方桩与管桩知识

空心方桩与管桩性能比较

空心方桩按混凝土的登记强度及混凝土承载截面的大小可分为：①预应力混凝土空心方桩（KFZ）；②预应力高强混凝土空心方桩（HKFZ）；③薄壁预应力混凝土空心方桩（TKFZ）；其中TKFZ主要用于纯摩檫桩为主的地质，而HKFZ主要用于高层建筑上或有高耐腐蚀要求的地质情况，KFZ与TKFZ的混凝土强度等级为C60，HKFZ的混凝土强度等级为C80。空心方桩的外边长主要有300×300～1000×1000，以每50为增量。相对于其它桩型，特别是预应力混凝土管桩而言，其突出的优点在：①外表面积大且成方型或多边角型，在土层中桩体与土的休止角比圆型的外表大得多，这就意味着空心方桩比管桩在同等地质条件下能获得更大的承载力，为工程省下大量的基础资金；②从下表的对比情况看，350的空心方桩的桩本身承载力要相当于500外径的厚壁管桩，每KN承载力造价要低于预应力混凝土管桩，这意味着设计人员在同样的设计承载力下可优选方桩，而350的空心方桩市场售价比500外径的厚壁管桩要小，可省下一大笔材料费；③方桩的理论计算抗剪力是同等管桩的2-3倍，据日本建设省的实际测试，是管桩的4.5倍，这说明空心方桩的抗震性能非常优越，很值得在多震的区域及高层建筑、大面积地下室的建筑物基础中推广使用；④空心方桩继承并发扬了原有混凝土方桩施工破损率低的特点，高强混凝土配上方形的头部，比管桩有更好的耐冲击性能，和小得多的桩头破损率；方形比圆形有更大的焊接周长，充分保证每节桩之间的有效焊接强度，大大减小了方桩在施工中出现接头脱焊或位移现象，使成桩质量更优；⑤方桩的外形更容易开发出非焊接的快速连接头，能真正做到全天候施工，施工更快捷，可避免在高地下水位中出现焊接桩头开裂现象。

空心方桩的使用，因其诸多优点，必将为市场所接受，并得到推广使用。日本，作为管桩的发明者，从20世纪60年代起大量推广使用，近年来，其管桩的使用逐年减小，2004年全国使用管桩不到500万米；而从2000年开发出新型方桩以来使用量已经占所有桩型的40%，可见方桩的优势。美国也类似日本，2003年预应力空心方桩的使用达到了9000万米，占总用桩量的35%，由“上海中技桩业参照国外经验并按符合我国地质和制造情况的空心方桩已开发完成，并在工程实践中大量使用，目前从所使用的工程情况分析，方桩已取得了良好的技术性能优势。

预应力管桩的简单介绍预应力混凝土管桩（以下简称预应力管桩或管桩）可分为后张法预应力管桩和先张法预应力管桩。先张法预应力管桩是采用先张法预应力工艺和离心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。管桩按混凝土强度等级和壁厚分为预应力混凝土管桩、预应力高强混凝土管桩代号为PC，

预应力高强混凝土管桩代号为PHC.薄壁管桩代号为PTC.PC桩的混凝土强度不得低于C50砼，薄壁管桩强度等级不得低于C60，PHC桩的混凝土强度等级不得低于C80。PCS桩和PTC 桩一般采用常压蒸汽养护，一般要经过28天才能施打。而PHC桩，脱模后要进入高压釜蒸养，经10个大气压、180度左右的蒸压养护，混凝土强度等级达C80从成型到使用的最短时间只需三、四天。

管桩按外径分为300毫米、350毫米、400毫米、450毫米、500毫米、550毫米、600毫米、800毫米和1000毫米等规格，实际生产的管径以300毫米、400毫米、500毫米、600毫米为主。我公司目前以直径400、600外径为主，管桩全是工厂化生产，常用节长8-12米，98年上海三航局预制厂为适应深水港码头建设的需要，生产节长30米的管桩，还根据设计使用的要求，少量生产4-5米的短节桩。管桩按桩身抗裂弯矩的大小分为A型、AB型和B 型。A型的有效预应力约为3.5-4.2Mpa，AB型为5.0Mpa，B型约为5.5-6.0Mpa，一般管桩有4-5Mpa的有效预应力，打桩时桩身混凝土可有效地抵抗仃桩拉应力，所以，对于一般的建筑工程，选用我国规定的A或AB型的管桩就可以。

每节管桩都有出厂标记，表示在管桩表面距端头1.0米左右的地方。标记示例：外径600毫米、壁厚105毫米、长度12米的A型预应力高强混凝土管桩的标记为：PHC-A600-105-12。管桩的接头，过去个别厂的产品采用法兰盘螺栓联结，现在几乎全部采用端头板电焊联结法。端头板是管桩顶端的一块圆环形铁板，厚度一般为18-22毫米，端板外缘沿圆周留有坡口，管桩对接后坡口变成U型，烧焊时将管桩周过的U型坡口填满即可。

预应力管桩沉入土中的第一节桩称为底桩。底桩下端部都要设置桩尖（靴）。管桩桩尖（靴）形式主要有三种：十字型、圆锥型和开口型。十字型和圆锥型也称闭口型。上海地区采用开口型桩尖（靴）比较多，而广东及港澳地区，采用十字型桩尖（靴）较多。开口型桩尖（靴）沉入土层后桩身下部约有1/3桩长的内腔被土体塞住，沉桩时发生的挤土作用比封口型桩尖（靴）要小一些。但封口型桩尖沉入土层中，桩身内腔在电灯和手电光的照射下一目了然，因此，可用目测法检查成桩的桩身质量，并用直接量测法复测沉桩长度。桩尖规格不符合设计要求，也会造成工程质量事故，所以广东标准《预应力管桩基础技术规程》DBJ15-22-98对常用桩尖规格作出了规定。

管桩沉桩方法有多种，在我国国内施工过的方法有：锤击法、静压法、震动法、射水法、预钻孔法及中掘法等，而以静压法用得最多。由于柴油锤打桩时震动剧烈、噪音大，为适应市区施工需要，近几年来我国各地开发了大吨位的静力压桩机施压预应力管桩的工艺，静力压桩机又可分为顶压式和抱压式，抱压式是桩机的夹板夹紧桩身，依靠持板的磨擦力大于入

土阻力的原理工作，静力压桩机最大压桩力可达5000-6000kN，可将直径500、600的预应力管桩压到设计要求的持力层，从而大大推动了预应力管桩的应用和发展。

目前我们房屋的工业与民用建筑的桩基础常用的一般为先张法工艺制作的预应力高强混凝土管桩（即：PHC桩）和预应力混凝土管桩（即PC桩）。这两类桩适用于非抗震和抗震烈度6度和7度的地区。PHC桩和PC桩按桩身混凝土有效预应力值或其抗弯性能分为A型/AB 型/B型/C型四种。PHC桩一般桩径有300mm/400mm/500mm/550mm/600mm/800mm/1000mm;PC 桩一般桩径有300mm/400/500mm/550mm/600mm. 管桩水泥宜采用32.5级以上的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、管桩水泥。当管桩用于摩擦型桩时桩长径比不宜大于100；用于端承型桩桩的长径比不宜大于80。

大家主要关心的A桩和AB桩主要区别简单讲就是钢筋用量不一样，例如：外径300mm 桩，壁厚70mm单节桩长11米以内要求A桩钢筋6Φ7.1而AB桩为6Φ9.0，可见AB桩的钢筋比较粗！同样情况下B桩为8Φ9.0，C桩为8Φ10.7，可见钢筋量或直径都不一样。显然用量越大，结构越安全。实际设计必须参照地质资料和上部荷载确定桩的类型和设计桩长。简单区别如上。以上内容参照《建筑地基基础设计规范》，《先张法预应力混凝土管桩》，《预应力混凝土管桩》等规范供大家参考！

预应力高强混凝土管桩的A、AB、B和C型是按照施加的有效预压应力分类的，它们的有效预压应力分别为4MPa、6MPa、8MPa和10MPa，A型和B型桩身竖向承载力几乎是一样的，只不过AB型抗弯性能比A型好，要穿过坚硬土层时在较大的锤击力下也不至于打碎，对于静压施工来说，同样弯曲度的情况下，A型比AB型更容易被压断。

管桩管桩

管桩分为后张法预应力管桩和先张法预应力管桩,预应力混凝土管桩（PC管桩）和预应力混凝土薄壁管桩（PTC管桩）及高强度预应力混凝土管桩（PHC管桩).

先张法预应力管桩是采用先张法预应力工艺和离心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。

管桩按混凝土强度等级和壁厚分为预应力混凝土管桩、预应力高强混凝土管桩代号为PC，预应力高强混凝土管桩代号为PHC.薄壁管桩代号为PTC.PC桩的混凝土强度不得低于C50砼，薄壁管桩强度等级不得低于C60，PHC桩的混凝土强度等级不得低于C80。PCS桩和PTC 桩一般采用常压蒸汽养护，一般要经过28天才能施打。而PHC桩，脱模后要进入高压釜蒸养，经10个大气压、180度左右的蒸压养护，混凝土强度等级达C80从成型到使用的最短时间只需三、四天。

管桩按外径分为300毫米、350毫米、400毫米、450毫米、500毫米、550毫米、600毫米、800毫米和1000毫米等规格，实际生产的管径以300毫米、400毫米、500毫米、600毫米为主

钢材材料

预应力混凝土用钢棒（pc 钢棒）

预应力混凝土用钢棒，执行标准为YB/T111-1997，产品代号为SBPDL 1275/1420，主要规格有Ф7.1mm，ф9.0mm，ф10.7mm，ф12.6mm。包装为盘卷。主要特点：屈服强度高达1275 MPa，拉伸强度高达 1422 MPa，延伸率良好（d8’5％）；表面有周期性变化的刻痕（3～6头螺旋凹线），与混凝土有良好的握裹力，具有与7股钢绞线一样的粘结性能；由于采用的是低碳钢，具有良好的点焊性能。使用PC钢棒编笼，可以很方便地采用自动混焊工艺生产混凝土管桩。有良好的镦锻性能，应用于现场施工时，可以端部镦头和滚丝；当作为钢筋整体预张拉时，锚固极为方便。PC钢棒成品卷起是在弹性范围内，故成品松卷后会自动伸直，而无需再矫直。该产品经过各种严格的理化检验，是螺纹钢和建筑线材的替代产品。

管桩型号实例：

PTC-500（70）A-C70-8

意义如下：500mm表示管桩外径，70mm表示壁厚，C70-表示砼强度，8，单位m，表示管桩长度

PHC预应力管桩施工方法

1、施工放样：

1）为保证施工放样的准确性，要求:①放样的技术人员，要认真学习和弄懂要施工的所有图纸。

②对桩位的放样，应根据甲方及测量部门所提供的单体座标、控制点、利用J2经纬仪，配合符合国家标准计量所认可的50米钢尺进行放样。放样时应根据设计图纸的要求做出各轴线的标志，且做好四个角落，八个方位及通长轴的控制点。控制点的埋设应牢固可靠，不易损坏。放样人中的经纬仪操作者应配备两人，一个测放，一个复核，相互交叉，配合施工操作。放完样后，通知甲方及测量部门或监理部门进行校核。

③桩圆心位置放样偏差不得大于20mm。

2、压桩顺序确定：《建筑桩基技术规范》规定压桩顺序应符合下列原则：①空旷场地压桩应由中心向四周安排压桩顺序；

②某一侧有需要保护的建筑（构）筑物或地下管线时，则应由该侧向远离的方向安排压桩

顺序；

③有不同深度的基桩时，应按先深后浅的原则安排压桩顺序；

④有不同规格型号的基桩时，应按先大后小，先长后短的原则安排压桩顺序；

⑤压桩机运行线路经济合理，运桩、喂桩方便。

总结以上各方面要求，确定本工程压桩顺序为：从建筑物中心向四周施工，施工时应尽量沿路及建筑物平行施工，以减小对相邻市政工程地下管理网及建筑物的挤压作用。

３、压桩：

1）在吊桩的同时，桩机要移动到施工的桩位上且对好桩位。

2）吊起的桩在插入桩机的夹持箱内时，桩机上的操作人员应配合，把桩对准夹持箱的夹口，然后指挥吊车慢慢把桩放下，放下位置大约在桩尖距离地面10cm处停下，夹持器把桩夹紧，吊车的吊钩放松离开钢丝绳。

3）移动桩机，使桩尖对准桩位后，进行压桩。

4）在夹持器夹桩时，压力要控制好，以免压力过大而把桩夹裂。

5）压入第一节桩是保证整根桩质量的关键，应认真做好定位和校直工作。压入时，先应根据机上水平仪调平机台同时须在桩机的正面和侧面分别架设线垂，监控下桩垂直度偏差不得大于Ｌ／200。

6）若桩身垂直度偏大，须拔出已压入部分，并根据经纬仪指示调整机台水平度使桩身垂直，同时记录此时机台水平仪的偏差量作为下次调节器调平的修正值，再行压入。并认真注意压桩时的桩身和压力表的变化情况，如有异常偏移或倾斜应立即分析原因，并采取校正措施。在确认压入方向无异常时，方可连续施工。

7）应合理调配管节长度，尽量避免接桩时桩尖处于或接近硬持力层。

8）接桩时上节桩与下节桩应对直，下节桩不得已呈倾斜状态时，上节桩仍应以轴线垂直为准，下、下两块端桩轴向错位量应小于10mm，坡口根部间隙小于４mm，若根部间隙过大，应用铁片填实再行施焊。

9）现场电焊可采用手工电弧焊，手工焊焊条采用Ｔ422或Ｔ426。

10）焊接工艺应符合如下规定：①上、下端板应除污、除锈。坡口处呈金属光泽方可施焊；②选用焊条直径应能满足焊透坡口根部的要求，一般规定根部打底须用直径３－４mm的焊条，其余部分可用４－５mm的焊条；③焊接时分层对称均匀连续施焊，焊接道数不少于２道，每道焊接接头必须超前引弧以免产生缺陷，根部必须须焊透。焊接部分不得有凹痕、咬边、焊瘤、夹渣、裂缝等有害缺陷。表面加强焊缝堆高应饱满。焊接后应进行外观检查，发现

有缺陷应返工修整，同一道焊缝返修次数不得超过２次。④接桩宜设导向箍就位上节桩，上下应顺直，错位偏差不宜大于10mm。焊接层数不得少于二层，内层焊渣必须清理干净后方能施焊外一层。焊接时先在坡口圆周上对称点焊４点，然后对称焊接，两人同时对角对称进行，焊缝应连续饱满，桩端处间隙采用厚薄适当、最好加工成楔形的铁片填实焊牢。尽可能缩小接桩时间，焊后自然冷却８分钟。焊接接桩应按隐蔽工程进行验收。⑤大风和雨天，应有可靠的防风、防雨措施，否则不得进行焊接施工。

11）为避免对桩身造成不必要的损坏，压桩过程中应严格控制夹桩力，其对桩身产生的最大面压力不大于压桩力。并应采取逐次加压，均匀施力的步骤，先初步夹紧，然后分次加压至所需压力止。严禁骤然升压。

12）压桩过程中若出现压桩力突变、桩身位移、倾斜，桩周涌水地表严重隆起或桩身破损，应立即停压，并上报相关部门，待查明原因进行必要的处理，方可继续进行施工。

13）压桩应持荷稳压５分钟，桩不下沉方可停止施压。

14）为防止停压后桩身反弹，引起的承载力降低，在停压后应进行复压，复压需进行二次，每次持荷稳定时间不少于10秒。

15）需要送桩时，送桩轴线必须与桩轴线一致。送桩作业必须使用圆钢管送桩器，不得以管桩本身作送桩用，避免对管桩造成损坏。

16）压桩过程中遇障碍或因地基原因，致使桩位偏移倾斜时，应会同有关方面确认，不允许强行纠偏。

17）整根桩应力求连续施工，间歇时间应尽量减少。

18）ＰＨＣ管桩的截桩应使用截桩器。严禁用大锤横向敲击，以免损坏桩身。

19）静压桩机所有压力仪器仪表应按规定送检，以保证夹桩及压桩力控制准确。

20）压桩过程中，驾驶室内的操作人，要注意压力表的压力值，出现有激烈抖动，应立刻停止压桩，以免遇到石头把桩尖损坏。

附：管桩外观质量的验收标准

项目质量要求

粘皮和麻面

局部粘皮和麻面累积面积不大于桩身总表面积的0．5%，其深度不得大于10mm。允许作有效修补。

桩身合缝漏浆

合缝漏浆深度小于主筋保护层厚度，每处漏浆长度不大于300mm，累计长度不大于管桩长

度的10%，或对称漏浆的搭接长度不大于100mm，允许作有效修补。

局部磕损

磕损深度不大于10mm，每处面积不大于50cm２，允许作有效修补。

内外表面露筋

不允许表面裂缝

不允许出现环向或纵向裂缝，但龟裂、水纹及浮浆层裂纹不在此限。

端面平整度

管桩端面砼及主筋镦头不得高出端板平面。

断筋、脱头

不允许，但当预应力主筋采用钢丝且其断丝数量不大于钢丝总数的３％时，允许使用。桩套箍（钢裙板）凹陷

凹陷深度不得大于10mm，每处面积不大于25cm２。

内表面砼坍落

不允许桩接头及桩套箍（钢裙板）与砼结合处漏浆,漏浆深度小于主筋保护层厚度，漏浆长度不大于周长的1／4，允许作有效修补。

空洞和蜂窝

不允许其它离心成型后废浆液应倒清