广州有关管桩基础的几个问题ppt课件

1、王王 离离( (教授级高工教授级高工) )广东省土木建筑学会广东省土木建筑学会(2021(2021年年3 3月月 广州广州) ) 国家规范国家规范是是管桩的产质量量规范，全国的管桩厂都应管桩的产质量量规范，全国的管桩厂都应按这个规范消费预应力管桩，也按这个规范按这个规范消费预应力管桩，也按这个规范来检测预应力管桩的产质量量，它不是管桩来检测预应力管桩的产质量量，它不是管桩根底的技术规范。根底的技术规范。 这个规范共有三个版本：这个规范共有三个版本： GB 13476 92，于，于1992年公布；年公布； GB 13476 1999，于，于1999年公布；年公布； GB 13476 2021，于

2、，于2021年公布，年公布， 2021年年3月月1日实施，是最新的版本。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规范。执行这个技术规范。 关于管桩根底设计和施工的技术规范：关于管桩根底设计和施工的技术规范：到目前为止全国还没有一本专门的管桩根底到目前为止全国还没有一本专门的管桩根底技技 术规范；术规范；国家规范国家规范 GB50007-GB50007- 2002 2002和行业规范和行业规范 JGJ94JGJ94 2021 2021有部分预制桩的内容；有部分预制桩的内容；各省市地方规范各省市地方规范 ， 其中浙江、福建、辽宁

3、、云南、黑龙江、其中浙江、福建、辽宁、云南、黑龙江、湖北、湖北、 吉林、广西、山东、广东等省市都陆吉林、广西、山东、广东等省市都陆续出续出 台了有关规程。台了有关规程。 广东省规范广东省规范DBJ/T152298DBJ/T152298 是我国最早是我国最早公布的有关管桩根底设计和施工的综合性公布的有关管桩根底设计和施工的综合性技术规范。但技术规范。但20212021年进展了修订，变成广年进展了修订，变成广东省规范东省规范 DBJ/T15-22-2021DBJ/T15-22-2021；另外又编；另外又编制了一本广东省规范制了一本广东省规范 送审稿。送审稿。1-11-1、管桩根底的主要施工方法。、

4、管桩根底的主要施工方法。 施工方法不同，桩的承载力计算方法也是不同的。施工方法不同，桩的承载力计算方法也是不同的。1-21-2、常用管桩规格、型号及其运用承载力。、常用管桩规格、型号及其运用承载力。 要大致心中有数，这样才干在概念设计中有个准星。要大致心中有数，这样才干在概念设计中有个准星。1-31-3、不宜运用或慎用管桩的地质条件。、不宜运用或慎用管桩的地质条件。 不要在不宜运用管桩的地质条件下硬用管桩。不要在不宜运用管桩的地质条件下硬用管桩。1-41-4、管桩穿透岩土层的才干。、管桩穿透岩土层的才干。 设计时要有个底，所以要掌握岩土勘察知识。设计时要有个底，所以要掌握岩土勘察知识。1-51

5、-5、管桩设计计算或验算的内容。、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，心中也哪些一定要计算或验算，哪些可以不验算，心中也 要有个谱。要有个谱。1 1锤击法：柴油锤、液压锤锤击法：柴油锤、液压锤2 2静压法：抱压式液压压桩机静压法：抱压式液压压桩机 顶压式液压压桩机顶压式液压压桩机 抱压顶压结合式液压压桩机抱压顶压结合式液压压桩机 抱压振动液压压桩机抱压振动液压压桩机3 3引孔打压法引孔打压法4 4钻孔植桩法钻孔植桩法5 5中掘法直径中掘法直径600600锤击沉桩锤击沉桩静力压桩静力压桩长长 螺螺 旋旋 钻钻 机机 螺螺 旋旋 钻钻 管桩分管桩分PCPC桩和桩和PH

6、CPHC桩，广东几乎全是桩，广东几乎全是PHCPHC桩。桩。 管桩按外径分为管桩按外径分为300mm300mm、400mm400mm、500mm500mm、600mm600mm和和700mm700mm、800mm800mm、1000mm1000mm、1200mm1200mm、1300mm1300mm、1400mm1400mm等规等规格，建筑中的常用管桩规格为格，建筑中的常用管桩规格为300mm300mm、400mm400mm、500mm500mm和和600mm600mm。300mm300mm管桩今后要逐渐淘汰。管桩今后要逐渐淘汰。 管桩按混凝土有效预压应力值分为管桩按混凝土有效预压应力值分为A

7、 A型、型、ABAB型、型、B B型型和和C C型，其有效预压应力值分别为型，其有效预压应力值分别为4MPa4MPa、6MPa6MPa、8MPa8MPa和和10MPa10MPa。 重要工程都要选用重要工程都要选用ABAB型或型或B B型桩；静压用桩广东大部型桩；静压用桩广东大部分选用厚壁的分选用厚壁的ABAB型桩。今后型桩。今后A A型桩逐渐少用。型桩逐渐少用。外径外径mm壁厚壁厚mm砼强度砼强度等等 级级承载力承载力特征值特征值kN节节 长长m顺应楼层顺应楼层层层30065-70C80600-9005-113-9 40090-95C80900-17005-123-15 500100C8018

8、00-23005-1510-25125C802000-27005-1520-28 600110C802200-30006-1520-30130C802500-35006-1520-35 管桩应发扬其高承载力的特性，不宜用作地基管桩应发扬其高承载力的特性，不宜用作地基处置中的柔性桩，尤其是以强风化岩作持力层的管处置中的柔性桩，尤其是以强风化岩作持力层的管桩，更不能这样做。桩，更不能这样做。 某大型输水管根底，设计成复合地基的方式：某大型输水管根底，设计成复合地基的方式：在以强风化砂岩为持力层的在以强风化砂岩为持力层的400400管桩顶部，做一管桩顶部，做一层层303040cm40cm的褥垫层，在

9、垫层上浇筑混凝土底板，的褥垫层，在垫层上浇筑混凝土底板，在底板上搁在底板上搁400400的输水管。结果管桩刺破褥垫的输水管。结果管桩刺破褥垫层，输水管立刻有层，输水管立刻有10-20cm10-20cm的下沉。的下沉。 处置方法：灌浆加固褥垫层。以后同样的工处置方法：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结合程，取消砂垫层，将混凝土底板直接与管桩顶结合起来，做成刚性承台。起来，做成刚性承台。锤击法：锤击法：1 1持力层以上的覆盖层中含有较多且难以持力层以上的覆盖层中含有较多且难以 去除又严重影响打桩的孤石、风化球或去除又严重影响打桩的孤石、风化球或 其它妨碍物；其它

10、妨碍物；2 2持力层以上含有不适宜作桩端持力层且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；不易贯穿的硬夹层；3 3基岩面上没有适宜持力层的岩溶地层；基岩面上没有适宜持力层的岩溶地层；4 4非岩溶地域基岩以上为淤泥等松软土非岩溶地域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，层，其下直接为中风化、微风化岩层， 或中风化岩面上只需较薄的强风化层；或中风化岩面上只需较薄的强风化层； 这种地质条件俗称这种地质条件俗称“上软下硬、软硬上软下硬、软硬 突变。突变。5 5桩端持力层为遇水易软化且埋藏较浅桩端持力层为遇水易软化且埋藏较浅 的风化岩；的风化岩； 6 6地下水或地基土对管

11、桩的混凝土、钢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。筋及钢零部件有强腐蚀作用的岩土层。 简单地说，有孤石、妨碍物的地层；简单地说，有孤石、妨碍物的地层； 有硬夹层；石灰岩地层；有硬夹层；石灰岩地层；“上软下硬、软上软下硬、软 硬突变的地层；遇水软化的持力层和强硬突变的地层；遇水软化的持力层和强 腐蚀岩土层，不宜或慎用管桩。腐蚀岩土层，不宜或慎用管桩。 静压法：除了与锤击法六条一样外，还有两静压法：除了与锤击法六条一样外，还有两条也要留意：条也要留意：现场地表土层松软且地面承载力特征值现场地表土层松软且地面承载力特征值 100kPa 100kPa又未经处置的场地；又

12、未经处置的场地；桩端持力层为中密密实砂土层且其覆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；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，但桩可以压下去，虽然桩端嵌固深度不大，但桩身可以做到根本不破烂，假设用锤击法施工，身可以做到根本不破烂，假设用锤击法施工，桩的破损率可到达桩的破损率可到达60%60%以上。以上。 广东省规范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、规范贯入实验等手段准确查明表层3m

13、土层的承载才干。 在该条的条文阐明中指出：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、松软的素填土层那么应另当别论。 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。 强风化泥岩以及含泥量较多的强风化、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根底，收锤全风化花岗岩层做持力层的管桩根底，收锤或终压时发现不了什么问题，甚至做静载荷或终压时发现不了什么问题，甚至做静载荷实验单桩竖向抗压承载力也能到达设计要实验单桩竖向抗压承载力也能到达设计要求，但过了二三十天，假设这根桩再做

14、静载求，但过了二三十天，假设这根桩再做静载荷荷实验，发现单桩竖向抗压承载力降低，桩的实验，发现单桩竖向抗压承载力降低，桩的沉降量加大；假设对这些原先沉降量加大；假设对这些原先“已到达设计要已到达设计要求的桩进展复压复打，又可以下去，求的桩进展复压复打，又可以下去，有的可下去几十厘米，有的甚至可再下去有的可下去几十厘米，有的甚至可再下去1 14m4m。强风化泥质粉砂岩也有这种软化景象。强风化泥质粉砂岩也有这种软化景象。 究其缘由，主要是桩尖附近有水，强究其缘由，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，于是桩端土承载花岗岩

15、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界流入的水，还有是超孔隙水压力作用下渐渐渗流出来的孔隙水。针对外界流入的渐渐渗流出来的孔隙水。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土的做法，堵住桩尖不密封而引起漏水的缺陷。减少孔隙水最好的方法就是控制沉缺陷。减少孔隙水最好的方法就是控制沉桩率。桩率。 但这个封底的方法也不是万能的，有些管但这个封底的方法也不是万能的，有些管桩虽灌了封底混凝土，但桩尖土还是软化，有桩虽灌了封底

16、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。些实心方桩也会发生类似的情况。 值得一提的是：不是一切的强风化泥岩和值得一提的是：不是一切的强风化泥岩和强风化花岗岩层都会发生易软化的景象，有的强风化花岗岩层都会发生易软化的景象，有的地域虽然也以强风化泥岩作持力层，但没有发地域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，因此要多积累地域阅历。生持力层软化的问题，因此要多积累地域阅历。 强风化泥质粉砂岩也有软化的问题，只不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，下沉量普通不超越过软化的程度较少，下沉量普通不超越20cm。 打桩锤击力属冲击动力，预应力管桩较耐打，

17、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才干，大量工程实际在强力冲击下具有较强的穿透才干，大量工程实际阐明，运用阐明，运用D45D45以上重型柴油锤可使其穿透以上重型柴油锤可使其穿透5 56m6m厚厚的密实砂层或河卵石层，桩尖进入的密实砂层或河卵石层，桩尖进入N50N50的强风化岩的强风化岩层层1 12m2m或密实卵石层或密实卵石层1 12m2m。 压桩力那么属静力，呵斥桩的穿透才干相对较压桩力那么属静力，呵斥桩的穿透才干相对较小，但也并非仅能穿透脆弱土层，实际证明压桩力小，但也并非仅能穿透脆弱土层，实际证明压桩力4000kN4000kN的静压桩也可穿透的静压桩也可穿

18、透2 23m3m厚的密实砂层，桩厚的密实砂层，桩尖到达尖到达N N5050的强风化岩外表。的强风化岩外表。 从总体上看，当地质条件大致一样时，静压桩从总体上看，当地质条件大致一样时，静压桩的桩长通常要比锤击桩短的桩长通常要比锤击桩短1 12m2m，有时甚至短，有时甚至短3 34m4m。 根据广东运用管桩的长期阅历，岩土工程勘察中较注重规范贯入实验。标贯试验好似模拟打桩，其测试成果较适宜锤击式预应力管桩的运用。 标贯实验锤重为63.5kg150P，落距76cm30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，假设实测值乘上触探杆长度校正系数，就是修

19、正后的标贯值N。修正后的规范贯入击数修正后的规范贯入击数 N N 可按以下公式计算：可按以下公式计算： N =N N =N式中式中 N N修正后的规范贯入击数；修正后的规范贯入击数； N N实测规范贯入击数；实测规范贯入击数； 触探杆长度校正系数，可按下表采用。触探杆长度校正系数，可按下表采用。 杆杆 长长m m336 69 91212151518182121校正系数校正系数1.001.000.920.920.860.860.810.810.770.770.730.730.700.70杆杆 长长m m242427273030333336363939 42 42校正系数校正系数0.670.670

20、.640.640.610.610.580.580.550.550.520.52 0.4 0.49 9 国家规范国家规范 GB50021GB50021，假设用，假设用规范贯入击数来划分岩土类别时，采用的是实测标规范贯入击数来划分岩土类别时，采用的是实测标准贯入击数准贯入击数NN，如，如N 50N 50为强风化岩；为强风化岩；5050N30N30为全风化岩；为全风化岩；NN3030为残积土，与我们打桩压桩时为残积土，与我们打桩压桩时所指的强风化岩容易混淆。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锤击管桩桩端的强风化持力层是指N N50506060的的强风化岩层，而且桩端可进入这种强

21、风化岩层强风化岩层，而且桩端可进入这种强风化岩层1 12m2m，但不能打入中风化岩层；，但不能打入中风化岩层； 静压管桩最多可压至静压管桩最多可压至N N5050的强风化岩层的外表。的强风化岩层的外表。 这是每个设计和施工人员首先要明确的根本概念！这是每个设计和施工人员首先要明确的根本概念！ 采用实测的标贯值来预估锤击管桩的入土深度，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，缘由是：误差是很大的，缘由是：按岩土规范规定：按岩土规范规定：NN 50 50 就是强风化岩层。就是强风化岩层。但是，假设桩长为但是，假设桩长为21m21m时，那么修正系数时，那么修正系数0.70.7，N N

22、3535； 假设桩长为假设桩长为30m30m时，那么修正系数时，那么修正系数0.610.61，N N3030； 假设桩长为假设桩长为39m39m时，那么修正系数时，那么修正系数0.520.52，N N2525； 而大吨位的柴油锤可以将管桩打入而大吨位的柴油锤可以将管桩打入N N50605060的强的强风化岩层风化岩层1212米，显然与当米，显然与当NN50 50 时的强风化岩层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。说预估的桩长误差更大。 总之，我们可以根据国家规范总之，我们可以根据国家规范 GB50021

23、GB50021规定，岩土称号和状规定，岩土称号和状态可按现场实测的规范贯入击数来划分。但根态可按现场实测的规范贯入击数来划分。但根据我们的阅历，估算打桩深度时那么应采用修据我们的阅历，估算打桩深度时那么应采用修正正后的规范贯入击数后的规范贯入击数N N。锤击式管桩可打入。锤击式管桩可打入N50N50的强风化岩层的强风化岩层1 12m2m，静压管桩可压入，静压管桩可压入N N40405050的强风化岩层。因此，用修正后的标贯击数的强风化岩层。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可较正确地确定管桩的桩端持力层及预估沉桩的深度。的深度。 广州市某大工程所用的建筑工程岩土勘

24、察，由十广州市某大工程所用的建筑工程岩土勘察，由十个勘测单位担任来完成，其中，九个单位只提供实测个勘测单位担任来完成，其中，九个单位只提供实测的标贯击数的测试成果，只需一个著名建筑设计院的的标贯击数的测试成果，只需一个著名建筑设计院的勘察队伍还提供修正后的标贯值。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，实践施工时用桩量比预估用桩量添加了果全部偏短，实践施工时用桩量比预估用桩量添加了许多。而根据修正后的标贯击数来预估桩长，实践施许多。而根据修正后的标贯击数来预估桩长，实践施工时的用桩量与预估用桩量根本一致。工

25、时的用桩量与预估用桩量根本一致。 所以，勘察、设计、施工、监理、管桩消费厂的所以，勘察、设计、施工、监理、管桩消费厂的技术人员在预估桩长时一定要采用修正后的标贯值。技术人员在预估桩长时一定要采用修正后的标贯值。 管桩根底设计应根据承载才干和变形控制的管桩根底设计应根据承载才干和变形控制的要求进展以下计算或验算：要求进展以下计算或验算：1 1根据桩基的运用功能和受力特性进展桩基根据桩基的运用功能和受力特性进展桩基 的竖向抗压或抗拔承载力计算和程度的竖向抗压或抗拔承载力计算和程度 承载力计算；承载力计算；2 2桩身强度验算；桩身强度验算；3 3计算承台内力并验算其承载力，确定承台计算承台内力并验算

26、其承载力，确定承台 高度和配筋；高度和配筋；4 4当桩端平面以下存在脆弱下卧层时，应做当桩端平面以下存在脆弱下卧层时，应做 下卧层承载力验算；下卧层承载力验算；5 5对于桩中心距小于或等于对于桩中心距小于或等于4 4倍桩径的群倍桩径的群 桩根底，可视做一假想实体深根底进展桩根底，可视做一假想实体深根底进展 根底下地基承载力验算和沉降计算；根底下地基承载力验算和沉降计算；6 6当建筑物对桩基的沉降或程度位移要求当建筑物对桩基的沉降或程度位移要求 严厉时，尚应作沉降或程度变位验算；严厉时，尚应作沉降或程度变位验算；7 7当运用条件要求限制混凝土裂痕时，尚当运用条件要求限制混凝土裂痕时，尚 应作抗裂

27、或裂痕宽度验算。应作抗裂或裂痕宽度验算。 当然，首先要计算上部构造传至承台底当然，首先要计算上部构造传至承台底面上的荷载效应，包括竖向力、程度力和弯面上的荷载效应，包括竖向力、程度力和弯矩等。矩等。 管桩根底设计计算内容较多，但单桩管桩根底设计计算内容较多，但单桩竖向抗压承载力特征值确实定是静压管桩竖向抗压承载力特征值确实定是静压管桩根底设计的最重要内容之一。根底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：确定的主要方法有以下三种： 经过实验桩确定单桩承载力；经过实验桩确定单桩承载力； 经过半阅历公式计算确定单桩承载力；经过

28、半阅历公式计算确定单桩承载力； 经过静压桩机的复压来检验或确定单桩经过静压桩机的复压来检验或确定单桩 承载力。承载力。 当管桩桩基设计等级为甲级且地质条件较复杂当管桩桩基设计等级为甲级且地质条件较复杂时，或当地运用管桩的历史较短、设计阅历缺乏时，时，或当地运用管桩的历史较短、设计阅历缺乏时，单桩竖向抗压承载力特征值应在设计阶段经过静载试单桩竖向抗压承载力特征值应在设计阶段经过静载试验桩确定。选择静载实验桩的位置应思索工程地质条验桩确定。选择静载实验桩的位置应思索工程地质条件的代表性和根底部位的重要性，静载实验桩数不得件的代表性和根底部位的重要性，静载实验桩数不得少于少于3 3根。桩的竖向静载荷

29、实验方法应按有关根。桩的竖向静载荷实验方法应按有关 规范执行。静载实验普通可得到规范执行。静载实验普通可得到单桩的极限抗压承载力，再除以平安系数后就可得到单桩的极限抗压承载力，再除以平安系数后就可得到单桩竖向抗压承载力特征值。单桩竖向抗压承载力特征值。 当根据地基土的物理目的与承载力参数等阅历关系确定当根据地基土的物理目的与承载力参数等阅历关系确定单桩竖向抗压承载力特征值单桩竖向抗压承载力特征值RaRa时，几乎全部的国家、行业地时，几乎全部的国家、行业地基规范，以及除广东以外各地方的管桩规程，均按以下公式基规范，以及除广东以外各地方的管桩规程，均按以下公式计算：计算： Ra=Upqsia li

30、 + qpa Ap Ra=Upqsia li + qpa Ap 式中：式中： Up Up管桩桩身外周长；管桩桩身外周长； qsia qsia管桩第管桩第i i层土岩的侧摩阻力特征值；层土岩的侧摩阻力特征值； li li 管桩穿越第管桩穿越第i i层土岩的厚度；层土岩的厚度； qpa qpa管桩的端阻力特征值；管桩的端阻力特征值； Ap Ap桩尖程度投影面积；当为开口型桩尖时，仍桩尖程度投影面积；当为开口型桩尖时，仍 按封口型桩尖的程度投影面积计算。按封口型桩尖的程度投影面积计算。 其实，前一项为哪一项各层土的桩周摩擦力总和，后一项为哪其实，前一项为哪一项各层土的桩周摩擦力总和，后一项为哪一项总

31、的桩端一项总的桩端支承力。支承力。广东的静压管桩承载力计算公式如下：广东的静压管桩承载力计算公式如下： Ra =Upqsia li + p qpa Ap Ra =Upqsia li + p qpa Ap 式中式中 Up Up静压桩桩身外周长；静压桩桩身外周长； qsia qsia静压桩第静压桩第i i层土岩的侧摩阻力层土岩的侧摩阻力特征值；特征值； li li静压桩穿越第静压桩穿越第i i层土岩的厚度；层土岩的厚度； qpa qpa静压桩的端阻力特征值；静压桩的端阻力特征值； Ap Ap桩尖程度投影面积桩尖程度投影面积; ;当为开口型桩尖当为开口型桩尖时，仍时，仍 按封口型桩尖的程度投影面积计

32、算；按封口型桩尖的程度投影面积计算； p p静压桩端阻力修正系数；静压桩端阻力修正系数； 当入土桩长当入土桩长L16mL16m时取时取1.01.0； 当当9mL9mL16m16m时取时取1.101.101.301.30； 当当L L9m9m时宜经过试压桩实验确定。时宜经过试压桩实验确定。 在一些覆盖层为软土、下部冲堆积黏性土或在一些覆盖层为软土、下部冲堆积黏性土或残积土、全风化岩层较厚的地质条件下，假设用残积土、全风化岩层较厚的地质条件下，假设用二二倍的承载力特征值施压，桩长可达倍的承载力特征值施压，桩长可达303050m50m，此，此时，假设搞一些不同长度的试桩，再过时，假设搞一些不同长度的

33、试桩，再过2424小时后小时后用用2Ra2Ra的压力复压，从而可确定合理的桩长。这是的压力复压，从而可确定合理的桩长。这是静压法施工的特征，利用软土的固结才干，有时静压法施工的特征，利用软土的固结才干，有时往往用很小的压桩力可获得较大的承载力。往往用很小的压桩力可获得较大的承载力。 软土的固结才干，是很难计算确定的，目前软土的固结才干，是很难计算确定的，目前往往是用现场实验来加以确定的。另外，如何利往往是用现场实验来加以确定的。另外，如何利用其较强的固结才干，也是很有学问的。用其较强的固结才干，也是很有学问的。现场实验的方法是：现场实验的方法是： 由于锤击时是无法知道锤击力的，锤击桩只可由于锤

34、击时是无法知道锤击力的，锤击桩只可采用高应变动测仪配合测试，但要经过采用高应变动测仪配合测试，但要经过24h24h间歇后进间歇后进行复打。复打时测得的承载力可作为桩的极限力。行复打。复打时测得的承载力可作为桩的极限力。 静压桩那么方便得多，由于可以用压力表上的静压桩那么方便得多，由于可以用压力表上的压压力值读数可换算成压桩力。将桩压入一定深度，记力值读数可换算成压桩力。将桩压入一定深度，记下当时的压桩力，然后停压休憩下当时的压桩力，然后停压休憩24h24h再进展复压，此再进展复压，此时复压的压力值，普通可以作为此桩的极限承载时复压的压力值，普通可以作为此桩的极限承载力，即力，即2 2倍的单桩承

35、载力特征值。这个取值是留有安倍的单桩承载力特征值。这个取值是留有安全余地的，由于在深沉软粘土层中，随着时间的增全余地的，由于在深沉软粘土层中，随着时间的增长，固结力还会有一定的增长，我们是按施压长，固结力还会有一定的增长，我们是按施压24h24h后后的固结力来确定桩的承载力。的固结力来确定桩的承载力。 大约五六年前，中山有一个工地，设计采用大约五六年前，中山有一个工地，设计采用500-500-125AB125AB级管桩，级管桩，Ra=2500kNRa=2500kN，N=50N=50的强风化岩层深埋约的强风化岩层深埋约40m40m。40m40m以上的覆盖层，整体上属于脆弱土层，下面是可塑粘土以上

36、的覆盖层，整体上属于脆弱土层，下面是可塑粘土层及层及3-5m3-5m全风化岩层。先用全风化岩层。先用2Ra2Ra即即5000kN5000kN作为最大压桩力进作为最大压桩力进行施压，最终沉桩长行施压，最终沉桩长40m40m。 第一次实验：配桩第一次实验：配桩35m35m，压到桩顶至地面，此时，记下，压到桩顶至地面，此时，记下终压力为终压力为2000kN2000kN，24h24h后进展复压，发现后进展复压，发现5000kN5000kN的压桩力也的压桩力也压不动。此时，土的时效系数高达压不动。此时，土的时效系数高达2.52.5倍。倍。 第二次实验：配桩第二次实验：配桩33m33m，压到地面，压桩力为

37、，压到地面，压桩力为1500kN1500kN，24h24h后复压，终压力也大过后复压，终压力也大过5000kN5000kN。此时时效系数高达。此时时效系数高达3.33.3倍以上。倍以上。 最后决议：配桩最后决议：配桩33m33m，送桩，送桩2m2m，以桩长作为终压控制标，以桩长作为终压控制标准，记下的终压力值只作为参考。准，记下的终压力值只作为参考。3-13-1、静压桩的机理、静压桩的机理 静压法施工是经过静力压桩机的静压法施工是经过静力压桩机的施压机构以压桩机自重和桩架上的配施压机构以压桩机自重和桩架上的配 重作反力将预制方桩或预应力管桩压重作反力将预制方桩或预应力管桩压入土岩层中的一种沉桩

38、工艺，静入土岩层中的一种沉桩工艺，静压桩的桩端持力层可选择在硬塑坚压桩的桩端持力层可选择在硬塑坚硬粘土层；中密密实的砂土层、河硬粘土层；中密密实的砂土层、河卵石层；全风化岩层或强风化岩层卵石层；全风化岩层或强风化岩层中，其上覆土层普通来说较脆弱。中，其上覆土层普通来说较脆弱。 静压桩在静压力的作用下沉入地基土中静压桩在静压力的作用下沉入地基土中时，桩侧外表与桩周土体之间的摩擦力是滑时，桩侧外表与桩周土体之间的摩擦力是滑动摩阻力，这种滑动摩阻力很小，而且在同动摩阻力，这种滑动摩阻力很小，而且在同一土层中，根本坚持不变，不随桩身入土深一土层中，根本坚持不变，不随桩身入土深度的增长而累计增大，而是随

39、桩端处的土体度的增长而累计增大，而是随桩端处的土体软硬程度即桩端处土体的抗冲剪阻力的大小软硬程度即桩端处土体的抗冲剪阻力的大小而动摇，所以静压桩的压桩力主要来自桩尖而动摇，所以静压桩的压桩力主要来自桩尖向下穿透土层时直接冲剪桩端土体的阻力，向下穿透土层时直接冲剪桩端土体的阻力，压桩贯入阻力曲线反映的主要是桩尖阻力的压桩贯入阻力曲线反映的主要是桩尖阻力的变化规律。变化规律。 1999 1999年广州某静压方桩工地，遇到一年广州某静压方桩工地，遇到一条宽度不大的地质破碎带，静压桩的入土条宽度不大的地质破碎带，静压桩的入土深度到达深度到达80m80m左右，桩穿越的土层都是破碎左右，桩穿越的土层都是破

40、碎软化的风化土。当桩入土深度为软化的风化土。当桩入土深度为10m10m时，压时，压桩机仪表上显示的压桩力约为桩机仪表上显示的压桩力约为630kN630kN，以后，以后往下压，压桩力不断坚持在往下压，压桩力不断坚持在630kN630kN这个数这个数值，直到桩尖碰到值，直到桩尖碰到80m80m下面的硬岩面时才狂下面的硬岩面时才狂飙直升。这是佐证上述观念的一个很有说飙直升。这是佐证上述观念的一个很有说服力的工程实例。服力的工程实例。 静压桩沉桩穿越的土层普通是脆弱松散的，含静压桩沉桩穿越的土层普通是脆弱松散的，含水量较高，孔隙比较大。当预制桩在垂直静压力作水量较高，孔隙比较大。当预制桩在垂直静压力作

41、用下沉入地基土中时，桩尖直接使土体产生冲剪破用下沉入地基土中时，桩尖直接使土体产生冲剪破坏，同时桩周土体也产生剪切挤压破坏，孔隙水受坏，同时桩周土体也产生剪切挤压破坏，孔隙水受此冲剪挤压作用构成不均匀水头，产生了超孔隙水此冲剪挤压作用构成不均匀水头，产生了超孔隙水压力，扰动了土体构造，使桩周一定范围内的土体压力，扰动了土体构造，使桩周一定范围内的土体抗剪强度降低，粘性土发生严重软化，粉土砂土发抗剪强度降低，粘性土发生严重软化，粉土砂土发生稠化，此时桩身容易下沉。一旦压桩终止并随着生稠化，此时桩身容易下沉。一旦压桩终止并随着时间的推迟，桩周土的触变时效和固结时效表达出时间的推迟，桩周土的触变时效

42、和固结时效表达出来，土体中的孔隙水压力逐渐散失，土体发生固来，土体中的孔隙水压力逐渐散失，土体发生固结，土的抗力逐渐恢复，甚至超越其原始强度。结，土的抗力逐渐恢复，甚至超越其原始强度。 这时桩身与桩周土之间的摩擦力，已不是施工这时桩身与桩周土之间的摩擦力，已不是施工下沉时的滑动摩阻力而是变成承载时的静摩阻力，下沉时的滑动摩阻力而是变成承载时的静摩阻力，静压桩才获得工程意义上的竖向抗压极限承载力。静压桩才获得工程意义上的竖向抗压极限承载力。根据粗略统计分析，静压桩的竖向抗压极限承载力根据粗略统计分析，静压桩的竖向抗压极限承载力中，桩端所能提供的端承力，不论持力层是粘性土中，桩端所能提供的端承力，

43、不论持力层是粘性土层、粉土层、砂土层还是风化岩层，约为终压力值层、粉土层、砂土层还是风化岩层，约为终压力值的的404045%45%，其他部分要靠桩侧周围土体抗剪强度，其他部分要靠桩侧周围土体抗剪强度的的恢复来补充，假设桩身较长且桩周土体摩阻力的恢恢复来补充，假设桩身较长且桩周土体摩阻力的恢复值又大，那么该静压桩的端承力、桩侧摩阻力的复值又大，那么该静压桩的端承力、桩侧摩阻力的综合即桩的极限承载力就有能够大于施工终压时的综合即桩的极限承载力就有能够大于施工终压时的压桩力；假设桩身较短，桩侧提供的摩阻力就小，压桩力；假设桩身较短，桩侧提供的摩阻力就小，那么，桩的极限承载力就会小于桩的终压力值。那么

44、，桩的极限承载力就会小于桩的终压力值。 有人以为静压桩施工时压多少力就能得到有人以为静压桩施工时压多少力就能得到多少承载力，或者以为静压桩的单桩承载力多少承载力，或者以为静压桩的单桩承载力特征值就是施工终压力的一半。这是一个特征值就是施工终压力的一半。这是一个认识上的误区。认识上的误区。 其实静压桩的单桩极限承载力与施工的终其实静压桩的单桩极限承载力与施工的终压力不能完全等同起来，有时可以等同，大部压力不能完全等同起来，有时可以等同，大部分情况不能等同，由于两者是两个不同性质的分情况不能等同，由于两者是两个不同性质的力，但又有一定的联络，广东对这两者的关系力，但又有一定的联络，广东对这两者的关

45、系的研讨花了较大的力气，得出了两者之间关系的研讨花了较大的力气，得出了两者之间关系的阅历公式。的阅历公式。广东地域阅历公式广东地域阅历公式 当当6m L 9m6m L 9m时，时， Qu Qu2Ra2Ra 0.60 0.600.800.80Pze Pze 9m 9m L 16m L 16m时，时， Qu Qu2Ra2Ra 0.70 0.701.001.00PzePze 16m 16m L 25m L 25m时，时， Qu Qu2Ra2Ra 0.85 0.851.001.00Pze Pze L L 25m 25m时，时， Qu Qu2Ra2Ra 1.00 1.001.151.15Pze Pze

46、式中：式中：L L 静压桩的入土深度；静压桩的入土深度； Qu Qu 入土部分的静压桩竖向极入土部分的静压桩竖向极限承载力；限承载力； Pze Pze 终压力值；终压力值； Ra Ra 单桩竖向承载力特征值。单桩竖向承载力特征值。注解：本公式适宜于端承摩擦桩或摩擦端承桩，注解：本公式适宜于端承摩擦桩或摩擦端承桩，不适用于摩不适用于摩 擦桩或端承桩。擦桩或端承桩。 举例：当举例：当 L L6m6m的超短桩时，取的超短桩时，取QuQu0.6Pze 0.6Pze 那么那么 RaRaQu/2Qu/20.3Pze0.3PzePze/3.3Pze/3.3 假设假设 PzePze3300kN3300kN，那

47、么，那么 RaRa1000kN1000kN假设按假设按2 2倍的关系计算：倍的关系计算： 那么那么RaRa3300/23300/21650kN1650kN 设计师假设按设计师假设按RaRa1650kN1650kN来设计的话，怎来设计的话，怎样样施工都达不到这个要求，假设恣意提高压桩施工都达不到这个要求，假设恣意提高压桩力，那么管桩桩身就会破损。力，那么管桩桩身就会破损。1 终压力值决议静压桩的实践承载力特别是当桩较短时L9m: Qu=(0.600.80)Pze Ra=(0.300.40)Pze大终压力只能得到较低的承载力2 要到达常规设计承载力，通常的思绪： 一是提高终压力值； 二是添加复压次

48、数。 A A 关于提高终压力值的问题关于提高终压力值的问题 普通来说，提高终压力可提高普通来说，提高终压力可提高单桩承载力，但终压力不能恣意提单桩承载力，但终压力不能恣意提高，受桩身允许抱压压桩力的限制。高，受桩身允许抱压压桩力的限制。用同样的压桩力压短桩时，达不到用同样的压桩力压短桩时，达不到长桩所能到达的承载力，因此，只长桩所能到达的承载力，因此，只需降低短桩的设计承载力。因此广需降低短桩的设计承载力。因此广东省规范东省规范 送审稿开头就讲：静压送审稿开头就讲：静压桩是一种设计和施工必需亲密配合桩是一种设计和施工必需亲密配合才干顺利完成的桩根底。才干顺利完成的桩根底。B B 关于添加复压次

49、数问题关于添加复压次数问题 大量的工程实际阐明：延续复压次大量的工程实际阐明：延续复压次数太多，对管桩根底承载力的提高并不数太多，对管桩根底承载力的提高并不太明显，但对压桩机和桩身损害太大，太明显，但对压桩机和桩身损害太大，得不偿失。所以不提倡多次满载延续复得不偿失。所以不提倡多次满载延续复压法，而是提倡超载施压法，普通复压压法，而是提倡超载施压法，普通复压1 13 3次，个别短桩复压次，个别短桩复压3 35 5次。但超载次。但超载施压的压桩力也不能大于桩身允许抱压施压的压桩力也不能大于桩身允许抱压力的力的1.11.1倍，稳压时间普通不宜超越倍，稳压时间普通不宜超越5 5秒。秒。 1 在压桩机

50、允许范围内尽量提高终压力值，在压桩机允许范围内尽量提高终压力值，以便得到较高的单桩承载力；以便得到较高的单桩承载力；2 终压力值受桩身允许抱压压桩力的限制，终压力值受桩身允许抱压压桩力的限制，不得超越不得超越1.1倍的桩身允许抱压压桩力；倍的桩身允许抱压压桩力；3 同样的终压力值压长桩和短桩，所得的单同样的终压力值压长桩和短桩，所得的单桩承载力是不一样的，从设计角度思索，桩承载力是不一样的，从设计角度思索，长桩的设计承载力应取大一些，短桩的设长桩的设计承载力应取大一些，短桩的设计承载力应取小一些；从施工角度思索，计承载力应取小一些；从施工角度思索，长桩的终压力在二倍单桩承载力特征值左长桩的终压

51、力在二倍单桩承载力特征值左右，短桩特别是超短桩，终压力应定为单右，短桩特别是超短桩，终压力应定为单桩承载力特征值的三倍左右；桩承载力特征值的三倍左右；4 终压时延续复压的次数不宜超越终压时延续复压的次数不宜超越5次，稳压次，稳压时间大机不宜超越时间大机不宜超越5秒；秒；5 当施工时实践桩长比设计估算成桩长度短很当施工时实践桩长比设计估算成桩长度短很多时，施工方应及时通告设计方共同研讨，多时，施工方应及时通告设计方共同研讨，假设要补桩应立刻补桩。假设要补桩应立刻补桩。 总之，设计施工双方对整个压桩机理总之，设计施工双方对整个压桩机理 和压桩过程，思绪要明晰，理念要正确，相和压桩过程，思绪要明晰，

52、理念要正确，相互要协作，要有总体全局观念，这样才干保互要协作，要有总体全局观念，这样才干保证静压桩的工程质量。证静压桩的工程质量。4-14-1、静压桩机的选择；、静压桩机的选择；4-24-2、对静压管桩桩身的特殊要求；、对静压管桩桩身的特殊要求；4-34-3、桩身抱压允许压桩力；、桩身抱压允许压桩力；4-44-4、管桩接头的焊接；、管桩接头的焊接；4-54-5、终压控制条件；、终压控制条件；4-64-6、管桩根底基坑的开挖；、管桩根底基坑的开挖；4-74-7、压桩施工存在的一些问题、压桩施工存在的一些问题目前市场上运用的静力压桩机有以下四种方式：目前市场上运用的静力压桩机有以下四种方式： 抱压

53、式液压压桩机抱压式液压压桩机 顶压式液压压桩机顶压式液压压桩机 抱压顶压结合式液压压桩机抱压顶压结合式液压压桩机 抱压振动液压压桩机抱压振动液压压桩机 运用最多的是抱压式液压压桩机，常用的运用最多的是抱压式液压压桩机，常用的压桩力为压桩力为200200吨、吨、300300吨、吨、400400吨、吨、500500吨甚至吨甚至600600吨，可压直径吨，可压直径300mm300mm600mm600mm的管桩。的管桩。4-14-1、静压桩机的选择、静压桩机的选择抱压式静力压桩机抱压式静力压桩机顶压式液压压桩机顶压式液压压桩机压桩机的选择：压桩机的选择：简易的选择方法：简易的选择方法： 压桩机总分量为

54、压桩机总分量为 1.11.1倍桩身抱压允许压桩力再加大倍桩身抱压允许压桩力再加大4040吨。吨。 由于压桩机的压力在送桩时最大，而由于压桩机的压力在送桩时最大，而送桩送桩时的静压力就是时的静压力就是1.11.1倍桩身抱压允许压桩倍桩身抱压允许压桩力，力，这些压力都需求经过桩机的分量作为反压这些压力都需求经过桩机的分量作为反压力来力来实现，其中实现，其中4040吨是两只短船的分量，它不吨是两只短船的分量，它不能起能起反压的作用，所以要添加上去。反压的作用，所以要添加上去。 静压用管桩比锤击用管桩要求严厉一些，主静压用管桩比锤击用管桩要求严厉一些，主要是对管桩的椭圆度和桩身平整度的要求：要是对管桩

55、的椭圆度和桩身平整度的要求： A：桩身合缝处的直径与其相垂直方向的：桩身合缝处的直径与其相垂直方向的 直径之差不宜大于直径之差不宜大于5mm； B：钢模板环向衔接处的桩身混凝土应平：钢模板环向衔接处的桩身混凝土应平 整，不得有明显的竹节状。整，不得有明显的竹节状。 抱压式液压压桩机的最大施压力不宜大于抱压式液压压桩机的最大施压力不宜大于桩身抱压允许压桩力。桩身抱压允许压桩力就桩身抱压允许压桩力。桩身抱压允许压桩力就是用抱压式压桩机抱住桩身施压时桩身允许的是用抱压式压桩机抱住桩身施压时桩身允许的最大压桩力。最大压桩力。 顶压式压桩机的最大施压力或抱压式压桩顶压式压桩机的最大施压力或抱压式压桩机送

56、桩时的施压力可比桩身抱压允许压桩力大机送桩时的施压力可比桩身抱压允许压桩力大10%10%。 对桩身抱压力加以限制的目的是为了防止对桩身抱压力加以限制的目的是为了防止桩身被夹破夹裂。桩身被夹破夹裂。桩身抱压允许压桩力阅历估算公式如下：桩身抱压允许压桩力阅历估算公式如下： 实心方桩：实心方桩： Pjmax 1.05 fc A 空心方桩：空心方桩： Pjmax 1.00 fc A PC 桩：桩： Pjmax 1.00 fc A PHC 桩：桩： Pjmax 0.95 fc A 式中式中 ： Pjmax静压桩桩身抱压允许压桩力；静压桩桩身抱压允许压桩力； fc混凝土轴心抗压强度设计值；混凝土轴心抗压强

57、度设计值； A 静压桩截面面积。静压桩截面面积。 顶压或送桩时的终压力可比顶压或送桩时的终压力可比PJmax大大10% 方方 桩：桩： PJmax 1.05 fc A PJmax 1.05 fc A P CP C桩：桩： PJmax 1.00 fc A PJmax 1.00 fc A PHCPHC桩：桩：PJmax 0.95 fc A PJmax 0.95 fc A 顶压或送桩时的终压力可顶压或送桩时的终压力可比比PJmaxPJmax大大10%10% 砼强度砼强度 PJmax 等级等级 桩规格桩规格 (mm) C30 C35 C60 (PC) C70 (PC) C80 (PHC) 300 30

58、0 0 1580 350 350 1840 2150 400 400 2400 2810 30070 0 1610 1720 40090 2410 2790 2990 40095 2500 28 90 3100 500100 3450 3990 4280 500125 4050 4680 5020 550100 3890 4490 4820 550120 4460 5150 5530 600110 4560 5380 5770 600130 5280 6100 6540 管桩的接长可采用桩顶端板圆周坡口槽焊管桩的接长可采用桩顶端板圆周坡口槽焊接或机械啮合接头衔接法。焊接宜采用手工电接或机械啮合

59、接头衔接法。焊接宜采用手工电弧焊；当天气晴朗无风或采取一定的技术措施弧焊；当天气晴朗无风或采取一定的技术措施后，也可采用二氧化碳气体维护焊。后，也可采用二氧化碳气体维护焊。 焊接接桩不断是影响管桩根底质量的一个焊接接桩不断是影响管桩根底质量的一个薄弱环节，一是坡口尺寸偏小，二是焊缝不饱薄弱环节，一是坡口尺寸偏小，二是焊缝不饱满，有的甚至点焊几下就草草了事，留下了质满，有的甚至点焊几下就草草了事，留下了质量隐患，尤其对抗拔桩，危害性更大。量隐患，尤其对抗拔桩，危害性更大。 管桩的衔接，全国几乎管桩的衔接，全国几乎99.9%99.9%以上运用以上运用电焊焊接法，但接头电焊不断是管桩根底电焊焊接法，

60、但接头电焊不断是管桩根底质量的一个薄弱环节，所以要高度注重焊质量的一个薄弱环节，所以要高度注重焊接任务。接任务。 焊接接桩和钢桩尖的焊接所采用的焊焊接接桩和钢桩尖的焊接所采用的焊机、焊条、电流、工艺、质量等要求应符机、焊条、电流、工艺、质量等要求应符合行业规范合行业规范JGJ-81JGJ-81 的有关规定。的有关规定。 焊接应逐层进展，层数不得少于焊接应逐层进展，层数不得少于2 2层，层，400400以上管桩宜为以上管桩宜为2 2层层3 3道；第道；第1 1层焊缝应采用不大于层焊缝应采用不大于44的焊条施焊，内层焊渣必需清理干净后方能施焊外的焊条施焊，内层焊渣必需清理干净后方能施焊外一层。焊缝