN～3500kN不等。
PHC管桩脱模后要进入高压釜蒸养，经10个大气压、180度左右的蒸压养护，混凝土强度等级达C80从成型到使用的最短时间只需三、四天。
此段桥台处理预应力管桩采用方形布置，纵向按照2.8米、3.0米间距，横向按照2.5米布置。管桩采用预应力高强混凝土PHC A型管桩，桩长30.0米，混凝土强度等级C80，外径400mm，壁厚95mm。桩顶设计140×140×30cm C30砼桩帽，桩帽顶布置双层钢塑土工格栅砂砾褥垫层。管桩单桩设计承载力≥680kN，复合地基承载力≥140kPa。
2.1 地形地貌
本预应力管桩处理范围，位于原蜡烛湾水库水域，后经人工回填土回填整平，地势较平坦，人工填土高度约8.0～12.0米左右，右侧为既有青环路及东盟美食街，左侧为青秀山风景区蜡烛湾水库。
2.2 地质概况
根据此段地质勘察资料，本段岩土结构自上而下，依次为人工杂填土、含砾低液限粘土、淤泥质粘土、强风化角砾岩、中风化角砾岩。回填土及下卧软弱层，含水量大，孔隙比较大，具有高压缩性和低承载力，属于典型的软土地层。
3 施工方法
3.1 沉桩方式
结合本段地理位置，采用静压法施工。静力压桩又可分为顶压式和抱压式。抱压式是桩机的夹板夹紧桩身，依靠持板的摩擦力大于入土阻力的原理工作，静力压桩机最大压桩力可达5000～6000kN，可将直径500、600的预应力管桩压到设计要求的持力层，从而大大推动了预应力管桩的应用和发展。
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3.2 施工流程
施工流程：原地面平整（局部换填加固）→桩位放样→桩机就位→起吊、静压第一节桩→起吊第二节桩→电焊接桩→检查焊接质量和垂直度→静压第一节桩直至设计桩底高程→检查整桩质量→桩间土开挖、清理、夯实→混凝土桩帽及碎石褥垫层施工
3.3 施工主要控制要点
（1）进场管材必须核查相关质量证明材料，对其尺寸偏差，外观质量，规格、型号、桩尖、端板质量等进行检查，并按照要求进行送样抽检。
（2）桩机选型
机型选择一般可以参考相关类似工程施工经验。如无相关施工经验，可以按照桩机总重量为1.1倍桩身允许抱压压桩值外加400kN。本工程PHC400 A型管桩，截面积91030mm2，纵向配筋10Φ7.1mm，参考广东学者有关最大允许抱压压桩值经验计算公式，计算桩身允许抱压压桩力为3100kN，最大压桩力不宜超过桩身允许最大抱压压桩力1.1倍，即1.1×3100=3410kN，本工程采用的是YZY-600型液压静力压桩机，该机最大压桩力6000kN，能够满足施工需要。
（3）压桩顺序
静压桩属于挤土类型，沉桩时使桩四周土体结构受到扰动，改变土体的应力状态，产生挤土效应。沉桩施工顺序不当会造成桩身倾斜，一般可以采用单向法或者跳打法。并控制好打桩速度。
（4）压桩力复核
参照预应力混凝土管桩的配筋及力学性能基本参数，PHC400 A型桩身竖向承载力设计值不小于680kN，其承载力标准值不小于1.6×680=1088kN，即估算其单桩极限承载力不应小于1088kN。
根据《复合地基技术规范》（GB/T50783-2012）第A.0.7条规定，预估极限承载力不小于设计承载力特征值的2.67倍，估算单桩极限承载力不小于2.67×680=1816kN，故单桩极限承载力按照不小于1816kN控制。
现场施工终止压桩采取桩底标高与压桩力双控。首先必须达到设计桩底标高，能压到设计标高的桩，尽量压到设计标高，同时压桩力必须达到不小于15MPa，换算实际压桩力不小于2400kN。如果因场地持力层起伏变化大的地层，达不到设计标高，现场以施工压桩力作为停压参考，压桩力不小于15MPa。终压时复压3次，每次稳压时间小于5s。
4工程检测
本工程对此段预应力管桩进行了桩身完整性检测，基桩静载荷载检测，以及复合地基静载试验检测。
采用低应变动力试验抽检总桩数10%，且不少于10根基桩的完整性试验，根据试验检测结果，抽检134根基桩，其桩身结构完整，均判别为Ⅰ类桩。
抽检基桩总数不少于1%的7根基桩进行单桩承载力试验，其全部单桩竖向承载力均不小于1816kN，满足设计要求。
对整个复合地基抽检7处进行复合地基载荷试验，其7处复合地基承载力特征值均不小于140kPa，满足设计要求。
5 结论与建议
（1）本文从工程实践出发，印证了静压预应力管桩在软基处理施工中的技术可行性。静压预应力管桩是一种经济、便捷、环保、可靠的软基处理方案。
（2）预应力管桩不适用于桩端持力层覆盖层上含有难于清除的孤石、障碍物，或者难于贯穿的坚硬夹层；不适用于基岩面上没有合适持力层的岩溶地层；不适用于非岩溶地层，持力层上覆盖淤泥等松软地层，其下直接为中风化岩或微风化岩，或者中风化岩上面只有较薄的强风化岩层。
（3）终压力决定静压桩实际承载力。要达到设计承载力，先要核对桩端进入设计持力层，二是在静压桩允许抱压压桩力范围内，根据现场试桩经验和现场检测结果，适当提高终压值。三是增加复压次数，一般控制在1～3次，每次持续时间不大于5s。
参考文献：
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[4]GB/T50783-2012，复合地基技术规范[S]
[5]GB50007-2011，建筑地基基础设计规范[S]
[6]迟旭金，金淑杰，压桩力作为静压桩停压参考的工程实践[J].岩土工程技术，2003
作者简介：
杨玉文（1980-），男，工程师，工学学士，主要从事现场施工管理工作。
论文作者:杨玉文
论文发表刊物:《基层建设》2016年13期
论文发表时间:2016/9/27
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