浅析静压式PHC管桩的沉桩机理及常见问题
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缝。因此 PHC 管桩运到工程场地后，宜进行外观质量检测，必要 时可进行质量抽样检测。
对地质条件复杂，持力层起伏较大的工程场地，即使地质资 料详细完整，也很难估计桩的实际长度，容易造成配桩超长或送
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绿色环保建材
桩过深的情况，超长需截桩，过深则需接桩，加大了工程成本。 4.2 终压力的确定
前面已提到终压力的确定宜根据施工经验、桩长、桩周土和 桩端土的特性及设计要求综合确定，结合施工过程的实际情况 进行合理调整。许多工程在施工时，由于终压力的确定不当，导 致 检 测 试 验 时 单 桩 竖 向 承 载 力 值 不 满 足 设 计 要 求 ，见 工 程 实 例 3。
降量 承载力 (mm) 设计值
(KN)
23# 10.0 41 815 912 51.13 798 10.41 1000
注明：新回填土达 4 米
4 静压式 PHC 管桩施工过程中常见问题分析
4.1 PHC 管桩自身存在问题 PHC 管桩虽然质量稳定，但也会出现壁厚不均匀的情况； PHC 管桩虽然强度高，但易脆，桩身受外力作用易产生裂
可靠、标准化程度高、桩身混凝土强度高、贯入性好、运输吊装方 便等特点。一般采用静压法施工，是通过静力压桩机以压桩机 自重和机架上的配重反力而将管桩压入土中的沉桩工艺。这种 方法具有低燥音、无振动、工艺简明直观、接桩灵活、穿透力强、 施工速度快、检测方便等优点，这种桩型的整体质量明显好于其 它传统桩型，质量问题明显减少。因其有较传统桩型无法比拟 的优点，得到推广运用。对此有必要对预应力管桩的沉桩原理 及 常 见 问 题 进 行 分 析 讨 论 ，利 于 有 效 控 制 预 应 力 管 桩 的 施 工 质量。
工程实例 3 马龙县龙庭苑御苑住宅（3 幢）载荷试验
桩号
桩 土体
试验最
终压
长 休止
终施加
力
(m 期
载荷
(KN)
m) (天)
(KN)
相应 沉降
量 (mm)
单桩 竖向 极限 承载 力值 (KN)
单桩竖 相应沉 向极限
降量 承载力 (mm) 设计值
(KN)
11.
≥
23#
28 1120 1311 11.40
施工技术
浅析静压式 PHC 管桩的沉桩机理及常见问题
梁竹林
云南省马龙县工程质量监督站
摘 要：本文探讨预应力 PHC 管桩沉桩机理，阐述沉桩的终 压力与极限承载力的关系，并对工程中常见的质量问题及处理 方法进行分析。
关键词：管桩；沉桩机理；终压力与承载力；常见问题
1 前言 PHC 管桩即混凝土预应力管桩，这种桩具有产品质量稳定
3 终压力与极限承载力 在静压桩施工完成后，土体中孔隙水压力开始消散，土体发
生固法强度逐渐恢复，上部桩桩穴区被充满，中部桩滑移区消 失，下部桩挤压区压力减小，这时桩才开始获得了工程意义上的 极限承载力。从大量的工程实践看，粘性土中长度较长的静压 桩其最终的极限承载力比压桩施工时的终压力要大（见工程实 例 1)，在某些土体固结系数较高的软土地区，静压桩最后获得的 单桩竖向极限承载力可比终压力值高出一倍多；但粘性土中的 短桩，土体强度经一段时间的恢复，摩阻力虽有提高，但因桩身 短，侧摩阻力占桩的极限承载力的比例差异不大，最终极限承载 力达不到桩的终压力（见工程实例 2）。因此桩的终压力与极限 承载力是两个不同的概念，两者数值上不一定相等，主要与桩 长、桩周土及桩端土的性质相关，但两者也有一定的联系，终压 力的确定是静压预应力 PHC 管桩施工成败的关键（其基桩极限 承载力值是否满足设计值要求），在施工时宜结合施工经验、桩 长、地质情况及试桩情况综合分析确定。结合几个工程 PHC 桩 的施工及检查情况，提出自己的想法，供同行参考。对设计承载 力高的桩基工程，终压力值宜达到设计值的 2 倍以上，并视地层 情况及布桩情况考虑复压；对于短桩，终压力宜控制在设计值的 2 倍以上，并考虑复压 3 次以上；对于中长桩，终压力宜控制在设 计值的 1.5-2 倍；对于长桩，终压力宜控制在设计值 1.0-1.5 倍。
≥11.40
00
1311
14.
117#
42 896 1226 53.11 1140 7.76 1300
00
16.
216#
41 784 1226 51.39 1140 6.77
工程实例 1 马龙县法院审判法庭工程桩静载试验
桩长 桩号
(mm)
土体 休止
期 (天)
终压 力 (KN)
试验最 终施加
载荷 (KN)
相应 沉降
量 (mm)
单桩 竖向 极限 承载 力值 (KN)
单桩竖 相应沉 向极限
降量 承载力 (mm) 设计值
(KN)
6# 17.0 1
1026 8.52 ≥1026 ≥8.52
极限承载力远大于极限承载力设计值。
6# Q-S 曲线
112# Q-S 曲线
工程实例 2 马龙县工商局红盾家园小区 B 户型住宅工程桩 载荷试验
wk.baidu.com
桩长 桩号
(mm)
土体 休止
期 (天)
终压 力 (KN)
试验最 终施加
载荷 (KN)
相应 沉降
量 (mm)
单桩 竖向 极限 承载 力值 (KN)
单桩竖 相应沉 向极限
24# 13.0 1 1050 1026 14.73 ≥1026 ≥14.73 1000
112# 15.3 7
1026 9.0 ≥1026 ≥9.00
说明:1、由施工期紧，经业主、设计、监理、施工等部门同意在基桩休止
期未达规范要求的情况下进行工程桩试验。
2、基桩试验时土体休止期很短，从沉降 Q-S 曲线不难看出其单桩竖向
2 静压式预应力 PHC 管桩的沉桩机理 沉桩施工时，桩尖“刺入”土体中时，厚状土的初应力状态受
到破坏，造成桩尖下土体的压缩变形，土体对桩尖产生相应应 力，随着桩贯入压力的增大，当桩尖处土体所受压力超过其抗剪 强度时，土体发生急剧变形而达到极限破坏，土体产生塑性流动 或挤密侧移或下拖。在地表处，粘性土体会向上隆起，砂性土则 会被拖带下沉；在地面深处由于上覆土层的压力，土体主要向桩 周水平方向挤开，使贴近桩周处土体结构完全破坏。由于较大 的幅射向压力的作用也使邻近桩周处土体受到较大的扰动影 响，此时，桩身必然会受到土体的强大法向抗力所引起的桩周摩 阻力和桩尖阻力的抵抗；桩顶静压力大于沉桩时的这些抵抗阻 力，桩将继续“刺入”下沉，反之则停止下沉。
对地质条件复杂，持力层起伏较大的工程场地，即使地质资 料详细完整，也很难估计桩的实际长度，容易造成配桩超长或送
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桩过深的情况，超长需截桩，过深则需接桩，加大了工程成本。 4.2 终压力的确定
前面已提到终压力的确定宜根据施工经验、桩长、桩周土和 桩端土的特性及设计要求综合确定，结合施工过程的实际情况 进行合理调整。许多工程在施工时，由于终压力的确定不当，导 致 检 测 试 验 时 单 桩 竖 向 承 载 力 值 不 满 足 设 计 要 求 ，见 工 程 实 例 3。
降量 承载力 (mm) 设计值
(KN)
23# 10.0 41 815 912 51.13 798 10.41 1000
注明：新回填土达 4 米
4 静压式 PHC 管桩施工过程中常见问题分析
4.1 PHC 管桩自身存在问题 PHC 管桩虽然质量稳定，但也会出现壁厚不均匀的情况； PHC 管桩虽然强度高，但易脆，桩身受外力作用易产生裂
可靠、标准化程度高、桩身混凝土强度高、贯入性好、运输吊装方 便等特点。一般采用静压法施工，是通过静力压桩机以压桩机 自重和机架上的配重反力而将管桩压入土中的沉桩工艺。这种 方法具有低燥音、无振动、工艺简明直观、接桩灵活、穿透力强、 施工速度快、检测方便等优点，这种桩型的整体质量明显好于其 它传统桩型，质量问题明显减少。因其有较传统桩型无法比拟 的优点，得到推广运用。对此有必要对预应力管桩的沉桩原理 及 常 见 问 题 进 行 分 析 讨 论 ，利 于 有 效 控 制 预 应 力 管 桩 的 施 工 质量。
工程实例 3 马龙县龙庭苑御苑住宅（3 幢）载荷试验
桩号
桩 土体
试验最
终压
长 休止
终施加
力
(m 期
载荷
(KN)
m) (天)
(KN)
相应 沉降
量 (mm)
单桩 竖向 极限 承载 力值 (KN)
单桩竖 相应沉 向极限
降量 承载力 (mm) 设计值
(KN)
11.
≥
23#
28 1120 1311 11.40
施工技术
浅析静压式 PHC 管桩的沉桩机理及常见问题
梁竹林
云南省马龙县工程质量监督站
摘 要：本文探讨预应力 PHC 管桩沉桩机理，阐述沉桩的终 压力与极限承载力的关系，并对工程中常见的质量问题及处理 方法进行分析。
关键词：管桩；沉桩机理；终压力与承载力；常见问题
1 前言 PHC 管桩即混凝土预应力管桩，这种桩具有产品质量稳定
3 终压力与极限承载力 在静压桩施工完成后，土体中孔隙水压力开始消散，土体发
生固法强度逐渐恢复，上部桩桩穴区被充满，中部桩滑移区消 失，下部桩挤压区压力减小，这时桩才开始获得了工程意义上的 极限承载力。从大量的工程实践看，粘性土中长度较长的静压 桩其最终的极限承载力比压桩施工时的终压力要大（见工程实 例 1)，在某些土体固结系数较高的软土地区，静压桩最后获得的 单桩竖向极限承载力可比终压力值高出一倍多；但粘性土中的 短桩，土体强度经一段时间的恢复，摩阻力虽有提高，但因桩身 短，侧摩阻力占桩的极限承载力的比例差异不大，最终极限承载 力达不到桩的终压力（见工程实例 2）。因此桩的终压力与极限 承载力是两个不同的概念，两者数值上不一定相等，主要与桩 长、桩周土及桩端土的性质相关，但两者也有一定的联系，终压 力的确定是静压预应力 PHC 管桩施工成败的关键（其基桩极限 承载力值是否满足设计值要求），在施工时宜结合施工经验、桩 长、地质情况及试桩情况综合分析确定。结合几个工程 PHC 桩 的施工及检查情况，提出自己的想法，供同行参考。对设计承载 力高的桩基工程，终压力值宜达到设计值的 2 倍以上，并视地层 情况及布桩情况考虑复压；对于短桩，终压力宜控制在设计值的 2 倍以上，并考虑复压 3 次以上；对于中长桩，终压力宜控制在设 计值的 1.5-2 倍；对于长桩，终压力宜控制在设计值 1.0-1.5 倍。
≥11.40
00
1311
14.
117#
42 896 1226 53.11 1140 7.76 1300
00
16.
216#
41 784 1226 51.39 1140 6.77
工程实例 1 马龙县法院审判法庭工程桩静载试验
桩长 桩号
(mm)
土体 休止
期 (天)
终压 力 (KN)
试验最 终施加
载荷 (KN)
相应 沉降
量 (mm)
单桩 竖向 极限 承载 力值 (KN)
单桩竖 相应沉 向极限
降量 承载力 (mm) 设计值
(KN)
6# 17.0 1
1026 8.52 ≥1026 ≥8.52
极限承载力远大于极限承载力设计值。
6# Q-S 曲线
112# Q-S 曲线
工程实例 2 马龙县工商局红盾家园小区 B 户型住宅工程桩 载荷试验
wk.baidu.com
桩长 桩号
(mm)
土体 休止
期 (天)
终压 力 (KN)
试验最 终施加
载荷 (KN)
相应 沉降
量 (mm)
单桩 竖向 极限 承载 力值 (KN)
单桩竖 相应沉 向极限
24# 13.0 1 1050 1026 14.73 ≥1026 ≥14.73 1000
112# 15.3 7
1026 9.0 ≥1026 ≥9.00
说明:1、由施工期紧，经业主、设计、监理、施工等部门同意在基桩休止
期未达规范要求的情况下进行工程桩试验。
2、基桩试验时土体休止期很短，从沉降 Q-S 曲线不难看出其单桩竖向
2 静压式预应力 PHC 管桩的沉桩机理 沉桩施工时，桩尖“刺入”土体中时，厚状土的初应力状态受
到破坏，造成桩尖下土体的压缩变形，土体对桩尖产生相应应 力，随着桩贯入压力的增大，当桩尖处土体所受压力超过其抗剪 强度时，土体发生急剧变形而达到极限破坏，土体产生塑性流动 或挤密侧移或下拖。在地表处，粘性土体会向上隆起，砂性土则 会被拖带下沉；在地面深处由于上覆土层的压力，土体主要向桩 周水平方向挤开，使贴近桩周处土体结构完全破坏。由于较大 的幅射向压力的作用也使邻近桩周处土体受到较大的扰动影 响，此时，桩身必然会受到土体的强大法向抗力所引起的桩周摩 阻力和桩尖阻力的抵抗；桩顶静压力大于沉桩时的这些抵抗阻 力，桩将继续“刺入”下沉，反之则停止下沉。