PHC管桩静压法施工与质量控制

　　[提  要] 本文主要介绍预应力高强砼管桩的施工工艺与方法，质量控制要求，保证预应力管桩施工质量，以满足规范与设计要求。

　　[关键词] 预应力高强砼管桩  静压法施工  质量控制 

1 前言

　　预应力高强砼管桩（PHC）在福州建筑市场得到广泛应用，据不完全统计占桩基市场达80%以上。PHC管桩能够获得如此大的应用市场的主要原因是它具有耐打、耐压，穿透能力强，单桩竖向承载力高，抗震性能好，耐久性好，造价适宜，施工工期短，施工现场文明整洁等特点，深受业主、施工单位和设计人员的普通欢迎。预应力高强砼管桩有进一步发展趋势。

　　但是在使用过程中，特别在施工时，经常发现诸如桩头暴裂、桩偏位、桩身偏斜等问题，给桩基工程带来不少麻烦，增加桩基处理费用等。本文通过某工程（PHC）管桩的施工，浅谈该桩基静压施工方法与质量控制要点，供同行参考。

2 工程概况：

　　某公寓1~6#楼工程，位于福州市福马路段南侧，桩基采用PHC管桩，静压法施工，共有283根桩。桩型为Φ500（AB），桩长约46~55m，分4节桩三个接头，每节桩长约12~14m，以强风化花岗岩为桩端持力层，要求桩端全断面进入持力层≥0.5m，单桩竖向承载力设计值为2225 KN，压桩力为2倍单桩竖向承载力设计值。

3 场地土层地质条件

　　根据工程地质勘察报告所揭示的情况，本场地主要土层可分为14层，各主要土层自上而下分布如下：杂填土(1)，厚度1.60~2.50m；粘土(2)，厚度 0.40~1.50m；淤泥(3)，厚度4.30~14.9m；淤泥夹砂(4)，厚度1.70~11.30m；淤泥夹粉砂(5)，厚度 10.80~21.90m；中砂(6)，厚度 1.50~4.10m；淤泥夹细砂(7)，厚度 7.0~18.70m；粉砂(8)，厚度 0.60~7.50m；淤泥夹粉砂(9)，厚度 6.10~8.00m；粉土(10)，厚度 1.4~7.90m；粉砂(11)，厚度 0.9~6.50m；残积砾砂质粘性土(12)，厚度 1.85m；全风化花岗岩(13)，厚度 1.10~9.00m；强风化花岗岩(14)，厚度2.1-2.6m。

　　根据以上土层分析，由于中砂层或粉砂层厚度均较薄，采用静压法施工，桩基穿透中砂层不太困难，桩端全断面要求进入强风化花岗岩≥0.5m，也可以办到。通过现场试桩，桩长控制在55m左右，压桩力控制在 4450 KN，采取双控方法，完全可以满足设计要求。

4 管桩的施工

　　4.1 主要施工机械设备

　　目前市场上所用的桩机有抱压式和顶压式两种，以抱压式为主，抱压式桩机最大吨位可达800T，通常在600T。

　　对于静压桩机的机械性能要求：①机身总重量加配重要求达到设计要求；②桩机机架应坚固、稳定，并有足够刚度，沉桩时不产生颤动位移；③夹具应有足够的刚度和硬度，夹片内的园弧与桩径应严格匹配，夹具在工作时，夹片内侧与桩周应完整贴合，呈面接触状态，且应保证对称向心施力，严防点接触和不均匀受力；④压桩机行走要灵活，压桩机的底盘要能承受机械自重和配重的基本要求，底盘的面积要有足够大，满足地基承载力的要求。

　　根据以上的要求，我们选用了YZY-750型静压桩机，该机最大压桩力可达750T，满足本工程压桩的需要。

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　　静压桩机施工基本原理：机身通过油缸支持安装在大小步履上的小车上，小车在大小步履轨道上由油缸控制运动，抱压桩时，借助自重及配重，以器缸液压互联动力系统方式通过夹头相交压力施加压桩力，管桩在自重及配重静压力作用下逐渐将桩压入地基土中，管桩在沉入土层过程中，桩尖把土挤向周围，从而产生桩侧摩阻力与桩端端阻力。

　　4.2 沉桩前准备工作

　　①打桩前协同建设单位认真做好障碍物的清除与管线的保护工作。施工场地应平整，排水应畅通。

　　②认真做好轴线的引测工作，现场必须设置两个以上的轴线控制点，用砼保护好，并引测到固定构筑物上。

　　③开工前认真细致地向所有参与施工人员进行技术交底，安全交底和分析相应地质条件下应采取的措施。

　　④开工前对进场的机械设备应作全面系统的检查工作，做好各部位的保养和润滑。

　　4.3管桩的主要施工工艺与方法

　　①放样定桩位：采用极坐标放样。压桩机就位时，应对准桩位，启动平台支腿油缸，校正平台处于水平状态，启动门架支持油缸，使门架作微倾15º，以便吊管桩。

　　②吊桩定位，调整垂直度：先拴好吊桩用的钢丝绳及索具，启动吊车吊桩，管桩在施工中起吊，可采用一点法（位置距桩头0.29L处），使桩尖垂直对准桩位中心，微微启动压桩油缸，当桩入土至50cm时，启动压桩油缸，进入压桩状态。

　　③压桩：启动压桩油缸，把桩徐徐压下，控制施压进度，一般不超过2m/min，达到压桩力的要求以后，必须持荷稳定。若不能稳定，必须再持荷，一直到持荷稳定为止，持荷时间由设计人员与监理在现场试桩时确定。

　　④接桩：采用焊接法接桩，接桩前应将端板及桩套箍端板坡口处，表面的锈蚀清除干净，表面呈金属光泽后方可焊接，接桩一般在距离地面1m左右进行，上、下两块端板轴向错位量应小于2mm，坡口根部间隙应小于4mm，焊条选用E4303型，焊接道数不少于3道，焊缝应满焊，确保焊缝高度。上下节桩如有间隙应用楔形铁片全部垫实焊牢。接桩处焊缝应自然冷却15分钟以上方可沉桩。

5 质量控制

　　完善的管理措施是质量控制技术落实的基本保证，是要有一整套质量技术保证措施。

　　①，严格按照设计图纸，工程合同文件，有关现行施工规范和质量标准要求制定各分项工程的实施措施。

　　②高强砼预应力管桩质量控制：运到现场的管桩应按规定要求进行严格检查，对于不合格产品或次品，坚决退回。

　　③桩在运输过程中起吊、堆放必须保持平稳，无大振动，以保证桩身不受损伤。

　　④桩位放样：要求设置相对固定的基准点，四角大样与场地地面标高的测定必须准确，基准点一定要安全保护。

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　　⑤桩机就位：桩机就位后必须用经纬仪在桩机两个方向相互垂直的地方，观测桩机，桩的中心线，设计的桩位是否在同一垂直线上，其偏差不应超过施工规范要求的允许偏差。

　　⑥压桩：工程桩正式施工前应进行试压桩，以确定压桩标准，一般情况下应以桩长和压桩力双控进行施工。如桩顶标高在地面以下，需要送桩，送桩器下端应设置桩垫，要求厚度均匀，并与桩全面接触，送桩轴线必须与桩轴线一致，压力表经国家法定单位检测合格，压桩前必须提供近期检测证明方可压桩。

　　⑦焊接接桩：焊条性能必须符合设计要求和有关标准的规定，并应有出厂合格证证明。焊接时应在两侧对称均匀地同时施焊，焊第二道时应将浮渣彻底清除，焊缝应符合设计要求，焊缝质量由监理等相关单位进行隐蔽工程的签证。

　⑧截桩：露出地面或未能送至设计桩顶标高的桩，即必须截桩，截桩要求用截桩器，严禁用大锤横向敲击、冲撞。

6 质量检查

　　高强砼预应力管桩质量必须符合GB13476—1999和设计要求及施工规范的有关规定，并有出厂合格证，打桩的标高或贯入度，桩的接头、节点处理，桩位及垂直度检查必须符合设计要求和施工规范的规定。

　　6.1 承载力的检测

　　打桩结束以后，按桩基规范要求随机抽检1%且不少于3根桩进行单桩静载荷试验，以确定单桩竖向承载力极限值。本工程1#~6#楼共有283根桩，共抽检6根工程桩，在最大的试验荷载作用下，桩顶沉降值均没有超过桩基规范40~60mm的要求，桩基全部满足设计要求。静载试验结果详表1。

　　6.2 桩身质量检测

　　桩身质量采用小应变动力检测方法，按规范规定抽检不少于20%且不少于10根，本工程随机抽检276根，检测结果表明，桩身质量满足设计要求：Ⅰ类桩占95%以上，Ⅱ类桩4.5%，Ⅲ类桩1根（此桩为地下室开挖造成，由设计单位提出补强加固方案）。