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【摘 要】 在温州苍南滨海区域，由于地下水受海水影响，场地内地下水往往对钢结构和钢筋混凝土结构具有中等～强腐蚀性。在这样的工程地质环境下，是否适合采用预应力管桩基础，或者说采用管桩基础应注意哪些问题，应当引起工程技术人员的注意和重视。本文以苍南县龙港镇某工程项目为例，介绍了在滨海腐蚀性地质环境中采用预应力管桩基础的工程经验，供工程技术人员参考。
【关键词】 预应力管桩；中等腐蚀；强腐蚀；灌芯；混凝土界面剂
一、工程概况
苍南县龙港经济适用房，廉租房一、二期合建位于苍南县龙港镇七河村，现场为农田（该场地与鳌江入海口较近，切其东北方向场地曾为晒盐场）。上部结构多层部分为框架结构，高层部分为框-剪结构。基础形式PC600A110型预应力管桩基础（最上节为PC600AB130）。水文地质情况如下：
（1）场地土层分布：根据钻探取芯、室内试验及原位测试，本场地地质条件自上而下主要為硬壳层粘土（①2）、淤积软土（②、③）、海相交互粘性土（⑤2～⑥2）、河流冲积的卵石层（④3、⑤3）等。本工程属浙东南温瑞海滨平原地貌，现场地为耕地，地势整体较为平坦，地面高程3.70m～4.50m。
（2）地下水：场地表层地下水属潜水型，赋存于场地粘性土中，地下水迳流条件较复杂，主要由邻近地表水体及同层水体的侧向渗透补给，以蒸发及下渗方式排泄；勘察期间测得钻孔内的地下水埋深0.15～0.45m，高程为3.00～3.40m，其变化幅度在1.0～2.0m。
根据区域水文地质观测资料，本区5-7月份丰水期为高水位，11-12月份枯水期为低水位，地下水年水位变化幅度约1.0～2.0m；温州为我国东南沿海台风主要登陆点之一，台风暴雨期间易发生地面浸水现象，水位高、水量大。
该场地地下水属Cl—Na（K），弱碱性；受环境类型和地层渗透性影响，该地下水在长期浸水及干湿交替条件下对混凝土结构具微腐蚀性，在长期浸水条件下，对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，在干湿交替条件下，对混凝土结构中的钢筋具强腐蚀性。
本场地地下水位较高，地基土基本在地下水位之下，呈饱和状态，地基土对建筑材料的腐蚀性可参照地下水的腐蚀性评价。
地下水水质分析见下表：
水质分析结果及腐蚀性评价表
取水
位置 取水深度（m） 取水
日期 PH值 水化学
类型 对混凝土结构的腐蚀性 对混凝土结构中的钢筋
环境类型 地层渗透性 长期浸水 干湿交替
A1 1.5 2011.8.23 7.9 Cl—Na（K） 微 微 微 强
A2 1.8 7.8 微 微 微 强
A3 2.5 2011.8.26 Cl—Na（K） 微 微 微 中
A4 2.2 7.9 微 微 微 中
A5 2.5 7.9 微 微 微 中
A6 15.5 7.8 微 微 微 强
二、是否可以采用预应力管桩
本工程+0.000标高为4.465，基础顶面标高为–0.900m，承台厚度约1.100，桩顶标高约为-1.900m。以1#楼为例，稳定水位设计高层为2.59-3.07m，地下水位按照年变化幅度为1.0-2.0m。分析可见1#楼柱、承台及桩顶2.0米范围处于基本处于干湿交替条件强腐蚀环境下，其余均为长期浸水条件下。
由于预应力管桩为钢筋混凝土空心成品管桩，施工过程中一般采用钢端板焊接接桩。接头质量对地震设防区的桩基础抵抗地震水平力特别重要。因此，是否可以采用预应力管桩，主要问题在于是否可以解决管桩在干湿交替条件和长期浸水条件下的防腐蚀要求，即必须有可靠的措施可以解决桩身顶部一定范围内在干湿交替环境下钢筋混凝土的防腐蚀和长期浸水条件下钢端板焊接接头的防腐蚀问题，以保证管桩的耐久性和使用安全。
为此，设计单位在设计预应力管桩基础时，针对性的提出如下几项措施：
1、提高管桩接头的抗腐蚀能力：采用PC600A110的厚壁型管桩（最上面采用AB型PC600AB130），并外涂涂环氧沥青两道。该桩型端头钢板厚度为18mm，较一般的A型管桩厚2mm，另外要求管桩端头板焊缝坡口高度、宽度比标准尺寸加大1mm，这样可以要求焊缝高度比一般的成品管桩高2mm，利于接头在长期浸水条件下受腐蚀时有足够的安全度。
2、管桩的施工工艺：本工程场地内淤泥全场分布，厚度最大处为28米.桩长约60m，桩为摩擦桩；考虑到锤击法施工管桩施工过程中，与静压法施工管桩相比更容易引起桩身裂缝，特别是在淤泥土层中，从而降低管桩的防腐蚀能力，设计要求采用静压法施工。此外，静压法施工对场地土的地耐力要求较高，大面积施工的情况下“挤土效应”明显。因此在施工时应采取措施避免因桩机“陷机”、“倾斜”造成管桩桩身倾斜而出现裂缝甚至断裂，如可对桩机行走路线范围内的回填土地面在施工前人工夯实或机械碾压密实；应采取措施避免“挤土效应”使得桩身“偏位”和“浮桩”造成桩身出现裂缝，如有必要可在桩基础密集的范围预设“观测桩”，在压桩过程中随时观测“观测桩”的偏位和桩顶上浮量，随时准备调整压桩路线和压桩间隔时间，避免桩身出现裂缝。桩身裂缝的出现必然会降低管桩的防腐蚀能力，影响管桩的耐久性和承载能力。
3、防止地下水进入桩管内：桩端禁止敞口，要求采用带混凝土桩尖的成品管桩，对最上节的管桩顶部，要求在桩顶用4mm厚、直径360mm的钢板封口，防止地下水从桩顶和桩底部进入桩芯内。
4、提高管桩自身的防腐蚀能力：管桩生产制作时在混凝土采用抗硫酸岩水泥或铝酸三钙含量不大于5%的普通硅酸盐水泥，且要求加入钢筋阻锈剂。最上节管桩钢筋保护层厚度为50mm，钢筋的配筋率采用大于标准图集。
5、管桩系空心预制桩，由于只有最上节桩才处在干湿交替环境中，现只对最上节桩采用灌芯处理，桩顶3米采用C30灌芯，做法见图集（10G409）。
6、对于标高+0.000以下柱子、剪力墙、承台及基础梁采用C40混凝土，钢筋保护层厚度为50mm。表面涂环氧沥青，厚度为1mm的措施进行防腐蚀处理。
采取以上具针对性的措施，设计单位认为可基本解决预应力管桩基础在中等～强腐蚀地下水环境的防腐蚀问题，管桩基础的耐久性和安全得以保证。在后面的施工图纸审查中，这几项防腐蚀措施得到审查师的认可，顺利通过施工图审查。并且也顺利通过了由温州市住建科技委结构与防灾委员会的专家对本措施的论证。
三、结束语
在滨海腐蚀性地质环境下，特别是中等～强腐蚀地下水环境时，采用实心灌注桩基础是优先选择的桩基础形式。但当采用实心灌注桩基础受条件限制或者造价较高时，采取足够的防护措施，仍可以考虑采用预应力管桩基础，其耐久性和使用安全是可以保证的。
参考文献：
[1] GB50007-2011建筑地基基础设计规范[S]
[2] JGJ94-2008建筑桩基技术规范[S]
[3] GB50010-2010混凝土结构设计规范[S]
[4] GB50046-2008工业建筑防腐蚀设计规范[S]
【关键词】 预应力管桩；中等腐蚀；强腐蚀；灌芯；混凝土界面剂
一、工程概况
苍南县龙港经济适用房，廉租房一、二期合建位于苍南县龙港镇七河村，现场为农田（该场地与鳌江入海口较近，切其东北方向场地曾为晒盐场）。上部结构多层部分为框架结构，高层部分为框-剪结构。基础形式PC600A110型预应力管桩基础（最上节为PC600AB130）。水文地质情况如下：
（1）场地土层分布：根据钻探取芯、室内试验及原位测试，本场地地质条件自上而下主要為硬壳层粘土（①2）、淤积软土（②、③）、海相交互粘性土（⑤2～⑥2）、河流冲积的卵石层（④3、⑤3）等。本工程属浙东南温瑞海滨平原地貌，现场地为耕地，地势整体较为平坦，地面高程3.70m～4.50m。
（2）地下水：场地表层地下水属潜水型，赋存于场地粘性土中，地下水迳流条件较复杂，主要由邻近地表水体及同层水体的侧向渗透补给，以蒸发及下渗方式排泄；勘察期间测得钻孔内的地下水埋深0.15～0.45m，高程为3.00～3.40m，其变化幅度在1.0～2.0m。
根据区域水文地质观测资料，本区5-7月份丰水期为高水位，11-12月份枯水期为低水位，地下水年水位变化幅度约1.0～2.0m；温州为我国东南沿海台风主要登陆点之一，台风暴雨期间易发生地面浸水现象，水位高、水量大。
该场地地下水属Cl—Na（K），弱碱性；受环境类型和地层渗透性影响，该地下水在长期浸水及干湿交替条件下对混凝土结构具微腐蚀性，在长期浸水条件下，对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，在干湿交替条件下，对混凝土结构中的钢筋具强腐蚀性。
本场地地下水位较高，地基土基本在地下水位之下，呈饱和状态，地基土对建筑材料的腐蚀性可参照地下水的腐蚀性评价。
地下水水质分析见下表：
水质分析结果及腐蚀性评价表
取水
位置 取水深度（m） 取水
日期 PH值 水化学
类型 对混凝土结构的腐蚀性 对混凝土结构中的钢筋
环境类型 地层渗透性 长期浸水 干湿交替
A1 1.5 2011.8.23 7.9 Cl—Na（K） 微 微 微 强
A2 1.8 7.8 微 微 微 强
A3 2.5 2011.8.26 Cl—Na（K） 微 微 微 中
A4 2.2 7.9 微 微 微 中
A5 2.5 7.9 微 微 微 中
A6 15.5 7.8 微 微 微 强
二、是否可以采用预应力管桩
本工程+0.000标高为4.465，基础顶面标高为–0.900m，承台厚度约1.100，桩顶标高约为-1.900m。以1#楼为例，稳定水位设计高层为2.59-3.07m，地下水位按照年变化幅度为1.0-2.0m。分析可见1#楼柱、承台及桩顶2.0米范围处于基本处于干湿交替条件强腐蚀环境下，其余均为长期浸水条件下。
由于预应力管桩为钢筋混凝土空心成品管桩，施工过程中一般采用钢端板焊接接桩。接头质量对地震设防区的桩基础抵抗地震水平力特别重要。因此，是否可以采用预应力管桩，主要问题在于是否可以解决管桩在干湿交替条件和长期浸水条件下的防腐蚀要求，即必须有可靠的措施可以解决桩身顶部一定范围内在干湿交替环境下钢筋混凝土的防腐蚀和长期浸水条件下钢端板焊接接头的防腐蚀问题，以保证管桩的耐久性和使用安全。
为此，设计单位在设计预应力管桩基础时，针对性的提出如下几项措施：
1、提高管桩接头的抗腐蚀能力：采用PC600A110的厚壁型管桩（最上面采用AB型PC600AB130），并外涂涂环氧沥青两道。该桩型端头钢板厚度为18mm，较一般的A型管桩厚2mm，另外要求管桩端头板焊缝坡口高度、宽度比标准尺寸加大1mm，这样可以要求焊缝高度比一般的成品管桩高2mm，利于接头在长期浸水条件下受腐蚀时有足够的安全度。
2、管桩的施工工艺：本工程场地内淤泥全场分布，厚度最大处为28米.桩长约60m，桩为摩擦桩；考虑到锤击法施工管桩施工过程中，与静压法施工管桩相比更容易引起桩身裂缝，特别是在淤泥土层中，从而降低管桩的防腐蚀能力，设计要求采用静压法施工。此外，静压法施工对场地土的地耐力要求较高，大面积施工的情况下“挤土效应”明显。因此在施工时应采取措施避免因桩机“陷机”、“倾斜”造成管桩桩身倾斜而出现裂缝甚至断裂，如可对桩机行走路线范围内的回填土地面在施工前人工夯实或机械碾压密实；应采取措施避免“挤土效应”使得桩身“偏位”和“浮桩”造成桩身出现裂缝，如有必要可在桩基础密集的范围预设“观测桩”，在压桩过程中随时观测“观测桩”的偏位和桩顶上浮量，随时准备调整压桩路线和压桩间隔时间，避免桩身出现裂缝。桩身裂缝的出现必然会降低管桩的防腐蚀能力，影响管桩的耐久性和承载能力。
3、防止地下水进入桩管内：桩端禁止敞口，要求采用带混凝土桩尖的成品管桩，对最上节的管桩顶部，要求在桩顶用4mm厚、直径360mm的钢板封口，防止地下水从桩顶和桩底部进入桩芯内。
4、提高管桩自身的防腐蚀能力：管桩生产制作时在混凝土采用抗硫酸岩水泥或铝酸三钙含量不大于5%的普通硅酸盐水泥，且要求加入钢筋阻锈剂。最上节管桩钢筋保护层厚度为50mm，钢筋的配筋率采用大于标准图集。
5、管桩系空心预制桩，由于只有最上节桩才处在干湿交替环境中，现只对最上节桩采用灌芯处理，桩顶3米采用C30灌芯，做法见图集（10G409）。
6、对于标高+0.000以下柱子、剪力墙、承台及基础梁采用C40混凝土，钢筋保护层厚度为50mm。表面涂环氧沥青，厚度为1mm的措施进行防腐蚀处理。
采取以上具针对性的措施，设计单位认为可基本解决预应力管桩基础在中等～强腐蚀地下水环境的防腐蚀问题，管桩基础的耐久性和安全得以保证。在后面的施工图纸审查中，这几项防腐蚀措施得到审查师的认可，顺利通过施工图审查。并且也顺利通过了由温州市住建科技委结构与防灾委员会的专家对本措施的论证。
三、结束语
在滨海腐蚀性地质环境下，特别是中等～强腐蚀地下水环境时，采用实心灌注桩基础是优先选择的桩基础形式。但当采用实心灌注桩基础受条件限制或者造价较高时，采取足够的防护措施，仍可以考虑采用预应力管桩基础，其耐久性和使用安全是可以保证的。
参考文献：
[1] GB50007-2011建筑地基基础设计规范[S]
[2] JGJ94-2008建筑桩基技术规范[S]
[3] GB50010-2010混凝土结构设计规范[S]
[4] GB50046-2008工业建筑防腐蚀设计规范[S]