钻孔灌注桩与PHC管桩的分析与对比

钻孔灌注桩与PHC管桩的分析与对比

陈益品

浙江省地矿建设有限公司浙江杭州310000

摘要：本文就钻孔灌注桩与PHC管桩的性价比以及施工成本、质量效果、环保效益等对比分析基础上，以某软土基坑支护工程为例，对其施工应用的作用优势进行研究。

关键词：钻孔灌注桩PHC桩软土基坑支护应用对比

在社会经济的发展推动下，各项工程项目建设也取得了相应的突破和发展，对工程建设应用技术及质量水平要求越来越高。其中，基础工程作为项目建设重要一部分，其施工质量及成本等，对整个工程项目建设的质量、效益都存在较大的影响。桩基础作为基础处理的主要技术方式，在各类建筑以及道路桥梁等工程建设中都有广泛的应用，而第钻孔灌注桩与PHC管桩作为桩基础中使用最多的两种类型，其具有各自不同的特征和优势，在工程项目基础施工中的应用效果也表现不同。下文将对钻孔灌注桩与PHC管桩进行对比分析，以供参考。

1、钻孔灌注桩与PHC管桩的各项性能特点对比分析

结合桩基础施工实际情况，钻孔灌注桩与PHC管桩作为两种较为常见的桩基础类型，其中，PHC管桩进行基础施工应用，具有施工速度快，且造价低、桩身质量可控性较好等特征优势，但由于其抗弯性能较差，再加上桩长较短并且无法接长等原因，在基础施工中存在一定的局限性，而钻孔灌注桩则具有适应性较强等优势，但由于其施工工序复杂，且桩身质量可控性较差、施工成本较高等，也存在一定的局限性。

首先，在施工应用的性价比上，从单桩承载力情况来看，由于桩基础的承载力确定是进行桩基础施工设计的重要内容和部分，其中，单桩承载力则是桩基承载力设计确定的基本要素，一般情况下，在进行桩基础承载力设计中，对单桩承载力计算需要从桩身强度与岩土阻力两个方面进行计算分析，以其计算结果的最小值作为桩基础的单桩承载力大小。根据PHC管桩与钻孔灌注桩的单桩承载力计算公式，其中，以桩身强度进行单桩承载力计算中，在桩身截面与桩径大小相同的情况，PHC管桩的桩身强度等级明显高于钻孔灌注桩，由此可见，PHC管桩单桩轴向承载力较钻孔灌注桩大，且PHC管桩的桩身截面面积在达到钻孔灌注桩的31%至50%之间时，即可达到与其相同的单桩轴向承载力。此外，根据钻孔灌注桩与PHC管桩的岩土阻力单桩承载力计算公司，由于其在同一土层的周土极限摩阻力取值标准不同，其中PHC管桩的周土极限摩阻力取值明显高于钻孔灌注桩，因此，导致相同桩径下PHC管桩的计算结果要比钻孔灌注桩计算结果值偏大，这也表明了在相同的土层环境下，同一桩径的PHC管桩单桩承载力要比钻孔灌注桩单桩承载力较大，也就是说对同一桩径以及桩数的桩基础施工中，PHC管桩比钻孔灌注桩桩长短或截面面积较小，也能够达到相同的单桩承载力效果。根据这一情况，结合钻孔灌注桩与PHC桩的施工材料以及各项成本费用进行对比可以看出，在确保其轴向受压承载力及配筋率一致情况下，钻孔灌注桩的材料成本及施工费用明显较PHC管桩高。

其次，对两种桩类型的桩身钢筋保护层有效性进行对比中，由于钻孔灌注桩与PHC管桩均属于钢筋混凝土构件，因此，桩身钢筋锈蚀变化对桩身耐久性存在较大的影响，而桩身混凝土在实现桩体力学性能改善同时，也是实现桩身钢筋保护的关键，通过混凝土致密度变化就能够实现其桩身保护层有效性判断。根据这一关系情况，结合两种桩类型的混凝土强度等要求，通过对比可以看出PHC管桩的桩身混凝土致密度较钻孔灌注桩好，因此，其桩身钢筋保护有效性更高，耐腐蚀性与耐久性更好。

最后，在施工质量的可控性与环境影响情况对比上，PHC管桩施工中是通过将成品直接运送至施工现场后进行，其施工机械化程度较高，且工艺简单，施工质量控制相对较好，但是由于PHC管桩施工对地层敏感性较为显著，导致其施工质量可控性难度较大，工程适用范围较小；而钻孔灌注桩的施工工序相对复杂，且具有连续性、隐蔽性等特点，施工内容包括钢筋骨架制作以及安放、桩位放样、泥浆制备、沉孔、清孔等，由于施工工序复杂、影响因素较多，导致其施工质量的可控性较少，施工质量控制难度较PHC管桩较大。此外，在环境影响方面，PHC管桩施工由于机械化水平较高，且施工实施的环境条件较好等，一般施工现场相对整洁，对周边环境影响以施工过程中打桩噪声污染影响为主，在采用静压法施工后，能够有效避免，同时由于其半挤土桩类型，导致明显的挤土效应在沉桩过程中会产生较高的孔隙水压力，会对周围环境造成一定影响，在城市等复杂环境下施工，影响尤为突出。而钻孔灌注桩施工由于在施工现场开展情况，与PHC管桩相比，其环境污染相对较小，但由于其工序复杂、工艺繁多，因此，也存在较大的环境污染和影响危害，且控制难度较大，对其整体效益提升影响十分不利。

2、钻孔灌注桩与PHC管桩的施工应用实例对比

某高层建筑的占地面积为4.3万多m2，位于我国东南沿海冲积平原区，施工地区地质结构以人工填土、海冲积淤泥、粉质黏土、中粗砂、泥质粉砂岩、砂岩残积土为主，地层基岩为中生界侏罗纪系砂岩与白垩系泥质粉砂岩地层。其中，该建筑工程基坑周长约为1km，基坑支护安全等级为二级，周围建筑相对较少，基坑侧壁重要性系数为1.0，基坑开挖深度约为7m，根据基坑开挖情况，其中淤泥层层厚较为突出，且变化幅度较大，最浅约为5.1m、最深为11m。此外，该建筑基坑的北侧与东侧为规划中的道路，距离约为12m车流量相对较少；南侧为城市道路，距离约为2m；西侧为正在建设的建筑。根据上述工程情况，在基坑开挖施工中，为确保其施工的综合效益，经综合分析确定采用排桩支护进行基坑开挖，其中，PHC管桩与钻孔灌注桩为当前最为常见的两种排桩技术，下文将通过对这两种桩支护技术施工应用的对比分析，对其最终施工方案的选择确认及其合理性提供支持。

首先，在施工造价方面，根据上述工程情况，钻孔灌注桩以直径600mm为标准，其人工与机械费用设定为120元/m，材料费用为150元/m，其他综合费用为6月/m；而PHC管桩以直径600mm为标准，桩成品出厂价设定为160元/m，同时运输成本设定为20元/m，对两种桩型的成本造价进行计算对比显示，PHC管桩施工成本明显较钻孔灌注桩低，其经济效益更为突出。此外，在施工工期上，以土质与砂质土地质条件下，长度为12m的桩基础施工中，单PHC管桩施工速度为1hm/min，同时根据其移架及对中调用时情况，约30min可施工完成一根桩基；而钻孔灌注桩施工中，桩长为12m的单桩施工钻孔用时约为2h，清孔约为30min，进行钢筋笼及混凝土浇筑约为1h，经综合分析确定，其单桩施工完成约需要3.5h，由此可见，PHC管桩施工所需工期较钻孔灌注桩明显较短。经综合对比分析，结合上述工程情况，在进行该工程基坑施工中，将基坑划分为5个断面后，结合两种桩型的作用优势，对基坑较浅且土层稳定性较好断面采用PHC管桩支护施工，如下图1中断面2-2与3-3；对可放坡施工断面（下图1-1）也采用PHC管桩支护施工，而其余断面则采用钻孔灌注桩支护施工。当前该工程基础施工全部完成，且经检验分析符合相关安全及质量要求，同时通过两种桩型相互补充选择与应用，取得了较好的技术和经济效益。

图1

3、结束语

总之，对钻孔灌注桩与PHC管桩进行对比分析，有利于在把握其各自施工特征及应用优势基础上，在实际施工中合理选择和应用，具有较为积极的作用和意义。

参考文献：

[1]李传洋,李志明,惠炜.地铁隧道上方的变电站桩基选型研究[J].河北水利电力学院学报,2018(02):50-53.

[2]赵修明,汪莎.放坡结合扶壁管桩支护在软土地区深基坑工程中的应用[J].施工技术,2017,46(S2):70-73.