交通运输部加快推进重大项目建设，多地交通投资规模创新高
从交通运输部获悉，截至目前，国家“十四五”规划的102项重大工程中，涉及交通运输项目开工、完工超过260个，总投资超过1.3万亿元。今年一季度，我国完成交通固定资产投资7125亿元，投资规模仍保持高位运行，为推动我国经济回升向好提供了坚实的保障。
论PHC管桩在建筑基础加固中的应用研究
2009/04/23 00:00
来源：牧圣牧 王志龙
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摘要：随着PHC管桩的广泛应用和发展，以及人们对它的理论研究和工程实践的不断积累。PHC桩的施工技术会不断得到提高。PHC桩的单位承载力造价是各种桩型中较低的，且综合经济效益指标也好于其他桩型。为此，本文阐述了PHC管桩在软土地基加固中的一些基本应用，同时还介绍了一些质量控制措施，保证预应力管桩施工质量。
关键词：PHC管桩 施工 质量控制
0 引言
预应力高强砼管桩(PHC)在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。
1 PHC管桩的主要施工方法
1.1 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15，以便吊管桩。
1.2 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。
1.3 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。
1.4 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。
2 PHC管桩的具体施工工艺
2.1 工作垫层材料的选用工作垫层用来改善原有地表的承载力，使桩机施工时行走平稳，但又不能影响到后续施工。如果工作垫层的材料有较多的大块片石，将会影响到管桩施工时的桩位和垂直度：但是粒径过细的材料对于改善地表土为淤泥质土或常年种植土的承载力的效果不明显，所以工作垫层材料的选用要恰当，材料粒径可偏大，但不能出现大块的片石。
2.2 管桩材料的堆放管桩的堆放根据桩的规格、长度和使用先后及远近进行堆放；堆放场地选择在平整坚实的地方，使桩堆放后不会产生过大的沉陷，最下层与地面接触的垫木加宽加高。堆放时，桩下垫木设置两道，支承点的位置就在两点吊的吊点位置处，同层的两道垫木顶面保持在同一水平面上；当重叠堆放时，各层均设置垫木，并保证各层垫木上下对齐；堆放层数不超过三层；垫木选用耐压的木枋。
2.3 挤土效应挤土效应的防治具有重要意义，特别是在周围有密集建筑的区域内施工。一般做法是先清除表层的杂填土，开挖防挤沟，设置应力释放孔，合理地安排打桩顺序，根据施工场地周围环境和挤土程度，静距离先施工，远距离后施工，必要情况下还应控制每天的压桩数量。如果允许管桩内腔涌入土体，使用开口型桩尖，也能有效地减小挤土效应。
2.4 终压标准在桩材质量合格、沉桩正常的情况下，由于压桩压力而引起的桩身损坏多与停压标准控制不合理有关。同时由于PHC桩具有脆性破坏和抗拉应力低的特性，当压力较大，因桩机架配重不够，而导致桩机抬架所产生的冲击力极易使PHC桩产生裂缝或损坏，压断桩的情况也时有发生。因此，正确合理地控制停压标准，是PHC桩施工的一项重要技术。PHC桩停压标准的控制主要考虑以下两方面：桩入土深度和压桩力(贯八阻力)。施工时要详细了解工程地质情况及有关设计要求，正确掌握桩入土深度与贯八阻力的关系，一般情况以桩进入持力层且最后三次贯入阻力达1.8～2.0倍单桩设计承载力而累积下沉≤10mm时为停压控制标准：但是施工中的终压力值是根据在施工瞬间荷载作用下有土体侧向约束的情况来确定的，因此终压力可比两倍的管桩单桩竖向承载力大。
2.5 桩顶位移为了有效地减少桩顶位移，施工前应对桩位下的障碍物清理干净，对桩构件要进行检查，发现桩身弯曲超过规定或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用。在稳桩过程中，如发现桩不垂直应及时纠正，接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上，接头处应严格按照操作要求执行。采用井点降水、砂井和盲沟等降水或排水措施。沉桩期间不得开挖基坑，需要沉桩完毕后相隔适当时间方可开挖，相隔时间应视具体地质情况、基坑开挖深度、面积、桩的密集程度及孔隙水压力消散情况来确实，一般经验认为宜两周左右。
3 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。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。
PHC桩的单位承载力造价是各种桩型中较低的，且综合经济效益指标也好于其他桩型。随着PHC管桩的广泛应用和发展，以及人们对它的理论研究和工程实践的不断积累，PHC桩的施工技术会不断得到提高。
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关键词：PHC管桩 施工 质量控制
0 引言
预应力高强砼管桩(PHC)在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。
1 PHC管桩的主要施工方法
1.1 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15，以便吊管桩。
1.2 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。
1.3 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。
1.4 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。
2 PHC管桩的具体施工工艺
2.1 工作垫层材料的选用工作垫层用来改善原有地表的承载力，使桩机施工时行走平稳，但又不能影响到后续施工。如果工作垫层的材料有较多的大块片石，将会影响到管桩施工时的桩位和垂直度：但是粒径过细的材料对于改善地表土为淤泥质土或常年种植土的承载力的效果不明显，所以工作垫层材料的选用要恰当，材料粒径可偏大，但不能出现大块的片石。
2.2 管桩材料的堆放管桩的堆放根据桩的规格、长度和使用先后及远近进行堆放；堆放场地选择在平整坚实的地方，使桩堆放后不会产生过大的沉陷，最下层与地面接触的垫木加宽加高。堆放时，桩下垫木设置两道，支承点的位置就在两点吊的吊点位置处，同层的两道垫木顶面保持在同一水平面上；当重叠堆放时，各层均设置垫木，并保证各层垫木上下对齐；堆放层数不超过三层；垫木选用耐压的木枋。
2.3 挤土效应挤土效应的防治具有重要意义，特别是在周围有密集建筑的区域内施工。一般做法是先清除表层的杂填土，开挖防挤沟，设置应力释放孔，合理地安排打桩顺序，根据施工场地周围环境和挤土程度，静距离先施工，远距离后施工，必要情况下还应控制每天的压桩数量。如果允许管桩内腔涌入土体，使用开口型桩尖，也能有效地减小挤土效应。
2.4 终压标准在桩材质量合格、沉桩正常的情况下，由于压桩压力而引起的桩身损坏多与停压标准控制不合理有关。同时由于PHC桩具有脆性破坏和抗拉应力低的特性，当压力较大，因桩机架配重不够，而导致桩机抬架所产生的冲击力极易使PHC桩产生裂缝或损坏，压断桩的情况也时有发生。因此，正确合理地控制停压标准，是PHC桩施工的一项重要技术。PHC桩停压标准的控制主要考虑以下两方面：桩入土深度和压桩力(贯八阻力)。施工时要详细了解工程地质情况及有关设计要求，正确掌握桩入土深度与贯八阻力的关系，一般情况以桩进入持力层且最后三次贯入阻力达1.8～2.0倍单桩设计承载力而累积下沉≤10mm时为停压控制标准：但是施工中的终压力值是根据在施工瞬间荷载作用下有土体侧向约束的情况来确定的，因此终压力可比两倍的管桩单桩竖向承载力大。
2.5 桩顶位移为了有效地减少桩顶位移，施工前应对桩位下的障碍物清理干净，对桩构件要进行检查，发现桩身弯曲超过规定或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用。在稳桩过程中，如发现桩不垂直应及时纠正，接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上，接头处应严格按照操作要求执行。采用井点降水、砂井和盲沟等降水或排水措施。沉桩期间不得开挖基坑，需要沉桩完毕后相隔适当时间方可开挖，相隔时间应视具体地质情况、基坑开挖深度、面积、桩的密集程度及孔隙水压力消散情况来确实，一般经验认为宜两周左右。
3 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。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。
PHC桩的单位承载力造价是各种桩型中较低的，且综合经济效益指标也好于其他桩型。随着PHC管桩的广泛应用和发展，以及人们对它的理论研究和工程实践的不断积累，PHC桩的施工技术会不断得到提高。
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