探析高强预应力管桩在多高层建筑基础设计中的应用
摘要：经过近几年的实践，高强度预应力混凝土管桩（ＰＨＣ）以其桩身混凝土强度高，适应性广，耐冲击性能好，穿透力强，具有承载力高，抗弯抗裂性能好，施工快捷、方便，质量稳定可靠，耐久性好等优点，而被广泛应用于高层建筑基础。关键词：桩 预应力 基础设计
一、前 言
经过近几年的实践，高强度预应力混凝土管桩（ＰＨＣ）以其桩身混凝土强度高，适应性广，耐冲击性能好，穿透力强，具有承载力高，抗弯抗裂性能好，施工快捷、方便，质量稳定可靠，耐久性好等优点，而被广泛应用于高层建筑基础。
二、工程概况
增城市妇幼保健院门诊大楼，占地面积约550平方米，呈“▃”字形，共计九层。首层楼高5.0米，为侯诊大厅；二～九层为各门诊科室，层高二层3.5米，天面层设有水池、洗衣房。结构采用框架结构。该建筑物按规范规定为二级建筑物，抗震等级为三级，抗震设防烈度为6度。场地为旧房拆除地，并已清理成平整的场地。
三、场地工程地质状况
通过钻探揭露，场区上部为第四系覆盖土层，下伏为震旦系片麻岩风化层。第四系覆盖土层由人工堆积，冲积和残积层组成，厚度可达30－40米，土质均匀。
地层由上至下分别为：
（１） 杂填土：灰白色，湿，软弱，由粉土堆填，属高压缩性土，工程性能差，层厚4.6米。
（２） 粘土：砖红色，花斑状，可塑，质纯，粘滑。属中压缩性土，工程性能差，层厚1.3~4.9米。
（３） 细砂：土黄色，饱水，松散，含大量粉粘粒。层厚6.1~7.0米。
（４） 粉质粘土：灰色，粘滑，软塑，为冲击土。属中压缩性土，工程性能差，层厚1.2～2.5米。
（５） 粉砂：灰黑色，松散，饱和，总体略软弱，局部为粉土。属中压缩性土，工程性能差，层厚1.7～4.7米。
（６） 砾砂：土黄色，饱水，中密－密实，含细砾石：0.2－0.5厘米大小，呈次圆次棱角形，成分以石英、硅质岩为主，含量差别大（10%－ 70%）。可作为多层建筑桩端持力层，层厚7.3~11.9米。
（７） a、砂质粘性土：灰褐色，稍湿－湿，以硬塑为主，上部较软，往下渐硬，底部近风化花岗岩，原岩结构清晰，含砂量不大，含亲水矿物，遇水易软化、膨胀。为较为理想的桩端持力层，层厚大于4.1米。b、ZK2钻孔揭露为砂质粘性土：褐黄色，稍湿－湿，硬塑－坚硬。花岗岩全风化形成的未经搬运的残积土。底部为全风化岩。为较为理想的桩端持力层，该层未揭示。
本场地地貌简单，地形平坦，无不良地质现象，属二类场地；场地水对混凝土无侵蚀性。地基各土层承载力参数列于表１。
表1
土 层 号 岩 土 名 称 预应力混凝土管桩 标 贯
N63.5
qsk (kPa) qpk (kPa)
②-1 粘土 20 11.00
②-2 细砂 20 4.80
③ 粉质粘土 30 16.50
④ 粉砂 50 31.30
⑤ 砂砂 38 2600 41.60
⑥ 砂质粘土 35 2500 17.30
⑦ 全风化花岗岩 80 2800 57.00
四、基础方案
（１） 本工程选用高强预应力混凝土管桩（ＰＨＣ），直径为D=400，壁厚为125，C80高强预应力混凝土管桩桩身容许承载力为［Ｒ］＝1800kPa，承载力标准值Rk=1800kN，桩长约17~20米，以冲积沙砾层为桩端持力层，桩端进入持力层1.0米。接桩采用焊接，桩头锚入承台内100，在桩头内插入4Ф22,长2.0米，其中1.0米。锚入桩内并浇C30混凝土封堵。
（２） 单桩承载力的确定：高强预应力混凝土管桩单桩竖向承载力是按桩身额定强度来确定，利用经验公式进行估算，通过现场静荷载试验确定。管桩因管桩外径、壁厚、混凝土强度等级等因素而承载力不同。桩身额定强度，上海《地基基础设计规范》DBJ08-11-89采用了美国UBC和ACI的`计算公式形式，桩身结构强度按下式验算：
σ≤(0.20～0.25)R－0.27σpc