预应力管桩的应用(王离)

1、王王 离离(教授级高工教授级高工)广东省土木建筑学会(2009年4月 青岛)内内 容容 提提 要要一、管桩基础设计和施工的基本概念一、管桩基础设计和施工的基本概念二、管桩基础的设计二、管桩基础的设计三、管桩基础施工的几个问题三、管桩基础施工的几个问题1.1 1.1 遵从的规范、标准和理念遵从的规范、标准和理念1.2 1.2 管桩的规格和型号管桩的规格和型号1.3 1.3 管桩的接头管桩的接头1.4 1.4 管桩的桩尖管桩的桩尖1.5 1.5 管桩基础施工方法管桩基础施工方法1.6 1.6 管桩桩端持力层的选择管桩桩端持力层的选择1.7 1.7 管桩不宜采用或慎用的地质条件管桩不宜采用或慎用的地

2、质条件1.81.8 管桩的选用原则（广东做法）管桩的选用原则（广东做法）1.9 1.9 管桩基础的防腐蚀措施（广东做法）管桩基础的防腐蚀措施（广东做法）1.10 1.10 管桩桩身竖向抗压承载力设计值管桩桩身竖向抗压承载力设计值 可遵从的规范和标准：可遵从的规范和标准： 预应力管桩的产品质量国家标准是：预应力管桩的产品质量国家标准是：先张法预应先张法预应力混凝土管桩力混凝土管桩GB13476GB1347619991999，20082008年已作修订，新年已作修订，新标准今年会发布实施，编号为标准今年会发布实施，编号为GB13476GB134762009.2009. 管桩基础的设计规范有：管桩基

3、础的设计规范有： 国家标准国家标准建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范GB50007GB5000720022002； 行业标准行业标准建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范JGJ94JGJ9420082008； 各省（市）地方标准各省（市）地方标准管桩基础技术规程管桩基础技术规程，其中，其中浙江、福建、辽宁、云南、黑龙江、湖北、吉林、广浙江、福建、辽宁、云南、黑龙江、湖北、吉林、广西、广东等省（市）都陆续出台了有关规程；西、广东等省（市）都陆续出台了有关规程； 如：广东省标准如：广东省标准锤击式预应力混凝土管桩基础技锤击式预应力混凝土管桩基础技术规术规 程程DBJ/T 15DBJ/T 15222

4、220082008； 广东省标准广东省标准静压式预制混凝土桩基础技术规程静压式预制混凝土桩基础技术规程（在编）。（在编）。l 工程地质各地千变万化，因此，基础工程也是要工程地质各地千变万化，因此，基础工程也是要因地制宜。国家和行业标准是管全国的，当地的设因地制宜。国家和行业标准是管全国的，当地的设计和施工经验是十分宝贵的，要尊重当地的经验。计和施工经验是十分宝贵的，要尊重当地的经验。l 规范（规程）中的技术水平不是最先进的，是成规范（规程）中的技术水平不是最先进的，是成熟技术、通用技术的总结，对初入行的工程技术人熟技术、通用技术的总结，对初入行的工程技术人员起一个引导和规范的作用，员起一个引导

5、和规范的作用，“照样画葫芦照样画葫芦”不会不会出大偏差。规范（规程）往往与采用新技术有矛盾。出大偏差。规范（规程）往往与采用新技术有矛盾。l 工程师要学会工程师要学会“将复杂问题简单化将复杂问题简单化”的本领。的本领。l 有人说搞地基基础，有人说搞地基基础，“三分靠理论，七分靠经三分靠理论，七分靠经验验”，这是对的，但我认为，这是对的，但我认为: “三分靠理论，五分三分靠理论，五分靠经验，还有两分运气在里边！靠经验，还有两分运气在里边！” 按外径分为按外径分为 ：300、400、500、600、以及、以及700、 800、1000、1200、1300、1400mm等规格。等规格。 常用管桩外径

6、：常用管桩外径：300、400、500、600mm 按混凝土有效预压应力值和管桩的抗弯性能按混凝土有效预压应力值和管桩的抗弯性能 分为：分为： A、AB、B和和C型型 有效预压应力值分别为：有效预压应力值分别为： A型型 4.0MPa AB型型 6.0MPa B型型 8. 0MPa C型型 10. 0MPa 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）适应楼层适应楼层（层）（层）30070C80600-9005-113-9 40095C80900-17005-123-15 500100C801800-23005-1410-25125C

7、802000-27005-1520-28 600110C802200-30006-1520-30130C802500-35006-1520-35 根据国家标准根据国家标准混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范、工业建筑防腐蚀设计规范工业建筑防腐蚀设计规范的要求，新的的要求，新的国家管桩标准国家管桩标准GB13476GB1347620092009对管桩的保护层对管桩的保护层厚度加大了许多，主要是提高管桩基础的耐厚度加大了许多，主要是提高管桩基础的耐久性，延长建（构）筑物的使用年限。新标久性，延长建（构）筑物的使用年限。新标准是这样规定的：准是这样规定的： 外经外经300mm300mm管桩预应力钢筋

8、的混凝土保护管桩预应力钢筋的混凝土保护层厚度不得小于层厚度不得小于25mm25mm，其余规格管桩预应力，其余规格管桩预应力钢筋的混凝土保护层厚度不得小于钢筋的混凝土保护层厚度不得小于40mm40mm。 注：用于特殊要求环境下的管桩，保护层厚度应符合相关标注：用于特殊要求环境下的管桩，保护层厚度应符合相关标准或规程的要求。准或规程的要求。 管桩的保护层与预制混凝土实心方桩的保护层管桩的保护层与预制混凝土实心方桩的保护层有些不同，实心方桩只有一个外保护层，管桩是空有些不同，实心方桩只有一个外保护层，管桩是空心的，因此，有个内外保护层问题，内外保护层的心的，因此，有个内外保护层问题，内外保护层的要求

9、应是一样的。要求应是一样的。 另外，保护层厚度从主筋的外边算起，还是从另外，保护层厚度从主筋的外边算起，还是从主筋外面的箍筋表面算起，从防腐蚀机理看，应从主筋外面的箍筋表面算起，从防腐蚀机理看，应从箍筋表面算起，国标箍筋表面算起，国标工业建筑防腐蚀设计规范工业建筑防腐蚀设计规范GB 50046 2008是这样规定的：保护层厚度不应小是这样规定的：保护层厚度不应小于于35mm。而管桩标准的保护层是按预应力钢筋表面。而管桩标准的保护层是按预应力钢筋表面算起，不应小于算起，不应小于40mm，对于常用管桩来说，还是符，对于常用管桩来说，还是符合防腐要求的。合防腐要求的。 旧标准是以预应力钢筋外的混凝土

10、厚度作为旧标准是以预应力钢筋外的混凝土厚度作为混凝土保护层厚度，规定不小于混凝土保护层厚度，规定不小于25mm25mm，显然，新，显然，新标准对保护层厚度有较大的变动。因标准对保护层厚度有较大的变动。因300300管桩管桩壁厚只有壁厚只有70mm70mm，预应力钢筋放在壁中间也达不到，预应力钢筋放在壁中间也达不到要求，所以还维持原样。因此要求，所以还维持原样。因此300300管桩只能用管桩只能用于次要工程。于次要工程。 由于保护层厚度加大，相应的预应力钢筋的由于保护层厚度加大，相应的预应力钢筋的布置位置要内移，而管桩抗裂弯矩和极限弯矩值布置位置要内移，而管桩抗裂弯矩和极限弯矩值比原来略有提高，

11、所以钢筋用量要适当增加。新比原来略有提高，所以钢筋用量要适当增加。新标准中还列出了各种规格管桩的最小配筋面积，标准中还列出了各种规格管桩的最小配筋面积，这是旧标准所没有的。这是旧标准所没有的。目前主要是电焊接头目前主要是电焊接头电焊接头坡口示意图外径外径 d 端头板端头板板厚板厚ts坡口（高宽）坡口（高宽） w a300164 10400184 .511500184 .511550204 .51160020（4 .55）（）（1112）t1ts 电焊可分手工电弧焊和二氧化碳气体保护焊。手工电焊可分手工电弧焊和二氧化碳气体保护焊。手工电弧焊一般由两个焊工对称焊接，焊接应逐层进行，层电弧焊一般由两

12、个焊工对称焊接，焊接应逐层进行，层数不得少于两层，最好是两层三道，焊缝表面应呈连续数不得少于两层，最好是两层三道，焊缝表面应呈连续鱼鳞状。当用二氧化碳气体保护焊焊接时，也不得少于鱼鳞状。当用二氧化碳气体保护焊焊接时，也不得少于两道，速度不要太快，焊缝应饱满。两道，速度不要太快，焊缝应饱满。 两个焊工对焊时，正常情况下：两个焊工对焊时，正常情况下： 300管桩接头焊接时间为管桩接头焊接时间为810min； 400管桩接头焊接时间为管桩接头焊接时间为1215min； 500管桩接头焊接时间为管桩接头焊接时间为1522min； 600管桩接头焊接时间为管桩接头焊接时间为2228min。关于焊完后停歇

13、时间的问题：关于焊完后停歇时间的问题： 国家标准建筑地基基础工程施工质量验国家标准建筑地基基础工程施工质量验收规范收规范GB50202-2002 GB50202-2002 规定电焊结束后停歇时规定电焊结束后停歇时间间1.01.0minmin，广东省原管桩规程广东省原管桩规程DBG/T15DBG/T1522229898规定自然冷却时间不宜少于规定自然冷却时间不宜少于8 8minmin。 为防止焊缝附近桩身混凝土被烧伤或急速为防止焊缝附近桩身混凝土被烧伤或急速冷却使混凝土疏松，停歇时间不宜太短，广东新冷却使混凝土疏松，停歇时间不宜太短，广东新打桩规程规定：手工电弧焊的接头自然冷却时间打桩规程规定：

14、手工电弧焊的接头自然冷却时间不应少于不应少于5 5minmin，二氧化碳气体保护焊不应少于二氧化碳气体保护焊不应少于3 3minmin。 常规桩尖：常规桩尖： 十字型、圆锥型、开口型十字型、圆锥型、开口型特殊桩尖：特殊桩尖： 锯齿型等锯齿型等桩尖的主要功能：桩尖的主要功能： 导向；挤土；护桩；破岩；嵌岩；止水。导向；挤土；护桩；破岩；嵌岩；止水。广东打桩规程规定：直径不大于广东打桩规程规定：直径不大于600mm600mm的管桩，的管桩， 一般情一般情 况下，均应采用十字型桩尖。况下，均应采用十字型桩尖。理理 由：充分发挥管桩桩身空心的特色，成桩可用由：充分发挥管桩桩身空心的特色，成桩可用 目测

15、或灯光照射或孔内摄像对桩身质量进目测或灯光照射或孔内摄像对桩身质量进 行检测，并可直接测量桩的入土深度。行检测，并可直接测量桩的入土深度。 开口桩尖不等于不用桩尖，广东新打桩规开口桩尖不等于不用桩尖，广东新打桩规程为此特别规定：程为此特别规定：不得采用未设桩尖的管桩不得采用未设桩尖的管桩基础。基础。许多设计和施工人员往往认为开口桩许多设计和施工人员往往认为开口桩尖就是不设桩尖，这是一个误区。尖就是不设桩尖，这是一个误区。 管桩两头端板处的预应力钢筋的镦头是裸管桩两头端板处的预应力钢筋的镦头是裸露的，若不设桩尖，管桩进入岩土内镦头也露的，若不设桩尖，管桩进入岩土内镦头也是裸露的，没有保护层，结构

16、上是不允许的。是裸露的，没有保护层，结构上是不允许的。1 1 锤击法：柴油锤锤击法：柴油锤 液压锤液压锤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3 3 引孔打（压）法引孔打（压）法 我国常用的管桩施工法为锤击法和静压我国常用的管桩施工法为锤击法和静压法，两种不同施工法的管桩基础其设计方法也法，两种不同施工法的管桩基础其设计方法也不同。不同。 管桩基础特别是摩擦端承桩宜选择：强风化岩或坚硬管桩基础特别是摩擦端承桩宜选择：强风化岩或坚硬粘性土、密实砂土等岩土层作为桩端持力层。粘性土、密实砂土等岩土层作为桩端持力层。 当有效桩长大于当有效桩长大于25

17、m25m时或端承摩擦桩，可选择：全风时或端承摩擦桩，可选择：全风化岩、中密密实砂土层、硬塑坚硬粘性土等岩土层化岩、中密密实砂土层、硬塑坚硬粘性土等岩土层作为桩端持力层。成都以密实卵石层作持力层。作为桩端持力层。成都以密实卵石层作持力层。 广东地区自广东地区自20042004年后每年的应用管桩量均超过年后每年的应用管桩量均超过70007000万万延米，延米，20072007年产量高达年产量高达97489748万延米，万延米， 至今共使用管桩至今共使用管桩5 5亿多延米，其中三分之二左右的管桩基础是以强风化岩亿多延米，其中三分之二左右的管桩基础是以强风化岩层（层（N N5050）作为桩端持力层。）

18、作为桩端持力层。 广东地区的管桩有效长广东地区的管桩有效长度：最短为度：最短为4 45 5米，最长米，最长6060米左右。米左右。 预应力管桩对持力层起伏大的地质条件适应性强！预应力管桩对持力层起伏大的地质条件适应性强！根据我国二十年应用管桩的经验表明：根据我国二十年应用管桩的经验表明：l锤击式预应力管桩桩端可打入锤击式预应力管桩桩端可打入N5060的强风化的强风化岩层岩层12m，不能打入中风化岩层；，不能打入中风化岩层；l 静压式预应力管桩最多可压至静压式预应力管桩最多可压至N50的强风化岩层的强风化岩层的表面。的表面。 这是每个设计和施工人员首先要明确的基本概念！这是每个设计和施工人员首先

19、要明确的基本概念！ 下面一份青岛鲁岳梦境江南小区的静载试验资料表下面一份青岛鲁岳梦境江南小区的静载试验资料表明管桩桩端进入中风化花岗岩层，恐怕有误。明管桩桩端进入中风化花岗岩层，恐怕有误。 根据广东应用管桩的长期经验，岩土工程勘察中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，其较重视标准贯入试验。标贯试验好似模拟打桩，其测试验成果较适合锤击式预应力管桩的应用。测试验成果较适合锤击式预应力管桩的应用。 管桩基础的岩土勘察强调标准贯入击数应采用修管桩基础的岩土勘察强调标准贯入击数应采用修正后的标准贯入击数，以便能正确地确定桩端持力正后的标准贯入击数，以便能正

20、确地确定桩端持力层埋深和桩的入土深度，便于合理配桩。层埋深和桩的入土深度，便于合理配桩。 国家标准国家标准岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范GB50021，若用，若用标准贯入击数来划分岩土类别时，采用的是实测标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准贯入击数NN，如，如NN 50为强风化岩；为强风化岩；50 NN 30为全风化岩；为全风化岩；NN 30为残积土，与我们打桩压为残积土，与我们打桩压桩时所指的强风化岩容易混淆。桩时所指的强风化岩容易混淆。修正后的标准贯入击数修正后的标准贯入击数 N N 可按下列公式计算可按下列公式计算： N N = =NN式中式中 N N修正后的标准

21、贯入击数；修正后的标准贯入击数； N N实测标准贯入击数；实测标准贯入击数； 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 m）336 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 m）242427273030333336363939 4242校正系数校正系数0.670.670.640.640.610.610.580.580.550.550.520.52 0.40.49 9 许多行业和地方性许多行业和地方性岩土工程

22、勘察规范岩土工程勘察规范包括国家标准，都认为当现场做标准贯入试验包括国家标准，都认为当现场做标准贯入试验时，锤击数时，锤击数5050时，可终止试验，并记录实际时，可终止试验，并记录实际的贯入深度。的贯入深度。 但我们从上页可知，预应力管桩基础桩端但我们从上页可知，预应力管桩基础桩端可达可达N N50506060的强风化岩层，这是经深度修的强风化岩层，这是经深度修正后的标准贯入击数，若桩长为正后的标准贯入击数，若桩长为40m40m，修正系，修正系数可达数可达0.500.50，则实测标贯击数要达，则实测标贯击数要达100100击才能击才能满足打桩要求。所以，广东的打桩规程是这样满足打桩要求。所以，

23、广东的打桩规程是这样规定的：当锤击数已达规定的：当锤击数已达100100击而贯入深度不足击而贯入深度不足30cm30cm时，可终止试验，并应记录时，可终止试验，并应记录100100击时的实击时的实际贯入深度。际贯入深度。1 1 桩端持力层以上的覆盖层中含有较多桩端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、且难以清除又严重影响打桩的孤石、风化球或其他障碍物；风化球或其他障碍物； 2 2 桩端持力层以上的覆盖层中含有不适桩端持力层以上的覆盖层中含有不适宜作桩端持力层且管桩又难以贯穿的宜作桩端持力层且管桩又难以贯穿的坚硬夹层；坚硬夹层；3 3 基岩面上没有合适持力层的岩溶地层；基岩

24、面上没有合适持力层的岩溶地层；4 4 非岩溶地区基岩以上的覆盖层为淤泥非岩溶地区基岩以上的覆盖层为淤泥等松软土层，其下直接为中风化岩或等松软土层，其下直接为中风化岩或微风化岩层；或中风化岩面上只有较微风化岩层；或中风化岩面上只有较薄的强风化岩层薄的强风化岩层( (俗称上软下硬、软俗称上软下硬、软硬突变）；硬突变）； 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层；的风化岩层； 6 6 地下水或地基土对管桩的混凝土、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。 关于持力层为强风化泥岩的问题。关于持力层为

25、强风化泥岩的问题。 在广东地区，有这么一种情况出现：以强风化在广东地区，有这么一种情况出现：以强风化泥岩以及含泥量较多的强风化、全风化花岗岩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，收锤时发现不了什么层做持力层的管桩基础，收锤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；若进行复打，这些原降低，桩的沉降量加大；若进行复打，这些原先已收锤的桩，又可以

26、打下去几十厘米甚至先已收锤的桩，又可以打下去几十厘米甚至1 13 3米。米。 究其原因，主要是桩尖附近进了水，究其原因，主要是桩尖附近进了水，强风化泥岩遇水就软化，含泥较多的强强风化泥岩遇水就软化，含泥较多的强风化花岗岩体发生崩解，于是桩端土承风化花岗岩体发生崩解，于是桩端土承载力大大降低。但又不全是这样，有的载力大大降低。但又不全是这样，有的地区强风化泥岩为桩端持力层的管桩基地区强风化泥岩为桩端持力层的管桩基础，不存在持力层软化而承载力减少的础，不存在持力层软化而承载力减少的问题问题 。青岛的同行们需要注意这一现象。青岛的同行们需要注意这一现象是否存在。是否存在。广东新打桩规程对这种情况专门

27、列了一条：广东新打桩规程对这种情况专门列了一条： 当管桩基础的桩端持力层为强风化、全风化泥当管桩基础的桩端持力层为强风化、全风化泥岩或其他遇水易软化或崩解的风化岩（土）层时，岩或其他遇水易软化或崩解的风化岩（土）层时，设计应注意下列问题：设计应注意下列问题： 1 1 单桩承载力问题：此时的单桩承载力特征值应单桩承载力问题：此时的单桩承载力特征值应比常规情况下降低比常规情况下降低20%20%30%30%，甚至更低；入土深度，甚至更低；入土深度较短的桩，单桩承载力特征值宜通过试验桩确定。较短的桩，单桩承载力特征值宜通过试验桩确定。 2 2 桩尖的密封性问题：应采用封口型桩尖，焊缝桩尖的密封性问题：

28、应采用封口型桩尖，焊缝要连续饱满不渗水，且宜在施打过程中往桩孔底灌要连续饱满不渗水，且宜在施打过程中往桩孔底灌注高度为注高度为1.51.52.0m2.0m的的C30C30细石混凝土。细石混凝土。 3 3 送桩深度问题：送桩深度不宜超过送桩深度问题：送桩深度不宜超过1.0m1.0m。 以上主要指锤击式管桩基础，静压式管以上主要指锤击式管桩基础，静压式管桩除了以上列出的六条外，还有两条不宜应桩除了以上列出的六条外，还有两条不宜应用：用：l现场地表土层松软承载力特征值现场地表土层松软承载力特征值100kPa且且又未经处理因而容易发生陷机的地质条件；又未经处理因而容易发生陷机的地质条件；l桩端持力层为

29、中密密实砂土层且其上覆土桩端持力层为中密密实砂土层且其上覆土层几乎全是稍密中密砂土层层几乎全是稍密中密砂土层。1 管桩（管桩（PHC桩、桩、PC桩）适用于非抗震和抗震设防烈桩）适用于非抗震和抗震设防烈度度6度、度、7度和度和8度的地区。度的地区。 建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范JGJ 94 2008第第3.3.2条条 抗震设防烈度为抗震设防烈度为8度及以上地区，不宜采用预应力混度及以上地区，不宜采用预应力混凝土管桩（凝土管桩（PC）和预应力混凝土空心方桩。）和预应力混凝土空心方桩。2 用于抗震设防烈度用于抗震设防烈度8度地区的管桩基础工程，宜选用度地区的管桩基础工程，宜选用AB型或型或B型、

30、型、C型管桩，且所选桩型的各项力学指标型管桩，且所选桩型的各项力学指标应满足管桩基础的实际受力情况。应满足管桩基础的实际受力情况。3 工程地质条件较复杂的管桩基础工程宜选用工程地质条件较复杂的管桩基础工程宜选用AB型或型或B型、型、C型管桩。型管桩。4 设计等级为甲级的管桩基础工程，宜选用设计等级为甲级的管桩基础工程，宜选用AB型或型或B型、型、C型管桩，不得选用桩身合缝和端型管桩，不得选用桩身合缝和端头有漏浆的管桩，不得选用头有漏浆的管桩，不得选用300管桩。管桩。5 在地下水或地基土对混凝土、钢筋和钢零部件在地下水或地基土对混凝土、钢筋和钢零部件有腐蚀的环境下应用的管桩基础工程，应选用有腐

31、蚀的环境下应用的管桩基础工程，应选用AB型或型或B型、型、C型且桩身不得有漏浆的管桩，型且桩身不得有漏浆的管桩，不得选用不得选用300管桩，同时应按有关规定根据不管桩，同时应按有关规定根据不同的腐蚀性等级采用相应的抗腐蚀措施。同的腐蚀性等级采用相应的抗腐蚀措施。6 抗拔桩宜选用抗拔桩宜选用AB型或型或B型、型、C型管桩，不得选型管桩，不得选用用300管桩，同时应按有关规定，选择合适的管桩，同时应按有关规定，选择合适的管桩接头型式以保证抗拔桩的工程质量。管桩接头型式以保证抗拔桩的工程质量。1 1 用于弱腐蚀或中腐蚀环境下的管桩，其钢筋的内用于弱腐蚀或中腐蚀环境下的管桩，其钢筋的内外保护层厚度均不

32、应小于外保护层厚度均不应小于40mm40mm（海港工程用管桩应（海港工程用管桩应按有关行业标准执行），所采用的预应力钢筋直径按有关行业标准执行），所采用的预应力钢筋直径不应小于不应小于9.0mm9.0mm；桩尖宜采用封口型。；桩尖宜采用封口型。2 2 在强腐蚀环境下，不宜采用管桩。当必须选用管在强腐蚀环境下，不宜采用管桩。当必须选用管桩时，应经试验论证，并采取可靠措施，确能满足桩时，应经试验论证，并采取可靠措施，确能满足防腐蚀要求时方可使用。防腐蚀要求时方可使用。3 3 管桩基础应减少接头数量，宜采用单节管桩。若管桩基础应减少接头数量，宜采用单节管桩。若需接桩时，接头宜设置于微腐蚀性土中；位于

33、中腐需接桩时，接头宜设置于微腐蚀性土中；位于中腐蚀土中的接头，接桩钢零部件应涂防腐蚀耐磨涂层蚀土中的接头，接桩钢零部件应涂防腐蚀耐磨涂层或增加焊缝厚度，其腐蚀裕量不应少于或增加焊缝厚度，其腐蚀裕量不应少于2mm2mm。4 在中腐蚀的环境下，管桩接头宜采用机械啮合接在中腐蚀的环境下，管桩接头宜采用机械啮合接头，连接销、连接盒内应涂上或注入沥青涂料；头，连接销、连接盒内应涂上或注入沥青涂料；焊缝坡口应焊满封闭；成桩孔底应灌注高为焊缝坡口应焊满封闭；成桩孔底应灌注高为1.52.0m的的C30细石混凝土。细石混凝土。5 在硫酸盐中腐蚀环境下应用的管桩，桩身混凝土在硫酸盐中腐蚀环境下应用的管桩，桩身混凝

34、土应采用抗硫酸盐水泥，或应掺加矿物掺合料。在应采用抗硫酸盐水泥，或应掺加矿物掺合料。在氯离子中腐蚀环境下应用的管桩，应掺加钢筋阻氯离子中腐蚀环境下应用的管桩，应掺加钢筋阻锈剂（但不得采用亚盐酸类的阻锈剂）和矿物掺锈剂（但不得采用亚盐酸类的阻锈剂）和矿物掺合料。当有多类介质同时作用时，应分别满足各合料。当有多类介质同时作用时，应分别满足各自的防护要求，但相同的防护措施不迭加。自的防护要求，但相同的防护措施不迭加。6 桩承台的埋深不宜小于桩承台的埋深不宜小于2.5m。当承台埋深小于。当承台埋深小于2.5m时，桩身处于时，桩身处于2.5m以上的部位宜加强防护，以上的部位宜加强防护，可在管桩表面涂刷防

35、腐蚀涂层。可在管桩表面涂刷防腐蚀涂层。l广东标准：在强腐蚀环境下，不宜采用管桩。广东标准：在强腐蚀环境下，不宜采用管桩。当必须选用管桩时，应经试验论证，并采取可当必须选用管桩时，应经试验论证，并采取可靠措施，确能满足防腐蚀要求时方可使用。靠措施，确能满足防腐蚀要求时方可使用。l国标国标工业建筑防腐蚀设计规范工业建筑防腐蚀设计规范GB 50046 2008表表4.9.5中中 和和PH值为强腐蚀等级时不值为强腐蚀等级时不应采用预应力管桩。应采用预应力管桩。 但在注但在注6中提出：在强腐蚀环境下必须选用中提出：在强腐蚀环境下必须选用预应力混凝土管桩时，应经试验论证，并采取预应力混凝土管桩时，应经试验

36、论证，并采取可靠措施，确能满足防腐蚀要求时方可使用。可靠措施，确能满足防腐蚀要求时方可使用。 24SO 新广东打桩规程（新广东打桩规程（5.2.6条）对条）对Rp的规定：的规定：Rpc fc A 式中：式中： Rp管桩桩身竖向抗压承载力设计值（管桩桩身竖向抗压承载力设计值（N）；）； c 成桩工艺系数，成桩工艺系数，PHC桩取桩取 c=0.7； PC桩取桩取 c=0.75； fc管桩混凝土轴心抗压强度设计值（管桩混凝土轴心抗压强度设计值（N/mm2），）， 按国家标准按国家标准混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范GB50010取值，取值， C80混凝土，取混凝土，取fc =35.9 N/mm2

37、 ； C60混凝土，取混凝土，取fc=27.5 N/mm2 ； A管桩截面面积（管桩截面面积（mm2）。）。 行业标准行业标准建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范 JGJ 94-2008第第5.8.3条规定：混凝土预制桩、预应力混凝土空条规定：混凝土预制桩、预应力混凝土空心桩的成桩工艺系数为心桩的成桩工艺系数为c=0.85。 考虑到管桩经过重锤击打或强力抱压后桩身混考虑到管桩经过重锤击打或强力抱压后桩身混凝土强度降低较多（最低达凝土强度降低较多（最低达0.70）的特点，广东）的特点，广东打桩规程将打桩规程将PHC桩桩c取取0.7，PC桩桩c取取0.75，比较，比较符合实际，也是趋于安全的。符合实际

38、，也是趋于安全的。 PHC桩的脆性要比桩的脆性要比PC桩大一些，故桩大一些，故PC桩的桩的c略高一些。略高一些。 管桩桩身竖向抗压承载力设计值管桩桩身竖向抗压承载力设计值Rp与单桩竖向抗压与单桩竖向抗压承载力特征值是两个不同的概念，为了计算方便，常承载力特征值是两个不同的概念，为了计算方便，常常将桩身竖向抗压承载力设计值常将桩身竖向抗压承载力设计值Rp换算成相应的桩身换算成相应的桩身竖向抗压承载力特征值竖向抗压承载力特征值Rpa： 一般的做法是，一般的做法是， Rpa Rp/1.35。 按广东公式计算：按广东公式计算： 500-100 PHC桩：桩： Rp3150kN 则：则：Rpa3150/

39、1.35=2300kN 500-125 PHC桩：桩：Rp3700kN 则：则： Rpa3700/1.35=2700kN 2.1 2.1 管桩基础设计的主要内容管桩基础设计的主要内容2.2 2.2 锤击管桩抗压承载力特征值计算锤击管桩抗压承载力特征值计算2.3 2.3 静压管桩抗压承载力特征值计算静压管桩抗压承载力特征值计算2.4 2.4 锤击桩最小中心距的问题锤击桩最小中心距的问题2.5 2.5 单桩竖向抗拔承载力特征值单桩竖向抗拔承载力特征值2.6 2.6 关于打桩收锤标准问题关于打桩收锤标准问题2.7 2.7 管桩桩顶与承台之间的连接管桩桩顶与承台之间的连接1 确定桩端持力层，预估基桩的

40、有效长度；确定桩端持力层，预估基桩的有效长度；2 确定单桩竖向承载力（特征值）；确定单桩竖向承载力（特征值）；3 布桩，但要遵从桩的最小中心距的限制；布桩，但要遵从桩的最小中心距的限制；4 选择沉桩设备，确定收锤（终压）标准；选择沉桩设备，确定收锤（终压）标准；5 必要时需计算桩的水平承载力或抗拔力；必要时需计算桩的水平承载力或抗拔力；6 必要时进行桩基础沉降或水平变位验算；必要时进行桩基础沉降或水平变位验算；7 必要时进行桩基础抗震验算；必要时进行桩基础抗震验算；8 计算承台内力并验算其承载力；计算承台内力并验算其承载力；9 确定构造要求和防腐蚀措施等。确定构造要求和防腐蚀措施等。1 1、管

41、桩（打入或压入）是挤土桩，桩侧阻力特征值、管桩（打入或压入）是挤土桩，桩侧阻力特征值要比钻要比钻( (挖挖) )孔桩、沉管灌注桩大一些，一般取规范中孔桩、沉管灌注桩大一些，一般取规范中较高的值作计算值（较高的值作计算值（q qsiasia） 管桩的打入深度要比预制方桩更深，因此，它比管桩的打入深度要比预制方桩更深，因此，它比预制方桩的桩端阻力特征值要高得多。预制方桩的桩端阻力特征值要高得多。 下面请看两张试桩资料：下面请看两张试桩资料： 其中预应力管桩桩端进入所谓的中风化岩层，而其中预应力管桩桩端进入所谓的中风化岩层，而预制方桩只能进入所谓的强风化岩层，相差数米，可预制方桩只能进入所谓的强风化

42、岩层，相差数米，可见预应力管桩桩端阻力特征值与预制方桩端阻力特征见预应力管桩桩端阻力特征值与预制方桩端阻力特征值是大不一样的。值是大不一样的。2、管桩耐打，桩尖可进入管桩耐打，桩尖可进入N N50506060的强风化的强风化岩层或密实的卵石层、密实的砂土层，经过岩层或密实的卵石层、密实的砂土层，经过剧烈的挤压，桩尖附近强风化岩（卵石层、剧烈的挤压，桩尖附近强风化岩（卵石层、砂层）的桩端阻力特征值提高到砂层）的桩端阻力特征值提高到q qpapa=5000=50006000kPa6000kPa，甚至更高，比一般规范提供的数，甚至更高，比一般规范提供的数据提高据提高5050100%100%。广东标准

43、。广东标准建筑地基基础建筑地基基础设计规范设计规范DBJ 15-31-2003DBJ 15-31-2003取取q qpapa=4000=40007000kPa7000kPa。 3 3、广东省新打桩规程的管桩单桩竖向承载力、广东省新打桩规程的管桩单桩竖向承载力特征值的计算公式原则上采用行业标准特征值的计算公式原则上采用行业标准建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范JGJ 94 2008JGJ 94 2008提提供的桩侧摩阻力和桩端阻力极限值的二分供的桩侧摩阻力和桩端阻力极限值的二分之一乘以侧摩阻力修正系数和端阻力修正之一乘以侧摩阻力修正系数和端阻力修正系数而成。系数而成。 广东新打桩规程的经验计算公式

44、广东新打桩规程的经验计算公式 R Ra a = =U Up psisiq qsiasial l i i + + p p q qpapaA A p p Ra Ra 管桩单桩竖向承载力特征值；管桩单桩竖向承载力特征值； si si 管桩第管桩第i i层土（岩）的侧摩阻力修正系数；层土（岩）的侧摩阻力修正系数； p p管桩的端阻力修正系数；管桩的端阻力修正系数； q qsiasia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； q qpapa管桩的端阻力特征值；管桩的端阻力特征值； Ap桩尖水平投影面积；当为开口型桩尖时，仍按桩尖水平投影面积；当为开口型桩尖时，仍按 封口

45、型桩尖的水平投影面积计算。封口型桩尖的水平投影面积计算。 注：注：1、本表数值仅适用于直径、本表数值仅适用于直径600mm的管桩基础；的管桩基础； 2、选取、选取si和和p时，应综合考虑桩长、土（岩）的标贯值时，应综合考虑桩长、土（岩）的标贯值N、持力层岩土、持力层岩土的性质、桩端进入持力层深度、锤重及收锤标准等因素。的性质、桩端进入持力层深度、锤重及收锤标准等因素。 3、当桩长、当桩长60d时，时，p宜取中低值；当桩长宜取中低值；当桩长20d且桩端进入且桩端进入N50的的 非遇水易软化的强风化岩层，非遇水易软化的强风化岩层，p可取高值，或通过试打桩试验确定。可取高值，或通过试打桩试验确定。土

46、（岩）的类别土（岩）的类别桩侧摩阻力修正系数值桩侧摩阻力修正系数值si桩端阻力修正系数值桩端阻力修正系数值p粘粘 性性 土土0.951.051.201.30粉土、粉砂粉土、粉砂0.951.051.151.30砂土（粉砂除外）砂土（粉砂除外）0.951.051.001.15砾砂、角砾、圆砾、砾砂、角砾、圆砾、碎石、卵石碎石、卵石1.001.101.001.20花岗岩残积土花岗岩残积土0.800.900.901.00全风化（强风化）岩全风化（强风化）岩（30N50）1.001.101.001.20强风化岩（强风化岩（N50）1.001.101.001.35土（岩）的名称土（岩）的名称土（岩）的状态

47、土（岩）的状态桩侧摩阻力特征值桩侧摩阻力特征值qsia填填 土土1115淤淤 泥泥710淤泥质土淤泥质土1115粘性土粘性土IL1（流塑）（流塑）0.75IL1（软塑）（软塑）0.50IL0.75（可塑）（可塑）0.25IL0.5（硬可塑）（硬可塑）0IL0.25（硬塑）（硬塑）IL0（坚硬）（坚硬）122020272735354343494952粉粉 土土稍密稍密中密中密密实密实132323333344粉、细砂粉、细砂稍密稍密中密中密密实密实122424333344中中 砂砂稍密稍密中密中密密实密实162727373747粗粗 砂砂稍密稍密中密中密密实密实213737474758土（岩）的名

48、称土（岩）的名称土（岩）的状态土（岩）的状态桩侧摩阻力特征值桩侧摩阻力特征值qsia砾砾 砂砂中密、密实中密、密实5869圆砾、角砾圆砾、角砾中密、密实中密、密实80100碎石、卵石碎石、卵石中密、密实中密、密实100150花岗花岗岩残岩残积土积土粘粘 性性 土土IL0.750.25IL0.75IL0.25152525353540砂质粘性土砂质粘性土IL0.750.25IL0.75IL0.25253030404045砾质粘性土砾质粘性土IL0.750.25IL0.75IL0.25354040454550全风化（强风化）岩全风化（强风化）岩30N5050100强强 风风 化化 岩岩N508015

49、0注：注：1、对于尚未完成自重固结的土类，不计算其侧摩阻力；、对于尚未完成自重固结的土类，不计算其侧摩阻力； 2、N为修正后的标准贯入击数；为修正后的标准贯入击数； 3、软质岩可取中低值，硬质岩可取中高值。、软质岩可取中低值，硬质岩可取中高值。管桩端阻力特征值的经验值管桩端阻力特征值的经验值q qpapa（kPakPa） 40005500N N50强强 风风 化化 岩岩3000400030N N50全风化（强风化）岩全风化（强风化）岩5200650040005500中密、密实中密、密实碎石、卵石碎石、卵石4700570035005000中密、密实中密、密实角砾、圆砾角砾、圆砾450052003

50、0004700中密、密实中密、密实砾砾 砂砂 48005500420050003700420028003700中密、密实中密、密实粗粗 砂砂 37004500320040002700350020003000中密、密实中密、密实中中 砂砂 27003400220029001800240013001900中密、密实中密、密实细细 砂砂 1900270015002200100015007001100中密、密实中密、密实粉粉 砂砂 130022001000180080015005001200中密、密实中密、密实粉粉 土土 30003400270030001900270013001900IL0.25 1

51、8002200140018001200160080012000.25IL0.50粘性土粘性土h3016h309h16h9管桩端阻力特征值的经验值管桩端阻力特征值的经验值qpa桩入土桩入土深度深度土（岩）土（岩） (m)的状态的状态 土（岩）土（岩）名名 称称注：注：1.N为修正后的标准贯入击数。为修正后的标准贯入击数。N愈大，愈大，qpa取值愈大。取值愈大。 2.粘性土、砂土及碎石类土中桩的端阻力特征值取值，应综合考虑土的密实度、桩端进入持力层的粘性土、砂土及碎石类土中桩的端阻力特征值取值，应综合考虑土的密实度、桩端进入持力层的 深径比深径比h b / d（hb为桩端进入持力层的深度，为桩端进

52、入持力层的深度，d为管桩外径），土愈密实、为管桩外径），土愈密实、h b / d愈大，愈大，qpa取值愈高。取值愈高。 3.当桩长当桩长20d且桩端进入且桩端进入N50的非遇水易软化的强风化岩层的非遇水易软化的强风化岩层, qpa可取高值。可取高值。 管桩因为耐打，穿透力强，桩尖附近岩土的管桩因为耐打，穿透力强，桩尖附近岩土的端阻力特征值有时可高达端阻力特征值有时可高达10000kPa，所以广东，所以广东新打桩规程中单桩竖向抗压承载力特征值估算公新打桩规程中单桩竖向抗压承载力特征值估算公式，虽然比传统公式提高了式，虽然比传统公式提高了3050以上，但还以上，但还是有人认为偏低，特别是桩长小于是

53、有人认为偏低，特别是桩长小于10m的短桩，的短桩，有时确实承载力很高，因技术规程并不是反映最有时确实承载力很高，因技术规程并不是反映最高水平的，加上有些勘察单位感性认识不够，桩高水平的，加上有些勘察单位感性认识不够，桩端岩土特征值一般取值较低，故计算值与实际值端岩土特征值一般取值较低，故计算值与实际值还是有一定的差距，因此通过试打桩和静载荷试还是有一定的差距，因此通过试打桩和静载荷试验来确定单桩承载力特征值是最好最基本的方法，验来确定单桩承载力特征值是最好最基本的方法，特别是桩长小于特别是桩长小于15米的短桩，应多做静载荷试验。米的短桩，应多做静载荷试验。另外，希望各位多积累本地经验和试验数据

54、，为另外，希望各位多积累本地经验和试验数据，为以后建立当地的计算经验公式做准备。以后建立当地的计算经验公式做准备。对承载力经验公式的总体评价：对承载力经验公式的总体评价：原则上也用预制桩的常用公式：原则上也用预制桩的常用公式： Ra = URa = Up pqqsiasia L Li i + q+ qpapa A A P P 但但q qsiasia和和q qpapa可按行业标准可按行业标准建筑桩基建筑桩基技术规程技术规程JGJ 94 2008JGJ 94 2008提供的混凝土提供的混凝土预制桩的设计参数的一半取值，不用设计预制桩的设计参数的一半取值，不用设计参数修正系数进行提高。参数修正系数进

55、行提高。 静压桩与锤击桩主要区别：静压桩与锤击桩主要区别：A 静压桩：静压桩： 1、只能穿透约、只能穿透约23m密实砂层；密实砂层； 2、桩尖只能进入强风化岩表面；、桩尖只能进入强风化岩表面； 3、静压桩比锤击桩约短、静压桩比锤击桩约短1.54.0m。B 锤击桩：锤击桩： 1、重型柴油锤可穿透、重型柴油锤可穿透56m厚的密实砂层；厚的密实砂层； 2、桩尖可进入强风化岩层、桩尖可进入强风化岩层12m。 同样条件下静压管桩单桩竖向承载力特征值约同样条件下静压管桩单桩竖向承载力特征值约为锤击桩的为锤击桩的0.70.8倍倍(短桩短桩)，0.8 0.9倍倍(中长桩中长桩)。注注:1 :1 桩的中心距指两

56、根桩横截面中心点之间的距离；桩的中心距指两根桩横截面中心点之间的距离； 2 2 d d为管桩外径。为管桩外径。桩桩 基基 情情 况况桩的最小桩的最小中中 心心 距距独立承台内桩数超过独立承台内桩数超过3030根，大面积群桩根，大面积群桩。4.0d4.0d独立承台内桩数超过独立承台内桩数超过9 9根，但不超过根，但不超过3030根；根；条形承台内排数超过条形承台内排数超过2 2排。排。3.5d3.5d其他情况其他情况3.0d3.0d注注: :（1 1）相邻桩中心距指两根相邻桩截面中心点之间的距离；）相邻桩中心距指两根相邻桩截面中心点之间的距离； （2 2） d d为管桩外径；为管桩外径； （3

57、3）当采用减少挤土效应的措施时，相邻桩的中心距可适）当采用减少挤土效应的措施时，相邻桩的中心距可适 当减少，但不得小于当减少，但不得小于3.0d3.0d。桩桩 基基 情情 况况相邻桩中心距相邻桩中心距要要 求求独立承台内桩数超过独立承台内桩数超过30根；大面积群桩。根；大面积群桩。不宜小于不宜小于4.0d独立承台内桩数超过独立承台内桩数超过9根，但不超过根，但不超过30根；根；条形承台内排数超过条形承台内排数超过3排。排。不宜小于不宜小于3.5d其他情况其他情况不得小于不得小于3.0d建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范JGJ 94 2008对闭口预应对闭口预应力混凝土空心桩基桩的最小中心距的规定

58、：力混凝土空心桩基桩的最小中心距的规定：土类与成桩工艺土类与成桩工艺排数不少于排数不少于3排且排且桩数不少于桩数不少于9根的根的摩擦型桩桩基摩擦型桩桩基其他情况其他情况挤土桩挤土桩非饱和土、非饱和土、饱和非粘性饱和非粘性土土4.0d3.5d饱和粘性土饱和粘性土4.5d4.0d广东规程：广东规程： Rta = Upisiqsiali + 0.9Gp 式中式中 Rta 单桩竖向抗拔承载力特征值；单桩竖向抗拔承载力特征值； Up 管桩桩身外周长；管桩桩身外周长； i 抗拔摩阻力折减系数，可按下表取值；抗拔摩阻力折减系数，可按下表取值； si 管桩第管桩第i层土（岩）的侧阻力修正系数值；层土（岩）的侧

59、阻力修正系数值； qsia 管桩第管桩第i层土（岩）的侧阻力特征值；层土（岩）的侧阻力特征值； li 管桩穿越第管桩穿越第i层土（岩）的厚度；层土（岩）的厚度； Gp 管桩自重，对地下水位以下部分应扣除水的管桩自重，对地下水位以下部分应扣除水的 浮力。浮力。土（岩）的类别土（岩）的类别 i 强风化岩、花岗岩残积土强风化岩、花岗岩残积土 0.500.70 砂土砂土 0.500.70 粘性土、粉土粘性土、粉土 0.700.80 注：桩长与桩径比小于注：桩长与桩径比小于20时，时，i取较小值。取较小值。抗拔摩阻力折减系数抗拔摩阻力折减系数i 管桩基础的单桩竖向抗拔承载力除应符合上管桩基础的单桩竖向抗

60、拔承载力除应符合上述规定外，尚应符合下列规定：述规定外，尚应符合下列规定： Qt pc A 式中式中 Qt 相应于荷载效应基本组合时单桩相应于荷载效应基本组合时单桩 竖向拔力设计值；竖向拔力设计值； pc管桩混凝土有效预压应力值；管桩混凝土有效预压应力值； A 管桩横截面面积。管桩横截面面积。1 收锤标准收锤标准*收锤标准应包括最后贯入度、桩入土深度、总收锤标准应包括最后贯入度、桩入土深度、总 锤击数、每米锤击数及最后一米锤击数等；锤击数、每米锤击数及最后一米锤击数等；*主要控制指标：桩端持力层、最后贯入度或最主要控制指标：桩端持力层、最后贯入度或最 后一米锤击数等；后一米锤击数等；*桩端持力