管桩钢桩尖的正确选用

管桩钢桩尖的正确选用谈维汉李法尧【摘要】不同的地质选用不同的桩尖，可使管桩的成形得到更好的保证，本文提供了一些新的桩尖型式。【关键词】管桩烂桩桩尖预应力高强混凝土管桩（简称PHC桩，以下称管桩）因其特有的优越性，在珠江三角洲及上海、江苏、浙江、福建、天津等沿海地区得到广泛应用。但在施工过程中，有时不可避免地会发生一些烂桩，对此，不了解管桩特性的人往往会怀疑管桩的混凝土强度不足。其实，这是一种误解，真正的原因是与复杂多变的地质构造有关。同时，广东省标准DBJ/T15-22-98《预应力混凝土管桩基础技术规程》（以下简称《规程》）中提供的几种钢桩尖也不能适应所有的地质情况。笔者在实践过程中，经过试用，总结了几种不同的桩尖类型，以适应不同的地质情况，对减少烂桩发挥了一定的作用。一.《规程》提供的十字型桩尖对于一硬即硬而且是特别硬（达到强风化与中风化之间）的持力层地质时是不适应的。因为破岩的十字刀是平底的，而岩面不可能完全水平，当破岩刀碰到岩面时，所产生的强大的反力只作用于刀刃的一角；强大的偏心力等于在管桩端部施加了一个很大的弯矩，而且因为桩尖以上的土层很软弱，不能承受多大的弯矩，这时管桩端部受力的一角就很容易压凹，进而在管桩端部以上约4~5倍桩径处裂断而破坏。（图1）这种情况经常出现，应对桩尖进行改良。二.平底十字型桩尖的改良。图1桩尖受力示意1.尖底十字型桩尖。这是把《规程》中所提供的十字型桩尖的刀刃大部分改为斜边，中间保留约d/5宽的平底，见图2。该桩尖比平底十字型桩尖的适应能力更强，有利于进入层面倾斜的坚硬持力层。表中h项有两个数字，括号内数字用于持力层岩面较斜（≥30o）的地质。在一般情况下，我们也可以采用这种桩尖来取代《规程》所提供的平底十字型桩尖，而且具有较好的经济效益，值得推广。图2尖底十字型桩尖尖底十字型桩尖尺寸表2.锯齿式十字型桩尖。该桩尖也是由十字型桩尖改造而成（图3），适用于等持力层岩面倾斜度较大（≥45o）的地质，对防止水平偏移效果较为明显。图3锯齿式十字型桩尖锯齿式十字型桩尖尺寸表三.圆锥型桩尖的改良。由于圆锥型桩尖的加工较为复杂，且成本较高，笔者提出了一种方锥型桩尖（图4），用来取代圆锥型桩尖。该桩尖的刚性好，适用于要穿越厚砂砾层的地质，而且加工方便，造价也比圆锥型桩尖低很多。图4方锥型桩尖桩径D(mm)D1(mm)h(mm)b(mm)δ(mm)t(mm)最小净重(kg/个)Φ30026070(100)60≥16≥86.0(7.1)Φ400350100(135)80≥18≥1013.3(15.3)Φ500450120(175)100≥18≥1021.4(25.5)Φ550490125(190)110≥18≥1227.9(33.2)Φ600540130(210)120≥18≥1233.2(40.4)桩径D(mm)D1(mm)h(mm)na(mm)b(mm)c(mm)δ(mm)t(mm)最小净重(kg/个)Φ3002601352458045≥16≥88.7Φ40035017526011055≥18≥1018.3Φ5004502253609045≥18≥1028.7Φ55049024536510050≥18≥1237.2Φ60054027037512060≥18≥1245.6方锥型桩尖尺寸表桩径D(mm)D1(mm)d(mm)h(mm)a(mm)b(mm)δ(mm)t(mm)最小净重(kg/个)Φ30026080130184184≥10≥88.70Φ400350110175247247≥12≥1018.6Φ500450140225318318≥12≥1030.5Φ550490190245346346≥14≥1241.5Φ600540220270382382≥14≥1250.1四.H型钢桩尖。（图5）这种桩尖的导向性和刚性都很好，还可以把长度h加大，使其具有一定的柔性，对于特别倾斜的持力层，其适应性更好。制作时H型钢可以选用成型的钢材，也可以用三块钢板拼焊而成。图5H型钢桩尖H型钢桩尖尺寸表桩径D(mm)D1(mm)h(mm)HW型钢(mm)a(mm)b(mm)δ(mm)t1(mm)t2(mm)最小净重(kg/个)Φ300280190200x20020013512≥8≥813.3Φ400360250250x25025017014≥10≥1025.8Φ500450300300x30030020515≥10≥1040.3Φ550490300350x35035023519≥12≥1057.6Φ600570300400x40040027021≥12≥1073.7五.结束语。《规程》中有关桩尖的规定和要求仅仅按一般工程情况考虑，提供参考和使用的，未能全面适应各种复杂的地质情况。每个工程技术人员，在工程实践中应该根据实际地质情况采用合适的桩尖，提出切合实际的施工方法，然后再进行试用，加以考证，就可以得到较好的效果，使烂桩率大为减少。以上所列的几种桩尖型式，笔者在工程实践中都有过成功的经验，限于篇幅，此处不再累赘。文中不足之处，请各同行不吝赐教。【参考资料】1.广东省标准《预应力混凝土管桩基础技术规程》DBJ/T15-22-98