静压管桩沉桩困难分析及其施工处理措施

静压管桩沉桩困难分析及其施工处理措施

尹鲁粮 李祯

嘉祥工程地质勘察院 山东济宁 272000

摘要：本文尝试通过工程勘察报告以及其他勘查资料来对某建筑工程的静压管施工情况进行了详细分析，并且指出了静压管桩沉桩困难的原因以及施工措施，希望可以对类似工程项目的建设施工提供参考。

关键词：静压管桩；沉桩困难；原因；处理措施

前言

岩土工程项目在建设施工的过程中会涉及到多个环节步骤，静压预应力管桩是其施工过程中必然要应用到的部件。对于静压预应力管桩来说，其主要优势体现在单桩承载力高、设计规范、运输吊装方便、施工速度快以及对外界环境污染程度低。正是因为存在以上优势，使其在我国城市建筑工程项目建设过程中有广泛应用。但是对于管桩来说，其属于挤土桩的一种，在对其进行实际应用的过程中势必会产生大量挤土，在进行群桩施工过程中，挤土就会更加明显。当砂层的密度明显提升之后，势必会导致相邻桩施工困难的现象出现，从而使得最终沉桩没有达到设计要求。因此，对沉桩困难的原因进行深入分析是非常有必要的。

1. 工程基本概况

1. 场地岩土的工程条件

H县拟建1栋22层的小高层住宅楼。对项目地进行勘测之后，发现，项目地地层自上而下共分为10层，其土质主要包括三种，即粉土、黏土以及粉质黏土。

2. 基本参数

按照《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）相关标准，对项目地的基础工程条件进行了分析，其所涉及到的项目主要有土工试验、标贯以及静力触探结构^[1]。

2. 工程沉桩困难的原因分析

1. 管桩施工过程沉桩困难的原因分析

对于本次工程项目建设来说，共需应用到的总桩数为120根，在应用静压沉桩法展开施工操作的时候，施工过程中遇到了阻碍。在已经完成施工的26根桩中，只有11根桩压到了设计桩长，另外的15根桩群没有压入到要求深度，都是在压入12m之后，遇到阻碍，无法继续压入，施工队伍开始停止施工，查找原因。

2. 勘察勘探过程中沉桩困难的原因分析

本次在展开勘察勘探工作的时候，主要对各个勘探点的基桩施工情况进行确认，发现，未达到设计桩长的勘探点有5个，并且钻孔深度为50m，孔口距离地面的标高为39.20~42.17m。经过勘察之后，可以发现项目地的地层结构以及性质存在着较大的差异，对于粉土层来说，其主要呈褐黄色，密度适中，较湿，无光泽反应，韧性较低，强度较低，其中含有少量云母片，其预应力管桩阻力为55kPa；对于黏土来说，其主要成褐黄色或者换褐色，具有较强的可塑性，无摇震反应，光泽反应较弱，韧性适中，强度适中，其中含有少量氧化铁，预应力管桩阻力为50kPa^[2]；对于粉质黏土来说，主要呈黄褐色，局部呈褐灰色，可塑性较强，无摇震反应，光泽反应较弱，韧性较高，强度较高，含有少量铁锰氧化物，预应力管桩阻力为62kPa。由此看出，也正是因为这种差异的存在使得各土层的阻力值各不相同。

3. 静压管桩沉桩施工处理措施

当沉桩施工过程中遇到困难的时候，应该及时与设计院方面进行沟通，结合现阶段岩土工程勘察所得到的勘查报告采取相应措施。即，在进行大规模沉桩之前，设计方案完支护，应该先展开设计要求来进行试桩操作，当试桩操作完成之后，应该对试桩结果进行分析，如果有超过一半桩顶的标高没有满足实际设计要求，应该及时将这一试验结果交到设计院，并且建议设计院结合岩土工程勘查报告来对桩间距进行重新计算，从而保证桩间距的设置更加合理。在进行特定工程项目施工的过程中，建议设计院应该与项目的勘查、试桩结果进行结合，从而实现对桩材的优化选择^[3]。

1. 运用预应力管桩基础

还是按照原来的施工计划对H住宅楼进行建设施工，由于其中部分岩土层的密度较高，因此在施工过程中往往很难实现顺利压桩，这时候建议应用引孔法的方式来展开施工操作，通过这种方式可以实现对那些已经完成打桩施工，但是管桩压入深度并没有达到实际设计要求的15根桩进行补桩操作。

2. 运用预应力管桩复合地基

对于预应力管桩复合地基来说，其主要是对土体进行置换，通过这种方式来进一步提升桩体的强度，当周围地基的载荷能力得到整体提升之后，可以通过设置褥垫层的方式来对桩顶与桩间的应力比进行确定，对应力比进行有效调节之后，则可以使桩间土体的自身承载能力得到更加有效的发挥，从而提升了地基的稳定性。通过这种方式的应用，不仅有效解决了地基强度不足的问题，同时也使得其整体变形要求得到了满足。预应力管桩桩顶不嵌入上部基础内。

首先，符合地基承载力的计算^[4]。在对已经施工管程的桩基进行承载力计算的时候，要对其布桩情况进行确定，本次工程应用的是正方形布桩，设定桩间距为2.0m，施工的桩长为14.0m。当桩竖向承载力特征值用 表示，单桩阻力根据土层情况而处在动态变化的过程中，用 表示， 为常量系数，则有如下关系：

=14 +2（1-

）²

如果以上计算结果可以满足实际设计要求，则 值不能小于0.068，有效桩长也应该大于12m，这样才能使符合地基筏板可以满足设计基底的实际要求。

其次，复合地基变形方案。预应力管桩复合地基在实际应用的过程中，应该以《建筑地基基础设计规范》作为主要依据，应用分层总和法来对复合地基最终的沉降量进行确定^[5]。最终确定本次工程的基底标高为37.30m，基底的荷载能力为300kPa。应用以上参数来展开符合地基方案设计的时候，可以有效满足建筑物倾斜值以及沉降量的实际需求。

最后，褥垫层的设置。在应用符合地基方案的时候，应该保证桩顶与桩基之间设置议程厚度适中的褥垫层，一般情况下，会将褥垫层的厚度控制在200~300mm左右，这样可以使级配砂石垫层的密度得到保证。在进行基坑开挖之后，如果局部基底存在为表层填土的现象，应该将其全部挖出，重新设计基底标高。

3. 钻孔灌注桩基础

依然按照原有的施工理念正常展开施工，在那15根压桩深度没有达到设计要求的管桩旁进行钻孔灌注桩操作，在实际操作的过程中，要保证其与原来预应力管桩可以共同形成桩基础。

经过对上述三种方案进行分析之后可以看出，第二种方案的可能性较大，因为在实施第二种方案的时候保证了工程项目施工的连续性，这样也更加方便对工程施工成本进行控制。在实施第二种方案的时候，也应该对注意事项进行明确。设计院方面在根据原有的预应力管桩符合地基方案来重新进行桩基施工图设计的时候，应该应用正方形的布桩方式，保证桩间距控制在1.70m左右，符合地基承载力的特征值应该大于320kPa。在进行持力层选择的时候，应该注意到沉桩应力控制的重要性，由于管桩自身具有较强的挤土效应，在实际操作施工过程中要严格按照规定的定妆路线进行，可以在桩机下加垫钢板，从而减小挤土效应的影响。

结束语

综上所述，对于本次工程项目建设而言，之所以会出现管桩沉桩困难的现象，主要原因是由于原勘察报告的准确性没有达到标准，不能详细的反应各个土层的实际情况，同时也在很大程度上忽略了挤土效应对桩基压入所产生的影响，尤其对群桩压入施工操作的影响更大。因此，在正式展开岩土工程之前，对项目地的地质工程条件进行了解是非常重要的，这也是保证项目工程可以顺利完成施工的关键，同时也使得建设单位免遭不必要的经济损失。

参考文献： [1]孙亮强,韩学民.静压管桩沉桩困难分析及其施工处理措施[J].工程质量,2015,22(3):81-84.

[2]惠彬永,李伟康.PHC管桩静压沉桩困难的原因分析及解决措施[J].山西建筑,2018,44(27):75-76.

[3]林福生.高速铁路桥梁PHC管桩引孔施工技术研究[J].大陆桥视野,2017,25(6):77.

[4]刘海涛,赵山.砂性土地基中静压PHC管桩施工[J].建筑技术,2018,43(3):204-206.

[5]张苏玲.静压预应力管桩沉桩问题及处理措施[J].建筑工程技术与设计,2017,11(14):1602-1602.