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1、有关管桩基础的几个问题,国家标准先张法预应力混凝土管桩是管桩的产品质量标准，全国的管桩厂都应 按这个标准生产预应力管桩，也按这个标准 来检测预应力管桩的产品质量，它不是管桩 基础的技术标准。 这个标准共有三个版本： GB 13476 92，于1992年颁布； GB 13476 1999，于1999年颁布； GB 13476 2009，于2009年颁布， 2010年3月1日实施，是最新的版本。 但是到目前为止广东很多地方还没有很好地 执行这个技术标准。,关于管桩基础设计和施工的技术标准： 到目前为止全国还没有一本专门的管桩基础技 术规范； 国家标准建筑地基基础设计规范GB50007- 2002和
2、行业标准建筑桩基技术规范JGJ94 2008有部分预制桩的内容； 各省（市）地方标准管桩基础技术规程， 其中浙江、福建、辽宁、云南、黑龙江、湖北、 吉林、广西、山东、广东等省（市）都陆续出 台了有关规程。,广东省标准DBJ/T152298预应 力混凝土管桩基础技术规程是我国最早 颁布的有关管桩基础设计和施工的综合性 技术标准。但2008年进行了修订，变成广 东省标准锤击式预应力混凝土管桩基础 技术规程DBJ/T15-22-2008；另外又编 制了一本广东省标准静压预制混凝土桩 基础技术规程（送审稿）。,一、设计施工者要基本了解清楚的几个问题：,1-1、管桩基础的主要施工方法。 施工方法不同，桩
3、的承载力计算方法也是不同的。 1-2、常用管桩规格、型号及其应用承载力。 要大致心中有数，这样才能在概念设计中有个准星。 1-3、不宜应用或慎用管桩的地质条件。 不要在不宜应用管桩的地质条件下硬用管桩。 1-4、管桩穿透岩土层的能力。 设计时要有个底，所以要掌握岩土勘察知识。 1-5、管桩设计计算或验算的内容。 哪些一定要计算或验算，哪些可以不验算，心中也 要有个谱。,1-1、管桩基础的主要施工方法,（1）锤击法：柴油锤、液压锤 （2）静压法：抱压式液压压桩机 顶压式液压压桩机 抱压顶压联合式液压压桩机 抱压振动液压压桩机 （3）引孔打（压）法 （4）钻孔植桩法 （5）中掘法（直径600）,锤
4、击沉桩,静力压桩,长 螺 旋 钻 机,螺 旋 钻,大直径管桩 新颖沉桩法 也叫中掘法 新研制的施工机械： 随钻跟管钻机 （中钻法）,1-2、常用管桩规格、型号及其应用承载力,管桩分PC桩和PHC桩，广东几乎全是PHC桩。 管桩按外径分为300mm、400mm、500mm、600mm和 700mm、800mm、1000mm、1200mm、1300mm、1400mm等规 格，建筑中的常用管桩规格为300mm、400mm、500mm和 600mm。300mm管桩今后要逐步淘汰。 管桩按混凝土有效预压应力值分为A型、AB型、B型 和C型，其有效预压应力值分别为4MPa、6MPa、8MPa和 10MPa
5、。 重要工程都要选用AB型或B型桩；静压用桩广东大部 分选用厚壁的AB型桩。今后A型桩逐步少用。,常用管桩承载力一览表,管桩应发挥其高承载力的特性，不宜用作地基 处理中的柔性桩，尤其是以强风化岩作持力层的管 桩，更不能这样做。 某大型输水管基础，设计成复合地基的形式： 在以强风化砂岩为持力层的400管桩顶部，做一 层3040cm的褥垫层，在垫层上浇筑混凝土底板， 在底板上搁400的输水管。结果管桩刺破褥垫 层，输水管立即有10-20cm的下沉。 处理方法：灌浆加固褥垫层。以后同样的工 程，取消砂垫层，将混凝土底板直接与管桩顶联结 起来，做成刚性承台。,1-3、不宜应用或慎用管桩的地质条件,锤击
6、法： （1）持力层以上的覆盖层中含有较多且难以 清除又严重影响打桩的孤石、风化球或 其它障碍物； （2）持力层以上含有不适宜作桩端持力层且 不易贯穿的硬夹层；,（3）基岩面上没有合适持力层的岩溶地层； （4）非岩溶地区基岩以上为淤泥等松软土 层，其下直接为中风化、微风化岩层， 或中风化岩面上只有较薄的强风化层； 这种地质条件俗称“上软下硬、软硬 突变”。,（5）桩端持力层为遇水易软化且埋藏较浅 的风化岩； （6）地下水或地基土对管桩的混凝土、钢 筋及钢零部件有强腐蚀作用的岩土层。 简单地说，有孤石、障碍物的地层； 有硬夹层；石灰岩地层；“上软下硬、软 硬突变”的地层；遇水软化的持力层和强 腐蚀
7、岩土层，不宜或慎用管桩。,静压法：除了与锤击法六条相同外，还有两 条也要注意： 现场地表土层松软且地面承载力特征值 100kPa又未经处理的场地； 桩端持力层为中密密实砂土层且其覆 盖层几乎全是稍密中密砂土层； 静压桩在石灰岩岩面起伏不大的情况下 可以压下去，虽然桩端嵌固深度不大，但桩 身可以做到基本不破烂，若用锤击法施工， 桩的破损率可达到60%以上。,广东省标准静压预制混凝土桩基础技术规程 （送审稿）在岩土工程勘察这一章中专门对表土层勘 察要求提出了一点要求：静压桩施工对表土层承载力 有较高要求，勘察时应采用轻便动力触探、取土样、 标准贯入试验等手段准确查明表层3m土层的承载能力。 在该条
8、的条文说明中指出：勘察时应准确查明表 层3m土层的承载力，是指我省常见的表土层，对于深 厚、松软的素填土层则应另当别论。 5.2节内对压桩机的接地压强作了限制：压桩机 长船型履靴的接地压强不宜大于100kPa；短船型履靴 的接地压强不宜大于120kPa。,关于遇水软化的问题,强风化泥岩以及含泥量较多的强风化、 全风化花岗岩层做持力层的管桩基础，收锤 或终压时发现不了什么问题，甚至做静载荷 试验单桩竖向抗压承载力也能达到设计要 求，但过了二三十天，若这根桩再做静载荷 试验，发现单桩竖向抗压承载力降低，桩的 沉降量加大；若对这些原先“已达到设计要 求的桩”进行复压（复打），又可以下去， 有的可下去
9、几十厘米，有的甚至可再下去1 4m。强风化泥质粉砂岩也有这种软化现象。,究其原因，主要是桩尖附近有水，强 风化泥岩遇水就软化，含泥较多的强风化 花岗岩体遇水发生崩解，于是桩端土承载 力大大降低。水的来源有两种：主要是外 界流入的水，还有是超孔隙水压力作用下 慢慢渗流出来的孔隙水。针对外界流入的 水产生了一个管桩内腔底部灌注封底混凝 土的做法，堵住桩尖不密封而引起漏水的 毛病。减少孔隙水最好的办法就是控制沉 桩率。,但这个封底的办法也不是万能的，有些管 桩虽灌了封底混凝土，但桩尖土还是软化，有 些实心方桩也会发生类似的情况。 值得一提的是：不是所有的强风化泥岩和 强风化花岗岩层都会发生易软化的现
10、象，有的 地区虽然也以强风化泥岩作持力层，但没有发 生持力层软化的问题，因此要多积累地区经验。 强风化泥质粉砂岩也有软化的问题，只不 过软化的程度较少，下沉量一般不超过20cm。,1-4、管桩穿透岩土层的能力,打桩锤击力属冲击动力，预应力管桩较耐打， 在强力冲击下具有较强的穿透能力，大量工程实践 表明，使用D45以上重型柴油锤可使其穿透56m厚 的密实砂层或河卵石层，桩尖进入N50的强风化岩 层12m或密实卵石层12m。 压桩力则属静力，造成桩的穿透能力相对较 小，但也并非仅能穿透软弱土层，实践证明压桩力 4000kN的静压桩也可穿透23m厚的密实砂层，桩 尖到达N50的强风化岩表面。 从总体
11、上看，当地质条件大致相同时，静压桩 的桩长通常要比锤击桩短12m，有时甚至短34m。,根据广东应用管桩的长期经验，岩土 工程勘察中较重视标准贯入试验。标贯试 验好似模拟打桩，其测试成果较适合锤击 式预应力管桩的应用。 标贯试验锤重为63.5kg（150P），落 距76cm（30吋），前15cm入土的锤击数不 算，然后测出下面入土30cm深度的锤击 数，这就是实测的标贯击数（N），如果 实测值乘上触探杆长度校正系数，就是修 正后的标贯值（N）。,修正后的标准贯入击数 N 可按下列公式计算： N =N 式中 N修正后的标准贯入击数； N实测标准贯入击数； 触探杆长度校正系数，可按下表采用。,国家标
12、准岩土工程勘察规范GB50021，若用 标准贯入击数来划分岩土类别时，采用的是实测标 准贯入击数N，如N 50为强风化岩；50N30 为全风化岩；N30为残积土，与我们打桩压桩时 所指的强风化岩容易混淆。 锤击管桩桩端的强风化持力层是指N5060的 强风化岩层，而且桩端可进入这种强风化岩层1 2m，但不能打入中风化岩层； 静压管桩最多可压至N50的强风化岩层的表面。 这是每个设计和施工人员首先要明确的基本概念！,采用实测的标贯值来预估锤击管桩的入土深度，误差是很大的，原因是： 按岩土规范规定：N 50 就是强风化岩层。 但是，若桩长为21m时，则修正系数0.7，N35； 若桩长为30m时，则修
13、正系数0.61，N30； 若桩长为39m时，则修正系数0.52，N25； 而大吨位的柴油锤可以将管桩打入N5060的强风化岩层12米，显然与当N50 时的强风化岩层存在着较大的层面差距，桩愈深，差距越大，也就是说预估的桩长误差更大。,总之，我们可以根据国家标准岩土工程 勘察规范GB50021规定，岩（土）名称和状 态可按现场实测的标准贯入击数来划分。但根 据我们的经验，估算打桩深度时则应采用修正 后的标准贯入击数N。锤击式管桩可打入N50 的强风化岩层12m，静压管桩可压入N40 50的强风化岩层。因此，用修正后的标贯击数 可较正确地确定管桩的桩端持力层及预估沉桩 的深度。,广州市某大工程所用
14、的建筑工程岩土勘察，由十个勘测单位负责来完成，其中，九个单位只提供实测的标贯击数的测试成果，只有一个著名建筑设计院的勘察队伍还提供修正后的标贯值。 施工单位根据实测的标贯击数来预估桩长，其结果全部偏短，实际施工时用桩量比预估用桩量增加了许多。而根据修正后的标贯击数来预估桩长，实际施工时的用桩量与预估用桩量基本一致。 所以，勘察、设计、施工、监理、管桩生产厂的技术人员在预估桩长时一定要采用修正后的标贯值。,1-5、管桩设计计算或验算的内容。,管桩基础设计应根据承载能力和变形控制的 要求进行下列计算或验算： （1）根据桩基的使用功能和受力特性进行桩基 的竖向（抗压或抗拔）承载力计算和水平 承载力计
15、算； （2）桩身强度验算； （3）计算承台内力并验算其承载力，确定承台 高度和配筋； （4）当桩端平面以下存在软弱下卧层时，应做 下卧层承载力验算；,（5）对于桩中心距小于或等于4倍桩径的群 桩基础，可视做一假想实体深基础进行 基础下地基承载力验算和沉降计算； （6）当建筑物对桩基的沉降或水平位移要求 严格时，尚应作沉降或水平变位验算； （7）当使用条件要求限制混凝土裂缝时，尚 应作抗裂或裂缝宽度验算。 当然，首先要计算上部结构传至承台底 面上的荷载效应，包括竖向力、水平力和弯 矩等。,二、关于静压管桩竖向抗压承载力特征值,管桩基础设计计算内容较多，但单桩 竖向抗压承载力特征值的确定是静压管桩
16、 基础设计的最重要内容之一。 静压管桩单桩竖向抗压承载力特征值 确定的主要方法有以下三种： 通过试验桩确定单桩承载力； 通过半经验公式计算确定单桩承载力； 通过静压桩机的复压来检验或确定单桩 承载力。,2-1、通过试验桩确定单桩承载力,当管桩桩基设计等级为甲级且地质条件较复杂 时，或当地使用管桩的历史较短、设计经验不足时， 单桩竖向抗压承载力特征值应在设计阶段通过静载试 验桩确定。选择静载试验桩的位置应考虑工程地质条 件的代表性和基础部位的重要性，静载试验桩数不得 少于3根。桩的竖向静载荷试验方法应按有关建筑 地基基础检测规范标准执行。静载试验一般可得到 单桩的极限抗压承载力，再除以安全系数后就可得到 单桩竖向抗压承载力特征值。,2-2、通过半经验公式计算确定单桩承载力,当根据地基土的物理指标与承载力参数等经验关系确定 单桩竖向抗压承载力特征值Ra时，几乎全部的国家、行业地
