PHC管桩施工质量控制要点

吕琳 王修蛟

引言：预应力高强管度混凝土管桩（简称PHC桩）是在近现代高性能砼（HPC）和预应力技术的基础上发展起来的砼预制构件，我国近年来从日本、美国等发达国家引进先进生产技术而研究开发的一种新型预制桩。这是一种新型的基桩，它具有：产品工厂流水线生产，质量稳定可靠；桩身砼强度高，耐锤打性好，贯穿能力强；单桩承载力高，单位承载力价格便宜；对不同地质条件和不同沉桩工艺适应性强；运输、吊装轻便，施工速度快，工期短，施工现场简洁文明以及成桩质量监测方便等一系列优点，是我国目前各种预制方桩理想的更新换代产品，已被建设部列为科技成果重点推广项目。我公司承建的滨海某工程桩基施工中采用了PHC高强度预应力混凝土管桩。笔者全过程参与了工程施工，针对本工程特点对该工程进行了以下施工技术总结，他山之石、可以攻玉，希望能给各位同仁在类似的工程中起到借鉴和参考作用。

工程地质

工程现场已碾压平整，场地标高约为-0.3。目前“三通一平”已经完成。场地土为回填土，遇水易软化，地耐力基本满足桩机行走施工要求，但重型运桩车不能直接进入场地，还需修建四条临时道路方可施工。

(1)人工填土层（Qml）

冲填土（力学分层号1）埋深主要在8.5m段以上，顶界标高在5.18～6.11m，该层上部为粉细砂，其底界埋深在2.5～7.0m左右；其下为淤泥质土、粉质粘土、粉土等，灰色，土质不均，充填时间1年左右。

(2)全新统第一海相层(Q42m)

顶界标高-4.08～-1.09m，主要由上部的淤泥质粘土(力学分层号2-1)及下部的粉质粘土(力学分层号(2-2)组成。

(2-1)淤泥质粉质粘土,层厚7.0～12.2m，顶界标高-4.08～1.09m；灰色,流塑,含贝壳；为高压缩性土，水平方向分布连续。

(2-2)粉质粘土，厚层0.50～3.80m，顶界标高-14.22～-11.53m；灰色，软可塑，砂粘互层，含贝壳，夹粘土、粉土薄层；为中压塑性土，水平方向分布连续；

(3)全新统下部沼泽相沉积层（Q41h）

层厚2.7～3.2m,顶界标高-15.59～-14.39m，主要由粉质粘土(力学分层号3)组成，灰黑～浅灰色；可塑，无层理,局部砂性大，夹粉土薄层，含少量有机质、腐植物，属中压缩性土，水平方向分布连续。

(4)全新统下部陆相冲积层（Q41al）

层厚5.3～6.7m顶界标高-18.56～--17.39m，主要由粉质粘土(力学分层号4)组成，灰黄～黄褐色,可塑,无层理,含铁质及蚌壳,夹粘土、粉土薄层；属中压缩性土，水平方向分布连续。

(5)上更新统第五组陆相冲积层（Q3eal）

顶界标高-24.82～-23.26m，主要由上部的粘土(力学分层号5-1)及下部粉质粘土(力学分层号5-2)组成。

(5-1)粉土，层厚0.4～7.5m，顶界标高-24.82～-23.26m，黄褐色,饱和,中宻;无层理,含铁质,夹粉质粘土薄层；属中压缩性土，水平方向分布连续。

(5-2)粉质粘土，顶界标高-30.53～-24.39m，黄褐色，可塑，无层理，含铁质；属中压缩性土，水平方向分布连续，但顶界起伏较大；局部渐变为粘土，其工程性质相近似，在剖面图中以粉质粘土图例绘出。

(6)上更新统四组第Ⅱ海相沉积层（Q3dmc）

层厚3.7～5.0m顶界标高-34.81～-33.39m，主要由粉质粘土（力学分层号6）组成，灰褐色，可塑，无层理，含贝壳，局部渐变为粉土；属中压缩性土。

(7)上更新统第三组陆相冲积层（Q3eal）顶界标高-38.83～-37.62m，主要由上部的粉质粘土（力学分层号7-1）中部的粉砂（力学分层号7-2）、粉质粘土(力学分层号7-3)及下部的粉砂（力学分层号7-4）组成，

(7-1)粉质粘土，层厚2.5～7.1m，顶界标高-38.83～-37.62m；黄褐色，可塑，无层理，含铁质，属中压缩性土。

(7-2)粉砂，饱和，密实，无层理，主要由石英长石及暗色矿物质组成；属低压缩性土，本层顶界起伏较大，局部缺失。

(7-3)粉质粘土，黄褐色，可塑无层理，含铁质；属中压缩性土。

(7-4)粉砂，本次勘察未揭穿该层，最大揭示厚度9.0m；黄褐色，饱和，密实，无层理，主要由石英长石及暗色矿物组成；属低压缩性土。

设计要求及施工工艺

2.1设计要求

本工程PHC管桩类型为PHC-AB500（100）-38b，采用十字形桩尖。

桩数4090根，桩长37-38m，单桩竖向极限承载力为2700kN，单桩水平极限荷载为120kN。

图1管桩内部结构图

2.2施工工艺流程

施工工艺流程：桩机调整→吊装定位→垂直检查→沉桩贯入→吊入上桩→垂直检查→焊接接桩→沉桩贯入→收锤→测定记录→桩机移位。

2.2.1 吊桩定位

我们现场技术人员提前在桩身上面自下而上划出标记，标记间距为1m，以便观察桩的入土深度以及记录每米沉桩锤击数。施工前用吊车将管桩吊放到桩位附近位置。第一节管桩起吊就位准确后，正交架设两台经纬仪，双向控制桩的垂直度调整后才施打，插入地面时与桩位的偏差不大于20mm，管桩垂直度偏差不得大于0.5%。

2.2.2 焊接桩尖

桩机就位后，将桩尖焊接在管桩端头板上，焊接完成对好桩位，自检合格并报监理工程师验收合格后，开始沉桩。

2.2.3 锤击沉桩

⑴我公司选用DD80导杆式柴油锤进行沉桩施工。

⑵重锤低击：打桩时采用重锤低击法，开始落距较低，使桩能正常入土，桩尖不易偏斜后，再增加落距。

2.2.4 接桩

⑴上、下节管桩拼接成整桩时，采用端板焊接连接，其入土部分桩段的桩头宜高出地面0.5～1.0m。接桩时上下节桩段应保持对直，错位偏差不宜大于2mm。

⑵管桩对接前，上下端板表面应用铁刷子清刷干净，坡口处应刷至露出金属光泽。我们采取焊接为二氧化碳气保焊，焊接时由2人同时开始，先在坡口圆周上对称点焊4～6点，待上下桩节固定后拆除导向箍再分层施焊，施焊时对称进行。焊接层数为三层，内层焊渣清理干净后方能施焊外一层，焊缝饱满连续。焊好的桩接头自然冷却后再继续沉桩，自然冷却时间不少于8分钟，严禁用水冷却或焊好即打。

⑶PHC管桩焊接完成后，采用2台经纬仪在垂直两个方向进行控制，观测整根管桩的垂直度，当桩身倾斜率超过1%时，必须及时找出原因并设法纠正，严禁用移动桩架等强行回扳的方法纠偏或将桩打歪。

2.2.5 收锤标准

桩的收锤标准严格按照设计要求控制，以设计桩长（桩顶标高）控制为主，贯入度控制为辅。

2.2.6 施工记录

施工过程中配备了专职记录员及时准确地填写管桩施工记录表，记录内容主要有桩长、桩径、壁厚、桩身垂直度、桩顶标高、锤击数、贯入度、锤跳高度等，并经当班监理验证签名。

3、施工遇到问题及解决措施

在PHC桩施工过程中，我们碰到了各种各样问题，针对以下几点，我们群策群力，集思广议，分析原因分别采取了如下措施：

3.1、垂直度不好控制、桩身倾斜超标，采取措施：找出关键、细化程序、严格管理。

我们经过开会讨论分析桩身倾斜主要原因有以下几点并采取了相应的预防措施。

3.1.1.打桩机平台没有调平，预防措施是责任到人，将平台调平；