静压高强度预应力混凝土管桩(PHC )施工

许建林

高强度预应力混凝土管桩(PHC)是近几年发展起来的一种桩基础。由于其桩身强度高、耐打性好、成桩质量可靠、施工周期短、文明环保、综合造价低等优点，在高层建筑工程的基础设计中应用前景十分看好;同时由于其经济效益、社会效益显著，适合山西地区的地质条件，在本地区的推广应用前景十分广阔。静压管桩施工是用反力将管桩压入土层中，振动小、无噪声、无空气污染。由于其采用反力将管桩压入土层工艺的特点，送桩较深一些，桩尖不易破碎，桩顶偏位不大，桩的承载力也可以保证。但由于大多数全液压式静力压桩桩机的压桩部位在整机的中央，因此施压建筑物基础的边桩时，边桩外侧占用空间较大，对场地有一些要求。本文分析总结了静压高强度预应力混凝土管桩(PHC)在工程中的应用情况，以供同类型工程施工过程中参考。

1 工程概况

长治移动通信生产楼工程位于长治高新开发区太行北路西侧。建筑占地面积约2 000 m2，总建筑面积约18 000 m2，地下1层，地上9层，局部10层，建筑高度44.25 m。基础设计采用高强度预应力混凝土管桩，桩径600 m，壁厚130 mm，长度30 m。单桩竖向承载力特征值1 930 kN，单桩竖向极限承载力标准值3 860 kN。拟建场地(主要由第四系更新近沉积的粉土和粉质粘土相成)为非自重湿陷性黄土场地，地基的湿陷等级为Ⅰ级(轻微)，地下水静止水位埋深介于5.00 m～5.69 m之间，抗震设防烈度为7度，建筑场地类别为Ⅲ类。

2 施工准备

1)组织有关工程技术人员阅读、理解和领会图纸的设计意图，了解设计图纸中的难点、重点，同时明确操作技术标准。

2)清理施工现场作业区内的障碍物，钎探桩位置范围内地下情况，同时对场地内的地下排水，排污管道等地下设施进行标识。

3)按设计图纸将基础轴线位置测量并进行定位标注，再按照基础平面图将管桩位置点确定，打入木桩作红油漆标识点。

4)组织机具设备进场。机具设备进场后按照施工图纸和施工方案进行对照验收(机具主要包括:静力压桩机、吊车、电焊机等)。

5)组织材料(包括管桩)进场。材料(管桩)进场后按照施工平面布置图进行堆放，并按照要求检查材料(管桩)质量说明书和取样复试。管桩可分批组织进场，管桩进场后采用分层叠置(中间加80×80木方。两端放置在0.2L处)，堆放层数不超过4层。

6)静压桩施工之前，要进行试压桩工作。通过试桩确定桩最短入土深度，桩的最终量入土深度等，明确收桩标准压力(本工程设计为3 860 kN)，以及桩在深层遇到障碍物时的处理方法和技术措施。根据静压试桩的数据，核定合理的配桩方案。

3 静压管桩施工

3.1 静压管桩施工工艺流程

压桩机就位→探桩→吊桩喂桩、夹持→静力压桩→接桩、电焊焊接→送桩达控制深度→终止压桩→桩机移到下一个桩位。

3.2 压桩机就位

桩机设备进场并安装就位，按需要的总重量配置压重，调整桩机平台得到水平状态，并检查桩机安装状况和起重工具。

3.3 探桩

根据测量定位点，采用同直径的钢管用静力压桩机探明表层土的障碍物(如果对土层了解可不进行探桩)。

3.4 吊桩喂桩、夹持

1)根据每个设计桩长选择每节桩长和压桩顺序，并进行现场编号。

2)利用桩机自身起重按编号顺序吊桩就位，再用夹具持桩对准测量定位点插入孔内，并及时修正偏差。

3)第一节桩插入地下时，必须保证位置和垂直度准确，对于偏差要及时纠正，必要时要重新拔出重新就位。

4)采用互成90°的方向，且不受压桩影响的位置，用两台经纬仪进行监测;通过桩机导架的旋转、滑动和停留进行纠偏。

3.5 静力压桩

1)利用桩机的重量由液压系统夹持将管桩垂直后压入土中，采用两台经纬仪随时监控管桩压入过程中的垂直度。

2)初压下沉量较大，宜采用轻压;随着沉桩加深，沉速减慢，压力逐渐增加，并随时观察压桩的压力和深度。

3)每一次下压，桩的入土深度约为1.50 m～2.00 m，然后松夹→上升→再夹→再压，如此反复进行，直至将管桩下压至控制深度。

4)压桩过程中，要使压杆、桩帽和桩身保持在同一轴线上，避免管桩受到偏心压力而受弯变形。

5)随压桩进行观测，发现偏差及时纠正;必要时应将桩架导杆方向按桩身方向调整。

6)按设计桩位平面图绘制桩编号图，将压桩过程观测的结果进行详细记录。

3.6 接桩、电焊焊接

1)当将一节桩压至地面0.80 m～1.00 m时，可进行上一节桩的接桩操作。

2)管桩的接桩采用电焊焊接接头，焊接采用两名焊工同时对称连续施焊，确保焊缝均匀饱满。

3)焊接完成后采用自然冷却，冷却时间不小于15 min，方可进行静压压桩施工。

3.7 送桩达控制深度

1)当桩顶压至接近地面时，检查桩的垂直度和桩头质量，合格后即可进行送桩，压桩送桩作业连续进行。

2)静压管桩的送桩作业采用钢制送桩器进行送桩，送桩深度根据现场情况和设计标高进行，送桩的最大压桩力不宜超过桩身允许压桩力的1.1倍。

3.8 终止压桩

当桩压入土层中一定深度(设计图纸中的要求标准和试桩过程中给定的有关压桩深度)，或桩尖进入设计持力层(端承桩更加重要)一定深度后，且静力压桩机的压力表给出的读数满足试桩时测定的数值(本工程为3 860 kN)时，可以终止压桩。

4 施工质量标准及保证措施

1)静压管桩质量标准。a.管桩垂直度允许偏差为1%;b.管桩位置的允许偏差值见表1;c.桩顶标高允许偏差:截桩后的桩顶标高允许偏差为±10 mm，按标高控制的桩顶标高允许偏差为－50 mm～+100 mm。

表1 管桩位置的允许偏差值

2)加强管桩和桩尖的进场验收，尤其要验收管桩混凝土的强度(必须达到设计强度标准值的100%以上)。

3)必须对参加静压管桩的所有人员进行专业操作的交底(包括工艺、质量、安全等)，做到人人心中有数后，才可以开始进入施工程序。

4)静压桩机组装后，必须进行全面检查，重点要复检各项仪表的准确度。

5)管桩静压入土前及时进行校正，在压入过程中随时检测桩身的垂直度和桩机的水平状况，压入3 m以上严禁用桩机行走或回转作校正。

6)接桩时上下节管桩接口焊接应先调平接口，并进行清理，中心一致、接口对齐后方可焊接。两人同时对称焊接，焊缝须均匀饱满，焊接完成后自然冷却15 min后，方可进行静压施工。

7)压桩的顺序和线路，避免同一方向静压管桩施工，减少静压管桩最后压桩沉桩困难、压桩后土层隆起和管桩上浮等现象。

8)静压管桩施工过程中专业技术人员必须坚守岗位，对于沉桩过程中出现的异常情况，要及时分析原因，及时进行处置。

9)认真做好静压管桩施工过程中的各项施工记录，为管桩施工质量、动测检验和静载试验提供最直接、最有力的证据。

[1]刘京川.浅谈PHC预应力管桩静压法施工与质量控制[J］.山西建筑，2009，35(7):127-128.