1、混凝土管桩在湖南地区的工程应用湖南省建筑设计院湖南省建筑设计院 刘冬柏刘冬柏目目 录录一、概述一、概述二、湖南地区土层及特点二、湖南地区土层及特点三、预应力砼管桩设计的几个问题三、预应力砼管桩设计的几个问题2 一一.概述概述 1 1、预应力砼管桩特点：适应面广、且数量巨大 产品结构合理、品种齐全 桩身强度高、成桩质量可靠 对土层适应性较强、工效高 经济指标好 2 2、预应力混凝土管桩的发展、预应力混凝土管桩的发展 预应力混凝土管桩以其桩身质量可靠、施工快捷、预应力混凝土管桩以其桩身质量可靠、施工快捷、技术经验指标较好等优点，得到了广泛的应用。技术经验指标较好等优点，得到了广泛的应用。50 50
2、8080年代，我国钢筋混凝土预制方桩成为桩基的年代，我国钢筋混凝土预制方桩成为桩基的一种主要形式。一种主要形式。8080年代起，随着预应力钢筋混凝土管年代起，随着预应力钢筋混凝土管桩的发展，已广泛应用于工业与民用建筑，并推广到桩的发展，已广泛应用于工业与民用建筑，并推广到了交通、铁路、港口、水运等领域的建设工程的地基了交通、铁路、港口、水运等领域的建设工程的地基基础的处理。基础的处理。80 80年代开始，在沿海地区如广东、上海等地应用，年代开始，在沿海地区如广东、上海等地应用，桩长多数在桩长多数在30m30m以内，目前，桩长达以内，目前，桩长达4545米以上甚至高达米以上甚至高达6060米，并
3、用于高层建筑，如虹桥宾馆和陆家嘴沪办大米，并用于高层建筑，如虹桥宾馆和陆家嘴沪办大楼（联合大厦）。楼（联合大厦）。近几年来，中部地区预应力混凝土管桩近几年来，中部地区预应力混凝土管桩已得到广泛应用。已得到广泛应用。2019 2019年预应力砼管桩进入湖南地区管桩年预应力砼管桩进入湖南地区管桩用量在迅速增加用量在迅速增加 2019 2019年年 27 27万米万米 2019 2019年年 85 85万米万米 2019 2019年年 218 218万米万米 2019 2019年年 215 215万米万米 2009 2009年年 420 420万米万米 2019 2019年年 700 700万米万米
4、 2019 2019年年9 9月底月底 700 700万米万米3 3、预应力砼管桩分类 管桩分为预应力高强混凝土管桩管桩分为预应力高强混凝土管桩(PHC(PHC桩桩)、预应力混凝土管桩、预应力混凝土管桩(PC(PC桩桩)及预应力混凝土薄壁管桩及预应力混凝土薄壁管桩(PTC)(PTC)等三种类型。等三种类型。PHCPHC桩、桩、PCPC桩按桩身混凝土有效预压应力值或其抗弯性能分为桩按桩身混凝土有效预压应力值或其抗弯性能分为A A型、型、ABAB型、型、B B型和型和C C型四种。型四种。管桩按外径划分有以下规格：管桩按外径划分有以下规格：PHCPHC桩：桩：300mm300mm、400mm400
5、mm、500mm500mm、550mm550mm、600mm600mm、800mm800mm、1000mm1000mm。PCPC桩：桩：300mm300mm、400mm400mm、500mm500mm、550mm550mm、600mm600mm。PTCPTC桩：桩：300mm300mm、350mm350mm、400mm400mm、450mm450mm、500mm500mm、550mm550mm、600mm600mm。4 4、预应力砼管桩技术支撑逐步完善、预应力砼管桩技术支撑逐步完善 先张法预应力混凝土管桩先张法预应力混凝土管桩 GB134762009 GB134762009 建筑桩基技术规范建
6、筑桩基技术规范JGJ94-2019JGJ94-2019 以广东、上海、福建、湖北等省针对本地区实际情况编制以广东、上海、福建、湖北等省针对本地区实际情况编制了预应力砼管桩基础技术规程作为地方标准了预应力砼管桩基础技术规程作为地方标准 港口工程后张法预应力混凝土大管桩设计与施工规程港口工程后张法预应力混凝土大管桩设计与施工规程 水运工程先张法预应力高强混凝土管桩设计与施工规程水运工程先张法预应力高强混凝土管桩设计与施工规程 先张法预应力混凝土管桩图集中南标准图先张法预应力混凝土管桩图集中南标准图04ZG20704ZG207 预应力混凝土管桩国家标准图集预应力混凝土管桩国家标准图集10G40910
7、G409（03SG40903SG409）5 5、施工机具不断的完善和创新、施工机具不断的完善和创新 锤击法：柴油打桩机的柴油锤有导杆式和筒式，锤重从锤击法：柴油打桩机的柴油锤有导杆式和筒式，锤重从2.5T2.5T到到8.0T8.0T，冲程从，冲程从1.5M1.5M到到3.4M3.4M，行走机构有走管式、轨，行走机构有走管式、轨道式、压步履式及履带式道式、压步履式及履带式 静压法：压力由静压法：压力由300T300T达到了达到了800T800T。压桩方式有顶压式和抱。压桩方式有顶压式和抱压式，压式，9液压锤柴油锤n 预制桩锤击施工预制桩静压施工10抱压顶压11JNB 260型JNB 400型JN
8、B 500型JNB 900型二、湖南地区土层及特点二、湖南地区土层及特点 湖南地跨扬子和华夏两个海域的交界区，地层发育较全、湖南地跨扬子和华夏两个海域的交界区，地层发育较全、沉积类型多样，分布广泛，约占全省面积的沉积类型多样，分布广泛，约占全省面积的91.7%91.7%。构成湖南。构成湖南建筑场地土层大多为第四系地层，第四系地层主要为基岩的风建筑场地土层大多为第四系地层，第四系地层主要为基岩的风化残积土层、河流冲洪积土层及湖相冲淤积土层。作为建筑物化残积土层、河流冲洪积土层及湖相冲淤积土层。作为建筑物地基的岩土主要类型可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性地基的岩土主要类型可分为岩石、碎石土、砂
9、土、粉土、粘性土、淤泥质土和人工填土等，下面是湖南几个地区土层的典型土、淤泥质土和人工填土等，下面是湖南几个地区土层的典型分布柱状图供大家参考。分布柱状图供大家参考。12湘西、湘中地区典型土层柱状图湘西、湘中地区典型土层柱状图长株潭地区典型土层柱状图长株潭地区典型土层柱状图洞庭湖区第四系综柱状图洞庭湖区第四系综柱状图洞庭湖区第四系沉积厚度等值线图洞庭湖区第四系沉积厚度等值线图洞庭湖区沅江市第四系地层接触关系地质剖面图洞庭湖区沅江市第四系地层接触关系地质剖面图管桩的侧阻力特征值（管桩的侧阻力特征值（KPaKPa）管桩的侧阻力特征值（管桩的侧阻力特征值（Kpa)Kpa)桩的端阻力特征值（桩的端阻力
10、特征值（KPaKPa）岩石的桩的端阻力特征值：岩石的桩的端阻力特征值：软质岩强风化为软质岩强风化为 200020004000 4000（KPaKPa）硬质岩强风化为硬质岩强风化为 2500250045004500 （KPaKPa）注：注：1 1、本表适用于桩端进入持力层、本表适用于桩端进入持力层3d3d左右的端阻力；左右的端阻力；2 2、以压桩力或贯入度控制桩长，且以桩身强度控制设计时，、以压桩力或贯入度控制桩长，且以桩身强度控制设计时，当桩端进入低压缩性土层较深时，表内数据可提高当桩端进入低压缩性土层较深时，表内数据可提高30%30%90%90%，桩，桩端进入持力层深度大时取大值，并通过静载
11、试验验证。端进入持力层深度大时取大值，并通过静载试验验证。根据我院勘察试桩的值桩的端阻力经验特征值：根据我院勘察试桩的值桩的端阻力经验特征值：强风化泥质粉砂岩强风化泥质粉砂岩 40004000 （KPaKPa）中风化泥质粉砂岩中风化泥质粉砂岩 80008000 （KPaKPa）强风化板岩强风化板岩 45004500 （KPaKPa）中风化板岩中风化板岩 90009000 （KPaKPa）灰岩灰岩 1500015000 （KPaKPa）三、预应力砼管桩设计的几个问题三、预应力砼管桩设计的几个问题1 1、建筑工程中预应力砼管桩的适用范围、建筑工程中预应力砼管桩的适用范围土层的适用范围土层的适用范围
12、按照湖南地区施工可行性的经验表明按照湖南地区施工可行性的经验表明 a a、管桩可顺利穿越各类软土、一般粘性土、粉土、松散及稍密的砂管桩可顺利穿越各类软土、一般粘性土、粉土、松散及稍密的砂类土。对层厚类土。对层厚5M5M到到8M8M的中密砂层、老粘性土层也有穿透的工程实例，的中密砂层、老粘性土层也有穿透的工程实例，邻近我省的湖北对层厚邻近我省的湖北对层厚15m15m以上的中密砂层及层厚以上的中密砂层及层厚10m10m左右的老粘性土左右的老粘性土层也有穿透的工程实例。由于强度较高的老粘性土、中密以上砂类土、层也有穿透的工程实例。由于强度较高的老粘性土、中密以上砂类土、碎石土及强风化岩各自的性质也有
13、差异，层位有变化，管桩是否能穿碎石土及强风化岩各自的性质也有差异，层位有变化，管桩是否能穿越上述土层，尚需通过试验确定。越上述土层，尚需通过试验确定。b b、石灰岩地区，存在岩笋、孤石、溶槽、溶洞，沉桩石灰岩地区，存在岩笋、孤石、溶槽、溶洞，沉桩时可能出现下列情况时可能出现下列情况遇到非持力层时的孤石桩身容易破损，遇到非持力层时的孤石桩身容易破损，遇到岩笋、溶槽桩身偏斜，桩长差异高达几米甚至几十遇到岩笋、溶槽桩身偏斜，桩长差异高达几米甚至几十米米持力层下的溶洞无法预估其岩层厚度持力层下的溶洞无法预估其岩层厚度管桩不能入岩，表面往往凹凸不平管桩不能入岩，表面往往凹凸不平,也不能置于不平的也不能置
14、于不平的岩石表面，岩石表面，因此在石灰岩地区采用管桩应特别慎重因此在石灰岩地区采用管桩应特别慎重 c c、当硬质岩石上的残积土及强风化层较薄，且其上又为当硬质岩石上的残积土及强风化层较薄，且其上又为深厚软土时，沉桩施工不易掌握，要求长径比不宜大于深厚软土时，沉桩施工不易掌握，要求长径比不宜大于60,60,当桩端接近硬质岩石时，此类端承桩的稳定性不好，当桩端接近硬质岩石时，此类端承桩的稳定性不好，应予慎重应用。应予慎重应用。d d、根据建筑桩基技术规范第根据建筑桩基技术规范第4.1.134.1.13条，桩端嵌入遇条，桩端嵌入遇水易软化的强风化岩、全风化岩和非饱和土的预应力混水易软化的强风化岩、全
15、风化岩和非饱和土的预应力混凝土空心桩，沉桩后，应对桩端以上凝土空心桩，沉桩后，应对桩端以上2m2m范围内采取有效范围内采取有效防渗措施。可采用微膨胀混凝土填芯或在内壁预涂柔性防渗措施。可采用微膨胀混凝土填芯或在内壁预涂柔性防水材料。防水材料。桩基功能的适用范围桩基功能的适用范围 a a、预应力砼管桩竖向承载力较高，适用于低承台桩，为确保安预应力砼管桩竖向承载力较高，适用于低承台桩，为确保安全建议用于全建议用于3030层以下或高度层以下或高度100m100m以下的建筑物的基础工程，对以下的建筑物的基础工程，对3030层以上或高度层以上或高度100m100m以上的建筑物，当采用管桩时，应通过专以上
16、的建筑物，当采用管桩时，应通过专门的技术论证。门的技术论证。b b、管桩因抗剪性能较差必须对下列几种情况进行验算和构造管桩因抗剪性能较差必须对下列几种情况进行验算和构造 根据建筑桩基技术规范第根据建筑桩基技术规范第3.3.23.3.2条条 中中3 3小条，抗震设防烈小条，抗震设防烈度为度为8 8度及以上地区，不宜采用预应力混凝土管桩度及以上地区，不宜采用预应力混凝土管桩(PC)(PC)和预应和预应力混凝土空心方桩力混凝土空心方桩(PS)(PS)。从规范条文可以理解应充分考虑在水。从规范条文可以理解应充分考虑在水平荷载作用下桩的抗剪能力因此，高层建筑也应考虑水平作用平荷载作用下桩的抗剪能力因此，
17、高层建筑也应考虑水平作用对桩的不利影响。对桩的不利影响。对坡地、岸边及倾斜土层应考虑土体可能对桩的水平作用对坡地、岸边及倾斜土层应考虑土体可能对桩的水平作用稳定有不利影响，稳定有不利影响，不宜作为抗侧压力的支挡桩，当必须利用时应采取措施并不宜作为抗侧压力的支挡桩，当必须利用时应采取措施并进行抗剪验算。进行抗剪验算。c c、管桩作为抗拔桩有桩身强度、抗裂等方面的要求，由于管桩作为抗拔桩有桩身强度、抗裂等方面的要求，由于构造措施比较复杂，有条件时尽量不利用管桩作抗拔桩。构造措施比较复杂，有条件时尽量不利用管桩作抗拔桩。当必须利用时应专门对抗拔桩的设计、构造进行了分析研当必须利用时应专门对抗拔桩的设
18、计、构造进行了分析研究，采取措施并进行抗拉验算。究，采取措施并进行抗拉验算。桩基环境的适用范围桩基环境的适用范围 a a、PC PC：PTCPTC薄壁管桩，管壁较薄且纵向主筋直径较小薄壁管桩，管壁较薄且纵向主筋直径较小（7.112.6mm7.112.6mm），抗腐蚀性能不好，对承受拉力、水平），抗腐蚀性能不好，对承受拉力、水平力的桩，一旦钢筋失效，后果严重。因此不宜用于永久力的桩，一旦钢筋失效，后果严重。因此不宜用于永久性建筑。对于设计使用年限为性建筑。对于设计使用年限为100100年的重要建筑，年的重要建筑，GB50010GB50010对其耐久性作了严格的规定。如在一类环境中混对其耐久性作了
19、严格的规定。如在一类环境中混凝土保护层增加凝土保护层增加40%40%，最大氯离子含量不超，最大氯离子含量不超0.06%0.06%等。管等。管桩大多处于二类环境中，应加强防护。因此，本规程规桩大多处于二类环境中，应加强防护。因此，本规程规定设计使用年限为定设计使用年限为100100年的建筑，管桩壁厚不应小于年的建筑，管桩壁厚不应小于95mm.95mm.。b b、在侵蚀性环境中除管桩壁厚不应少于在侵蚀性环境中除管桩壁厚不应少于95mm95mm外，尚应外，尚应按相关标准要求采取保护措施，同时可考虑根据腐蚀介按相关标准要求采取保护措施，同时可考虑根据腐蚀介质的性质，要求厂家生产特种抗腐蚀混凝土的管桩。
20、质的性质，要求厂家生产特种抗腐蚀混凝土的管桩。c c、当场地存在深厚淤泥、淤泥质土；在基础开挖、桩当场地存在深厚淤泥、淤泥质土；在基础开挖、桩基施工机具的压力下经常发生损坏管桩的事故，应引起基施工机具的压力下经常发生损坏管桩的事故，应引起高度重视，并考虑改变桩型或对软土进行处理的可行性。高度重视，并考虑改变桩型或对软土进行处理的可行性。应对现行预应力管桩不足的处理思路应对现行预应力管桩不足的处理思路 预应力管桩具有抗压性能好，但抗剪、抗弯和抗拉预应力管桩具有抗压性能好，但抗剪、抗弯和抗拉性能相对较差。而有些工程建设项目要求它具有较好的性能相对较差。而有些工程建设项目要求它具有较好的抗剪、抗弯和
21、抗拉性能。预应力管桩公司在工艺上做了抗剪、抗弯和抗拉性能。预应力管桩公司在工艺上做了一些修改。例如，河南省颁布了一个地方标准图一些修改。例如，河南省颁布了一个地方标准图09YG10109YG101混合配筋预应力混凝土管桩，他的主要措混合配筋预应力混凝土管桩，他的主要措施是在桩中增加一定量的非预应力钢筋，提高了预应力施是在桩中增加一定量的非预应力钢筋，提高了预应力管桩抗弯、抗剪、抗拉的承载力。例如，直径管桩抗弯、抗剪、抗拉的承载力。例如，直径500500壁厚壁厚100100的的ABAB桩，现行的标准极限弯矩检验值为桩，现行的标准极限弯矩检验值为210KN.m210KN.m，河，河南的南的PRC-
22、500AB100PRC-500AB100桩，极限弯矩检验值为桩，极限弯矩检验值为323KN.m323KN.m，弯矩设计值达弯矩设计值达263KN.m263KN.m，抗剪承载力设计值过，抗剪承载力设计值过237KN237KN。大。大大提高了它的抗弯和抗剪能力。大提高了它的抗弯和抗剪能力。我省是否也可以制定省级标准图，以更好的扩大预我省是否也可以制定省级标准图，以更好的扩大预应力管桩的应用范围。应力管桩的应用范围。2 2、预应力砼管桩新老标准的应用问题、预应力砼管桩新老标准的应用问题 在在20192019年颁布了先张法预应力混凝土管桩年颁布了先张法预应力混凝土管桩 GB134762019GB134
23、762019，在，在20092009年在总结预应力混凝土管桩应用年在总结预应力混凝土管桩应用过程中存在的缺陷，以及我国混凝土结构耐久性的要求进过程中存在的缺陷，以及我国混凝土结构耐久性的要求进行了修订，并颁布了行了修订，并颁布了20092009版先张法预应力混凝土管桩版先张法预应力混凝土管桩 GB134762009GB134762009，相继国家建筑标准图集在，相继国家建筑标准图集在20192019年年7 7月月1010日日颁布了预应力混凝土管桩颁布了预应力混凝土管桩10G40910G409代替了原国标代替了原国标03SG40903SG409。但在很长一段时间建筑工地均沿用了废止的标。但在很长
24、一段时间建筑工地均沿用了废止的标准图。准图。中南地区先张法预应力混凝土管桩图集中南标准图中南地区先张法预应力混凝土管桩图集中南标准图04ZG20704ZG207到目前为止仍然未进行改版，主要原因等待我国砼结构设计规到目前为止仍然未进行改版，主要原因等待我国砼结构设计规范颁布，估计年底前颁布。范颁布，估计年底前颁布。现行标准修改带来的问题：现行标准修改带来的问题：断桩现象加重。断桩现象加重。主要原因：钢筋保护层加大后，核心砼区有所减少，在反复动力主要原因：钢筋保护层加大后，核心砼区有所减少，在反复动力荷载作用下，核心砼容易震断。因此，重锤轻击显得尤为重要。荷载作用下，核心砼容易震断。因此，重锤轻
25、击显得尤为重要。3 3、单桩竖向抗压承载力及影响因素、单桩竖向抗压承载力及影响因素根据相关规范规定：单桩竖向抗压极限承载力应通过单桩竖向抗压静载试验确定，在根据相关规范规定：单桩竖向抗压极限承载力应通过单桩竖向抗压静载试验确定，在初步设计或根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向抗压承初步设计或根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向抗压承载力特征值时，宜按下列公式估算：载力特征值时，宜按下列公式估算：式中：式中：第第 层土的侧阻力特征值，可按地区经验取值；当桩周存在液化土层时，应层土的侧阻力特征值，可按地区经验取值；当桩周存在液化土层时，应按按JGJ94JGJ94
26、的有关规定进行折减；的有关规定进行折减；端阻力特征值，按地区经验取值；端阻力特征值，按地区经验取值；桩端横截面面积（含土塞面积）；桩端横截面面积（含土塞面积）；桩身截面周长；桩身截面周长；桩侧第桩侧第 层土中的桩长。层土中的桩长。一般情况上述规范的经验计算值与试桩结果出现较大一般情况上述规范的经验计算值与试桩结果出现较大差异差异 桩端位于较软弱的层土，桩身大部分位于淤泥质土层桩端位于较软弱的层土，桩身大部分位于淤泥质土层的桩，承载力往往往小于计算值，的桩，承载力往往往小于计算值，桩端位于密实的砂卵石、砂砾石、基岩，承载力往往桩端位于密实的砂卵石、砂砾石、基岩，承载力往往大于预估值，往往由桩身强
27、度控制。大于预估值，往往由桩身强度控制。因此当桩端持力层为中密及中密以上砂类土、碎石土、因此当桩端持力层为中密及中密以上砂类土、碎石土、硬塑和坚硬的老粘性土、风化岩，且持力层以下的土层承硬塑和坚硬的老粘性土、风化岩，且持力层以下的土层承载力不低于持力层承载力时，宜以桩身强度控制设计，可载力不低于持力层承载力时，宜以桩身强度控制设计，可采用压桩力或贯入度控制桩长。采用压桩力或贯入度控制桩长。为了较好的把握压桩力或贯入度我们通常采用桩基规为了较好的把握压桩力或贯入度我们通常采用桩基规范范JGJ94-2019JGJ94-2019管桩计算公式，并根据土层情况在预估值上管桩计算公式，并根据土层情况在预估
28、值上乘以乘以0.90.91.21.2的系数。的系数。根据桩基规范根据桩基规范JGJ94-2019JGJ94-2019，预应力砼管桩单桩竖向极限承载力的计算，预应力砼管桩单桩竖向极限承载力的计算公式公式 桩端阻力由于桩端敞口，类似于钢管桩也存在桩端的土塞效应；桩端阻力由于桩端敞口，类似于钢管桩也存在桩端的土塞效应；混凝土管桩壁厚度较钢管桩大的多，不能忽略管壁端部提供的端混凝土管桩壁厚度较钢管桩大的多，不能忽略管壁端部提供的端阻力，桩端阻力分为两部分：一部分为管壁端部的端阻力，另一阻力，桩端阻力分为两部分：一部分为管壁端部的端阻力，另一部分为敞口部分端阻力。对于后者考虑桩端土塞效应系数部分为敞口部
29、分端阻力。对于后者考虑桩端土塞效应系数p p，p p随桩端进入持力层的相对深度而变化随桩端进入持力层的相对深度而变化 。影响竖向承载力的几种情况影响竖向承载力的几种情况 桩身质量对承载力的影响桩身质量对承载力的影响材料、养护、运输对桩身质量的影响，导致桩身缺陷材料、养护、运输对桩身质量的影响，导致桩身缺陷载荷试验中，桩身缺陷面呈现脆性或脆塑性破坏载荷试验中，桩身缺陷面呈现脆性或脆塑性破坏打桩应力引起桩身缺陷打桩应力引起桩身缺陷载荷试验中，试桩呈现塑性破坏载荷试验中，试桩呈现塑性破坏挤土效应引起桩身隆起挤土效应引起桩身隆起当桩身完整时，变形较大，承载力略小当桩身完整时，变形较大，承载力略小当发生
30、接头脱节时，承载力明显偏低当发生接头脱节时，承载力明显偏低当桩身质量缺陷发生在浅部时，仅为极限荷载的当桩身质量缺陷发生在浅部时，仅为极限荷载的2040%2040%，较容，较容易判断。易判断。在实际过程中，可通过在实际过程中，可通过QSQS曲线特征点比值、桩顶柔度和破坏曲线特征点比值、桩顶柔度和破坏后稳定荷载区分试桩的破坏类型后稳定荷载区分试桩的破坏类型必要时结合钻探、高应变进行验证和针对处理必要时结合钻探、高应变进行验证和针对处理承载力与施工工艺及对地基土的扰动程度密切相关承载力与施工工艺及对地基土的扰动程度密切相关施工方式：静压、锤击施工方式：静压、锤击施工速率施工速率 对于粘土地层，施工速
31、率越快，土体扰动越明显，对于粘土地层，施工速率越快，土体扰动越明显，承载力往往偏低承载力往往偏低桩靴型式桩靴型式设置桩靴可减少对土体的扰动，承载力更有保证设置桩靴可减少对土体的扰动，承载力更有保证 桩间距桩间距 相关规范要求管桩的中心距应符合摩擦桩相关规范要求管桩的中心距应符合摩擦桩4.5D4.5D，排数不，排数不少于少于3 3排且桩数不少于排且桩数不少于9 9根的端承摩擦桩根的端承摩擦桩4.0D4.0D，其他情况，其他情况 3.5D3.5D，但对于密实土层容易引起地面隆起，造成试桩结果，但对于密实土层容易引起地面隆起，造成试桩结果远低于经验公式，有时必须采用复打远低于经验公式，有时必须采用复
32、打。4 4、抗拔桩问题、抗拔桩问题 单桩竖向抗拔承载力特征值应通过单桩竖向抗拔静载荷试验确定。试验单桩竖向抗拔承载力特征值应通过单桩竖向抗拔静载荷试验确定。试验数量不少于数量不少于3 3根。工程桩不得用作抗拔静载荷试验的试桩。初步设计根。工程桩不得用作抗拔静载荷试验的试桩。初步设计时可按下式估算单桩竖向抗拔承载力特征值：时可按下式估算单桩竖向抗拔承载力特征值：式中：式中：抗拔系数，一般取值为抗拔系数，一般取值为0.50.50.80.8；桩侧表面第层土抗压侧阻力特征值，按本规程桩侧表面第层土抗压侧阻力特征值，按本规程7.4.2-17.4.2-1取值；取值；桩横截面周长；桩横截面周长；第层土厚度；
33、第层土厚度；基桩自重，地下水位以下扣除水的浮力。基桩自重，地下水位以下扣除水的浮力。预应力管桩用做抗拔桩时需慎重作为抗拔桩时桩身预应力管桩用做抗拔桩时需慎重作为抗拔桩时桩身结构强度如何控制尚没有一致认识结构强度如何控制尚没有一致认识 国家标准设计预应力混凝土管桩国家标准设计预应力混凝土管桩03SG40903SG409中采中采用预应力钢筋的抗拉强度来确定桩身抗拔承载力用预应力钢筋的抗拉强度来确定桩身抗拔承载力 上海市标准设计先张法预应力混凝土管桩上海市标准设计先张法预应力混凝土管桩DBJT08-92-2000DBJT08-92-2000中规定中规定“预应力管桩用于抗拔桩时预应力管桩用于抗拔桩时应
34、另行设计应另行设计”广东省、湖北省地方标准预应力混凝土管桩基础广东省、湖北省地方标准预应力混凝土管桩基础技术规程、福建省地方标准建筑预应力管桩基技术规程、福建省地方标准建筑预应力管桩基础技术规程等地方标准中对于桩身结构强度控制础技术规程等地方标准中对于桩身结构强度控制又有不同的规定又有不同的规定 用做抗拔桩时应对其接头部位的端头板厚度、焊缝长度、锚用做抗拔桩时应对其接头部位的端头板厚度、焊缝长度、锚固筋数量等进行专门验算，桩顶与承台的连接（包括填芯高度、固筋数量等进行专门验算，桩顶与承台的连接（包括填芯高度、插筋的设置等）也应进行专门设计插筋的设置等）也应进行专门设计 一般采用有效预压应力较大
35、的一般采用有效预压应力较大的B B型桩，管桩管节拼接一般采用端型桩，管桩管节拼接一般采用端板焊接的连接方式，通常控制抗拔工程桩的接头数量为一个板焊接的连接方式，通常控制抗拔工程桩的接头数量为一个。图图1 1 焊缝节点大样焊缝节点大样图图3 PHCB5003 PHCB500管桩作抗拔桩桩头连接详图管桩作抗拔桩桩头连接详图图图2 2 端板与预应力棒连接详图端板与预应力棒连接详图5 5、抗水平力作用的问题、抗水平力作用的问题 在上述适用范围中提到了在上述适用范围中提到了8 8度和度和8 8度以上地震区不宜采度以上地震区不宜采用薄壁管桩，高度大于用薄壁管桩，高度大于100100米米3030层以上建筑以
36、及不稳定的层以上建筑以及不稳定的边坡地段应进行专门论证，其目的是防止水平剪力造成桩边坡地段应进行专门论证，其目的是防止水平剪力造成桩基破坏基破坏 承受较大水平力的桩，应在单桩水平承载力静载试验承受较大水平力的桩，应在单桩水平承载力静载试验中检验桩身受弯、受剪承载力。中检验桩身受弯、受剪承载力。对于受特殊水平荷载作用的带地下室的高大建筑物桩对于受特殊水平荷载作用的带地下室的高大建筑物桩基，可考虑地下室侧墙、承台、桩群、土共同作用，按的基，可考虑地下室侧墙、承台、桩群、土共同作用，按的有关规定计算基桩内力和变位。有关规定计算基桩内力和变位。同时对边坡地段应该进行稳定性分析。同时对边坡地段应该进行稳
37、定性分析。单桩水平承载力特征值的确定单桩水平承载力特征值的确定 1 1 单桩水平承载力特征值应通过单桩水平静载试验确定，试单桩水平承载力特征值应通过单桩水平静载试验确定，试验数量不应少于验数量不应少于3 3根，试验不应在工程桩上进行，试验方法应根，试验不应在工程桩上进行，试验方法应符合的有关规定。符合的有关规定。2 2 根据单桩水平静载试验结果，可取地面处水平位移为根据单桩水平静载试验结果，可取地面处水平位移为(对于对于水平位移敏感的建筑物取水平位移敏感的建筑物取)所对应的荷载的所对应的荷载的75%75%为单桩的水平承为单桩的水平承载力特征值。载力特征值。3 3 当桩的水平承载力由水平位移控制
38、，初步设计时可按桩当桩的水平承载力由水平位移控制，初步设计时可按桩基规范的有关规定估算单桩承载力特征值，估算单桩水平承基规范的有关规定估算单桩承载力特征值，估算单桩水平承载力时，应取桩顶铰接的数据。载力时，应取桩顶铰接的数据。4 4 确定永久荷载控制的桩基水平承载力时，应将上述方法确定的确定永久荷载控制的桩基水平承载力时，应将上述方法确定的单桩水平承载力特征值乘以调整系数单桩水平承载力特征值乘以调整系数0.80.8，验算地震作用桩基，验算地震作用桩基的水平承载力时，应将上述方法确定的单桩水平承载力特征值的水平承载力时，应将上述方法确定的单桩水平承载力特征值乘以乘以1.251.25的调整系数。的
39、调整系数。施工荷载对桩基的水平力作用施工荷载对桩基的水平力作用 目前，在桩基施工中经常出现上部断桩现象，产生这种现象的目前，在桩基施工中经常出现上部断桩现象，产生这种现象的主要原因有：主要原因有：1 1、回填土层上施工机具对桩产生偏压，将桩顶部分挤断。、回填土层上施工机具对桩产生偏压，将桩顶部分挤断。2 2、基坑开挖时，采用单边掏土，侧向土压力对桩产生弯矩和剪、基坑开挖时，采用单边掏土，侧向土压力对桩产生弯矩和剪力，造成桩顶部分断裂。力，造成桩顶部分断裂。6 6、桩基持力层问题、桩基持力层问题湖南地区有不少厚实圆砾层的场地，是否可以作为预应砼管桩的持力湖南地区有不少厚实圆砾层的场地，是否可以作
40、为预应砼管桩的持力层？层？第一种情况：下卧层为基岩或坚硬土层，应可以作为持力层。第一种情况：下卧层为基岩或坚硬土层，应可以作为持力层。第二种情况：下卧层为软弱土层，应验算下卧层的沉降能否满足建筑的第二种情况：下卧层为软弱土层，应验算下卧层的沉降能否满足建筑的允许沉降差异，又满足应可以作为持力层。允许沉降差异，又满足应可以作为持力层。但应注意下列几点：但应注意下列几点：a a、圆砾层的厚度的较大，保持桩尖以下在、圆砾层的厚度的较大，保持桩尖以下在5 5米以上厚度，同时保证桩长米以上厚度，同时保证桩长8 8米以上。米以上。b b、圆砾层密实度高防止地下水的运动造成桩基的不均匀沉降、圆砾层密实度高防
41、止地下水的运动造成桩基的不均匀沉降7 7、砼管桩的负摩擦问题、砼管桩的负摩擦问题 桩基规范强条第桩基规范强条第5.4.25.4.2条：符合下列条件之一的桩基，当桩周土层条：符合下列条件之一的桩基，当桩周土层产生的沉降超过桩基的沉降时，在计算基桩承载力时应计入桩侧负摩产生的沉降超过桩基的沉降时，在计算基桩承载力时应计入桩侧负摩阻力。阻力。1 1 桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层、液化土层进入桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层、液化土层进入相对较硬土层时；相对较硬土层时；2 2 桩周存在软弱土层，邻近桩侧地面承受局部较大的长期荷载，或地面桩周存在软弱土层，邻近桩侧地面承受
42、局部较大的长期荷载，或地面大面积堆载（包括填土）时；大面积堆载（包括填土）时；由于降低地下水位，使桩周土产生有效应力增大，并产生显著压缩沉由于降低地下水位，使桩周土产生有效应力增大，并产生显著压缩沉降时。降时。桩周土沉降可能引起桩侧负摩阻力时，应按桩周土沉降可能引起桩侧负摩阻力时，应按JGJ94JGJ94的有关规定考虑负的有关规定考虑负摩阻力对桩基承载力和沉降的影响。摩阻力对桩基承载力和沉降的影响。8 8、桩长问题、桩长问题 关于桩长问题目前尚无权威答案关于桩长问题目前尚无权威答案 桩的最大长度允许值，在桩基规范中第桩的最大长度允许值，在桩基规范中第4.1.74.1.7条中明确每根桩的条中明确
43、每根桩的接头数量不宜超过接头数量不宜超过3 3个，从中南标准图集中现有的单节桩长最大的小个，从中南标准图集中现有的单节桩长最大的小于于15m15m，按此推理最长桩应为，按此推理最长桩应为60m60m以下。在中南标准图预应力砼管桩以下。在中南标准图预应力砼管桩04GJ20704GJ207在（柴油机）锤击桩锤重选择参考表。说明中第在（柴油机）锤击桩锤重选择参考表。说明中第3 3条：本表适条：本表适用于预应力砼管桩用于预应力砼管桩1660m1660m，且桩尖进入硬土层一定深度的情况，不，且桩尖进入硬土层一定深度的情况，不适用于桩尖处于软土层的情况适用于桩尖处于软土层的情况 桩的最短长度如何确定很难在
44、相关资料上找到在全国民用建筑工桩的最短长度如何确定很难在相关资料上找到在全国民用建筑工程设计技术措施程设计技术措施.（结构）在挖孔桩基础设计中提到了人工挖孔桩（结构）在挖孔桩基础设计中提到了人工挖孔桩的长度不宜大于的长度不宜大于40m40m亦不宜小于亦不宜小于6m,6m,桩长少于桩长少于6m6m按墩基础考虑。本人认按墩基础考虑。本人认为最短桩长宜为为最短桩长宜为6m6m。封底十字桩靴封底十字桩靴开口平底桩靴开口平底桩靴9 9、桩靴的选用、桩靴的选用预应力砼管桩有开口平底桩靴、封底十字桩靴、闭口圆锥桩靴预应力砼管桩有开口平底桩靴、封底十字桩靴、闭口圆锥桩靴 目前不少工程部采用开口平底桩靴，几年来
45、虽未发现重大问题，目前不少工程部采用开口平底桩靴，几年来虽未发现重大问题，但从机理上分析，目前的作法在某些条件下存在隐患。建议采用但从机理上分析，目前的作法在某些条件下存在隐患。建议采用JGJ94JGJ94的有关规定，并参考广东、湖北等省的经验，要求当桩端位于的有关规定，并参考广东、湖北等省的经验，要求当桩端位于饱和砂类土层或遇水易软化的土层时，应采用封闭桩尖。为保持桩尖饱和砂类土层或遇水易软化的土层时，应采用封闭桩尖。为保持桩尖的耐久性，管芯尚应浇注的耐久性，管芯尚应浇注1.2m1.2m厚度的补偿收缩混凝土或水泥砂浆。考厚度的补偿收缩混凝土或水泥砂浆。考虑到钢材在水下的锈蚀速度每年约虑到钢材
46、在水下的锈蚀速度每年约0.03mm(0.03mm(单面单面)，可将闭口板加厚，可将闭口板加厚，满足耐久性要求。抗拔桩采用闭口桩尖，便于处理桩身缺陷。封闭桩满足耐久性要求。抗拔桩采用闭口桩尖，便于处理桩身缺陷。封闭桩尖可在桩管内检查桩身缺陷及桩长，便于处理桩身缺陷。尖可在桩管内检查桩身缺陷及桩长，便于处理桩身缺陷。所谓遇水易软化的土层，一般指软质岩层、强风化层、残积土层、所谓遇水易软化的土层，一般指软质岩层、强风化层、残积土层、非饱和土层、老粘土层、红粘土层及膨胀土层等。非饱和土层、老粘土层、红粘土层及膨胀土层等。闭口桩尖又分为平底型、平底十字型及锥形等，视沉桩需穿过的闭口桩尖又分为平底型、平底十字型及锥形等，视沉桩需穿过的土层性质、打（压）桩力的大小而定，桩尖钢板厚度不宜小于土层性质、打（压）桩力的大小而定，桩尖钢板厚度不宜小于16mm16mm，且应满足沉桩过程中对桩尖的刚度和强度要求，同时考虑耐久性要求。且应满足沉桩过程中对桩尖的刚度和强度要求，同时考虑耐久性要求。谢 谢
