PHC管桩静压法施工技术及质量控制

黄树春厦门厦信建设工程监理有限公司（361021）



PHC管桩静压法施工技术及质量控制

黄树春
厦门厦信建设工程监理有限公司（361021）

摘要：结合某项目桩基工程施工实例，研究了预应力高强混凝土管桩静压法施工技术，并对施工中的技术问题进行了针对性的处理，希望能为类似的工程提供参考。

关键词：预应力高强混凝土管桩；静压法；施工技术

1　工程概况

某建筑工程项目打桩区域面积18 000 m2，根据其工程需要，将桩基设计等级为乙级，设计基准期为50年。该工程桩型为PHC500AB100，不采用桩尖，沉桩采用以压力为主、桩长为辅的控制原则，桩端进入粉砂层≥1 m，工程桩长度均在30～49 m，共计工程桩1 262根。每根管桩入土深度为30～49 m。根据地质勘测报告，场地基本可以承受静压桩机行走的要求，可以进行下一步施工。静压法施工不产生振动，无噪声，无污染，对周边环境无影响，故该工程全部采用静压法施工。

2　桩机选型

静压桩机常用全液压式静压桩机。全液压式静压桩机根据其沉桩施工方式不同分为顶压和抱压两种。抱压压桩力对桩身产生的横向力比顶压压桩力大30％～50％，过大的抱压力将使桩身产生竖向裂缝。在抱压压桩力作用下，管桩内侧壁在力的作用点处产生拉应力，外壁在力的作用点处产生远大于C80混凝土抗拉强度标准值的拉应力，致使管扩开。因此，为了保证桩身不受损坏，通过限制压桩力来控制顶压力和抱压力。本工程设计桩型为PHC500AB100，桩长30～49 m，管桩进入粉砂层，采用桩长和贯入度双重控制原则，单桩承载力特征值最大2 000 kN。考虑到场地、地质情况和施工特殊要求，需加大压桩力，所以最终确定选用ZYJ 800B型液压抱压式压桩机。

3　PHC管桩静压法施工技术

3.1压桩工艺流程

静压法施工一般情况下采用分段压入、逐段接长的方法，按照施工程序中的各个环节连续搭接就能保证静压沉桩施工顺利进行。

PHC管桩静压压桩的主要工艺流程：

测量定位→压桩机就位→吊桩喂桩→桩身对中调直→压桩→焊接接桩→再压桩→送桩→终止压桩→截桩。

3.2压桩技术

3.2.1测量定位

正式开始的第一步则是根据业主提供的水准点和坐标点，结合桩位平面图进行桩位放样，桩位放样必须严格找准水准点和坐标点。这是压桩技术能较好应用于工程的前提。

3.2.2桩机就位

桩机就位是压桩的关键，但其操作步骤并不复杂，概括说来就是：桩机移动到压桩位置，调好桩机平整度，并使夹具的中心对准桩位中心。该步骤完成之后需要对桩位进行复测，看是否有移位，这是因为桩机进场会造成土体挤压，导致桩位偏移，故桩机定位后应复测桩位是否正确。

3.2.3压桩

1）喂桩

通过液压装置调整机身至水平，当桩端距离桩机5 m以内时，将钢丝绳套在桩端0.2 L（L为桩长）处单点起吊，将管桩吊起缓慢放入夹持器内，使上下卡瓦夹被压桩。同时需注意夹桩的压力不宜过大，待桩基本体垂直后插入压桩机的夹箱内，然后扶正对点、就位，此时一定要注意插桩时让桩头对准地面桩位标志物，用2台经纬仪交叉，使其成90°。经纬仪的位置选择也要格外注意，一定要选择能看清桩全长的地方。然后用经纬仪观测桩的垂直度，保证垂直度在5‰以内才可正式压桩，随压随控制垂直度。同时，指挥桩机进行反复多次调整，从互成90°的两个方向控制桩的垂直度和校核桩位，并要保持桩机在水平状态。喂桩阶段应当尽量保证垂直度的精准，这是因为在接下来的压桩阶段随着桩入土深度的增加，垂直度将很难调整，这势必会影响整个压桩工艺的质量。

2）压桩

调准后慢慢开始对压桩进行加压，此时一定要确保管桩垂直，即保持垂直度在5‰内。尤其是第1节桩要严格保证垂直度，因其垂直度，对后面的工程桩产生影响。在压桩过程中，桩机主控室内的操作工需要随时观察压力表，及时控制调整压桩力，保证调节桩机压力同步平衡，避免偏心。在桩入土前，应在桩身上，按1 m间距均匀划分长度标记，以控制桩身入土深度。每压1 m应当记录压力值1次，以确保压力值大小在可控范围之内。就一般工程而言，压桩速率应当控制在1.0～1.9 m/min。对压桩合格的判断通常以终压为主、桩长为辅，终压值通常是按设计图纸的规定予以判定的，一般为特征值的两倍，在具体的施工操作中以终压值下压三次，桩的下降量确保在设计范围内时为合格［1］。

3.2.4送桩

最后一步即为送桩，这是整个压桩的技术的收尾工作，因而决定着整个工程的成败。同时，送桩也为之前压桩阶段可能存在的不足提供了弥补的可能。当压入的最后一节桩外露部分桩机无法加压时，或者当最后一节桩的桩顶标高没有满足设计桩顶标高时，必须采用送桩器送桩。送桩器上都标有刻度，用于测量计算送桩的深度。送桩前，管桩露出地面高度最好控制在0.3～0.5 m，根据桩顶标高，用钢制送桩器将桩送至设计标高。

4　质量控制

4.1灌芯及接桩处理

整个压桩工程进行之后，对302单体进行低应变动测检测，结果显示302-116、302-345、302-576桩有损坏的迹象。推断其原因，可能是工期紧迫、打桩速度较快以及后期塔式起重机桩施工等对个别工程桩造成局部损坏。其中，116号桩损坏标高为桩顶以下8 m，345号桩损坏标高为桩顶以下2.5 m，576号桩损坏标高为桩顶以下1 m。

经混凝土强度代换，原有桩混凝土强度等级为C80，现灌芯采用强度等级为C55的水下混凝土。灌芯后混凝土抗压力与原有桩混凝土抗压力比值为1.22：1，满足要求。由于116号、345号工程桩损坏部位较深，故经设计师同意，采用灌芯方式对其进行加强处理。

4.2灌芯处理

1）灌芯处理步骤如下

桩顶标高标记→截桩→管桩桩身淤泥清理→安装钢筋笼→浇筑灌芯混凝土。

2）主要施工方法

以上工程桩施工过程中应对损坏管桩作好标记。在灌芯和接桩处理前，必须再次进行确认以确保灌芯处理能正常实施。若无确认，则在施工过程中可能出现对应参数不明而被迫中断施工，这不仅降低施工效率，而且需要对管桩再次补作标记，增加对管身的损坏。

针对需要处理的桩位，要再次测桩顶标高，对于高出设计桩顶标高的工程桩需要作截桩处理。依据打桩记录表，116号桩高出1.2 m，345号桩高出0.6 m，在灌芯处理前均需要进行截桩处理。按照低应变检测报告，116号桩在桩顶以下8.0 m左右处有明显不利缺陷，345号桩在桩顶以下2.5 m左右处有明显不利缺陷，灌芯加强高度均取桩顶至损坏部位以下3.5 m，按照打桩记录表，116号桩实际灌芯高度为10.3 m，345号桩实际灌芯高度为5.4 m。

为确保桩灌芯混凝土强度等级达到规定，桩灌芯采用水下C55微膨胀混凝土。

4.3桩身损坏接桩处理

桩身损坏接桩主要分为以下步骤：

桩顶标高标记→管桩桩身淤泥清理→安装钢筋笼→浇筑灌芯混凝土→接桩部位钢筋绑扎→接桩部位模板支设→接桩部位混凝土浇筑。

桩身损坏接桩主要施工方法：

576号桩高出桩顶2.4 m，根据小应变试验结果，桩顶以下1 m左右处有明显不利缺陷，576号桩按照预应力混凝土管桩图集（10G409）做法进行接桩处理。

在准确定位桩位后，将桩身缺陷部位以上桩体进行截桩处理。

清理完桩孔内淤泥与其他杂物后，按照要求安装桩芯钢筋笼，浇筑桩灌芯混凝土。灌芯混凝土强度等级为C40，灌芯混凝土应充分振捣使其密实。

5　结语

预应力高强混凝土管桩静压法施工具有施工质量高、施工应力小、截桩量小、适应性强、对环境无影响的优点，顺应了21世纪以来人们逐步增强的环保意识，已被推广应用于房地产建设、公路建设、铁路建设、港口码头建设、机场建设和水上工程建设等领域中，并取得显著的成效。但工程质量的维护与保障还需要相关施工人员在施工过程中严格控制各施工流程的质量，熟知实际操作中可能出现的技术障碍，处理好预应力高强混凝土管桩静压法施工中的技术问题。这样才能使得预应力高强混凝土管桩静压法发挥它的优势，在众多技术中显示出其独特的性能，在现代建筑领域贡献出其不可小觑的力量。

参考文献：

［1］种涛.浅谈静压预应力混凝土管桩施工过程中的安全管理［J］.科技与企业，2014（13）.