预制桩与灌注桩两种桩型对比分析

预制桩与灌注桩两种桩型对比分析
摘要：桩按施工方法不同，可分为预制桩（预应力管桩）和灌注桩（钻孔灌注桩）。

两者都是广泛运用于土质软弱且埋藏较厚的地基中，具有承载力高、稳定性好、沉降小、耗材少等特点，可以有效满足建筑物对地基强度、变形和稳定性的要求。

两种桩型各具特点，不同的施工方法，采用的机械设备和施工工艺不同，桩与土的作用机理也不同，适用范围有所不同。

本文将对这两种桩型进行对比，分析各自的优缺点及适用性，从而确定是选择预应力管桩还是钻孔灌注桩。

关键词：预制桩灌注桩施工方法
首言
当前的建筑施工过程中，桩基础是深基础中应用最多的一种基础形式，它由若干个沉入土中的桩和连接桩顶的承台或承台梁组成。

桩的作用是将上部建筑物的荷载传递到深处承载力较强的土层上，或将软弱土层挤密实以提高地基土的承载能力和密实度。

按施工方法分类
预制桩：根据沉入土中的方法，可分打入桩、水冲沉桩、振动沉桩和静力压桩等。

图1 预应力管桩是采用先张法预应力工艺、掺加高效减水剂、高速离心蒸汽养护成型法制成的一种空心筒体细长混凝土预制构件，主要由圆筒形桩身、端
头板和钢套箍等组成。

灌注桩：是在桩位处成孔，然后放入钢筋骨架，再浇筑混凝土而成的桩。

灌
注桩按成孔方法不同，有钻孔灌注桩、挖孔灌注桩、冲孔灌注桩、沉管灌注桩等。

图2钻孔灌注桩是在工程现场通过利用钻孔机具在土中钻进，边破碎土体边出土渣而成孔，然后在桩孔内放置钢筋骨架，再灌注混凝土而做成的桩。

本文从桩的作用机理、建设条件、施工工艺、建设成本等角度对预应力管桩
与钻孔灌注桩的对比分析
一、从作用机理角度来看
预应力管桩是通过打入或压入地基内达到所需的深度，在沉桩过程中，周围
土体受到桩体的挤压作用，导致短期内孔隙水压力上升，使土体隆起并向侧向挤压，使应力影响范围内的已有建（构）筑物及道路等产生变形，甚至破坏。

同时
还会对已施工完毕的工程桩产生挤压，使之产生偏移、上浮等现象。

钻孔灌注桩采用干作业法或泥浆护壁法成孔，在成孔与成桩的过程中对周围
的桩间土没有挤压作用，不会引起土体中超孔隙水压力的增长，因而桩的施工不
会不会危及周围相邻建（构）筑物及道路的安全。

因此，钻孔灌注桩相比预应力
管桩具有无振动、无挤土影响、对周围建筑物影响小等特点，但桩身混凝土强度
较低，单桩承载力较低，沉降量较大。

二、从建设角度来看
预应力管桩适用于地基土质为软土、砂性土、塑性土、粉土、细砂以及松散
的不含大卵石或漂石的碎卵石类土，不易穿透较厚的砂土等硬夹层，只能进入砂、砾、硬黏土、强风化岩层等坚实持力层不大的深度。

当遇砂层、孤石等沉桩困难时，可采用引孔措施。

采用打入或静压预应力管桩，以强风化岩层为桩基持力层时，桩身穿越的大部分为软弱土、粘性土及全风化岩层，整体来说沉桩阻力不大。

如局部残积层及全风化层中分布规律的孤石，在成桩过程中可能造成一定的困难。

由于施工需要有振动沉桩锤、起重设备等大型机具，因此所需施工场地较大。

钻孔灌注桩适用于各种砂性土、黏性土，也适用于碎、卵石类土层和岩层。

但对淤泥及可能发生流砂或承压水的地基，施工较困难。

因此，钻孔灌注桩相比
预应力管桩具有施工设备简单、操作方便、不受场地狭小限制等特点，但施工工
期较长，施工质量不如预应力管桩稳定。

三、从施工工艺角度来看
预应力管桩的施工工艺为：测量定位→桩机就位、对中→压桩→接桩→送桩
或截桩→静压桩到设计高程。

（1）测量定位：施工前放好轴线和每一个桩位，并涂上油漆使标志明显。

（2）桩机就位、对中：通过压桩机启动纵向和横向行走油缸，将桩尖对准
桩位。

开动压桩油缸将桩压入土中，待桩下沉达到稳定状态后，调正桩在两个方
向的垂直度。

（3）压桩：通过夹持油缸将桩夹紧，然后使压桩油缸伸程，将压力施加到
桩上。

（4）接桩：桩的单节长度应根据设备条件和施工工艺确定。

当桩贯穿的土
层中夹有薄层砂土时，确定单节桩的长度时应避免桩端停在砂土层中进行接桩。

当下一节桩压到露出地面0.8～1.0m时，便可接上一节桩。

（5）送桩或截桩：如果桩顶接近地面，而压桩力尚未达到规定值，可以送桩。

如果桩顶高出地面一段距离，而压桩力已达到规定值时则要截桩，以便压桩
机移位。

（6）压桩结束：当压力表读数达到预先规定值时，便可停止压桩。

钻孔灌注桩的施工工艺为：钻孔桩施工流程：桩位放样→钢护筒埋设→泥浆
系统布置→桩机就位→钻孔→清孔→装吊钢筋骨架→灌注水下砼→桩基施工完毕，拆卸钻机。

（1）桩位放样：采用丈量法进行桩位测放，在施工期内对测量基线予以保
护及定期复核，以保证测量控制精度符合设计要求。

（2）钢护筒埋设：根据桩位，使护筒中心和桩中心重合，偏差小于50mm。

护筒与坑壁之间用粘性土填实，确保护筒位置的准确及稳定，再次校正护筒中心
偏差，并用水平尺校核护筒的垂直度，使护筒达到水平牢固。

（3）泥浆循环系统布置：配备沉淀池、循环池进行泥浆净化后流回孔内，
确保终孔后灌注前孔内泥浆各项指标的要求。

（4）钻机就位：钻机就位底座应垫牢，用水平尺对机座底架进行水平调整，直至钻架垂直地面，天车吊轮、回钻盘和钻头与桩位四点中心到同一铅垂线上。

（5）钻孔：成孔施工时，钻具（钻头、主动钻杆和副钻杆）要保证垂直度、同心度和连接时整合可靠，以防止孔斜和钻具脱落的事故发生。

钻进到设计标高
终孔时，应保持钻机空转不进尺10分钟，直至泥浆指标达到一次清孔要求。

（6）清孔：除去孔底沉淀的钻渣和泥浆，以保证灌注的钢筋混凝土质量，
确保桩的承载力。

（7）装吊钢筋骨架：钢筋笼在吊运过程中，由于其在纵向抗弯能力较差，
必要时在笼内加支撑，以提高笼的刚性。

当笼吊至孔口时，使笼中心对准桩位中心，扶正后并缓缓匀速下入孔内，严禁摆动碰撞孔壁，边下钢筋笼边装上保护块。

当最后吊筋下至孔口时，固定在孔口的定位架上，将钢笼临时吊于孔口。

（8）灌注水下砼：灌注前料斗下覆隔水盖板。

开始灌注时，开启料斗，并
立即连续供料，使首批砼一起压住隔水盖板迅速落下。

随着砼连续不断地灌入，
孔内砼面不断上升，导管的埋深也在不断增加，需要定时测量砼面的上升情况。

在灌注中要不断上下提动导管，以防止速度过快而产生空洞及混凝土不能流动钢
笼外侧。

四、从建设成本角度来看
在一般情况下，相同建筑场地条件范围内，预应力管桩的工程造价低于钻孔
灌注桩。

如果在地质条件不是很好的区域，场地局部残积层及全风化层中分布规
律的孤石，预应力管桩将需要采用引孔措施，会增加很大的工程投资，造价相对
较高。

预应力管桩具有造价经济，工期短，质量有保证等优点，但对土质、场地条
件有一定要求。

钻孔灌注桩不受土质、场地条件限制，但工期长，造价较高。

无论哪种桩基础，在实际应用中均有一定的优缺点。

至于如何具体选择，则需要根据工程实际需要，从拟建场地类型、软土分布、水文条件、周围环境等条件，结合工程具体建设内容、工序的连续性、工期整体控制等各个方面对预应力管桩和钻孔灌注桩进行综合比较。

通过比较分析，提出技术上可行，造价经济的处理方案。

参考文献：
[1]《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
[2]《建筑桩基技术规范》JGJ94-2018。