桩基础施工技术新技术专题讲座PCC桩(十五)

讲解人：北京市建筑工程研究院沈保汉

现浇混凝土大直径管桩((Cast-in-Place Concrete Large-Diameter PiPe Pile)简称PCC桩，是河海大学吸收了预应力管桩、振动沉管灌注桩和振动沉模薄壁防渗墙等技术的优点开发出的专利技术(ZL02112538.4，ZL2008100196897，ZL200810019690.X)。该技术于2010年获得中华人民共和国行业标准《现浇混凝土大直径管桩复合地基技术规程》(JGJ/T213-2010)。

PCC桩基本原理

PCC桩是采用专用施工机械将内外双层套管所形成的空心圆柱腔体在活瓣桩靴的保护下沉入地基，到达设计深度后，在腔体内灌注混凝土，然后分段振动拔管，在桩芯土体与外部土体之间形成的管桩。在桩顶设置褥垫层形成PCC桩复合地基。图1为PCC桩复合地基构造详图。

PCC桩复合地基构造详图

PCC桩技术特点

从桩的形态看，PCC桩属于带活瓣桩靴的大直径薄壁管形桩。突破了普通沉管桩和普通预制桩直径定于600mm以内的限制，使桩径大大增加，充分发挥大直径桩稳定和高强度的作用。从成桩工艺来看，PCC桩属于部分挤土桩，该桩是采取振动沉模挤土在腔内灌注混凝土而成的管桩。设在内外套管空腔结构下部内外侧设置成模润滑造浆器，在沉桩过程中，通过压入润滑造浆器泥浆以减少内外套管的摩擦阻力，从而加快沉模速度，同时克服硬土薄层不易贯穿的弊端；在拔出内外套管空腔结构时，可减轻内外侧土的阻力，使之顺利拔出，并使已形成的管桩不被破坏，从而保护桩芯和侧壁土的稳定。

现浇混凝土大直径管桩

采用活瓣桩靴结构，可避免使用预制钢筋混凝土桩尖，降低成本和加快施工进度，并可以调整桩挤土方向。

设置混凝土分流器可以避免管腔中混凝土灌注时的离析和薄厚不均。从成桩机理来看，PCC桩有如下三大作用：一是模板作用。在振动力下环形腔体模板沉入土中后灌注混凝土；当振动模板提拔时，混凝土从环形腔体模板下端灌入环形槽孔内，空腹模板起到了护壁作用，因此不易出现缩壁和塌壁现象。造槽、扩壁、灌注一次性直接成桩，从而保证混凝土在槽孔内良好的充盈性和稳定性。二是振捣作用。环形腔体模板在振动提拔时，对模板内及灌入槽孔内的混凝土有连续振捣作用，使桩体充分振动密实，同时又使混凝土向两侧挤压，管桩壁厚增加。三是挤密作用。在施工过程中由于振动和挤密的原因，可挤密桩间土，挤密范围与环形腔体模板的厚度及原位土体的性质有关。

从桩的承载能力来看，PCC桩具有较高的竖向极限承载力。这是因为在相同混凝土用量的情况下，圆筒形结构比圆柱形结构具有大得多的外表面积和惯性矩，作摩擦型桩使用时，承载力提高很多；同时薄壁圆筒形结构也具有较强的抗弯性能。

从数值模拟分析路堤荷载作用下PCC桩复合地基的工作特性结果表明，PCC单桩在复合地基中控制的加固面积大(对于1m桩径的PCC桩加固面积一般大于10 )，这样桩顶平均竖向应力与桩间软土表面平均竖向应力之比可以达到24左右，大部分荷载传递给桩，有效地减小桩间软土表面及路堤表面的总沉降量和不均匀沉降量。