超高强预应力混凝土管桩（PHC桩）施工应注意的问题

刘欣　温军强

【中图分类号】TU7 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0257-02

沧州市鑫源大厦主楼东西长40m，南北宽20m，地上19层，地下2层，建筑面积16000m²。采用框架剪力墙结构。建筑物总荷载约200000kN，最大单柱荷载6700kNo基础采用筏板基础，桩采用超高强预应力混凝土管桩（PHC桩），规格为φ600×110，桩长24m（2根12m校对接），主楼共打设93根桩，设计单桩承载力3100kN。

1、PHC桩特点

（1）严格按照国标GBl3476--92及日本JISA5337标准生产，其混凝土强度等级不低于C80级。

（2）单桩承载力高，设计范围广。在同一建筑物基础中，可使用不同直径的管桩，容易解决布桩问题，可充分发挥每根桩的承载能力。

（3）单校可接成任意长度，不受施工机械能力和施工条件局限。

（4）成桩质量可*，沉桩后桩长和桩身质量可用直接手段进行监测。

（5）桩身耐锤击和抗裂性好，穿透力强。

（6）造价低廉。其单位承载力价格仅为钢桩的1/3-2/3，并节省钢材。

（7）施工速度快，文明施工。

2、打桩准备

2.1 桩锤的选择

选择桩锤时，必须充分考虑桩的形状、尺寸、重量、入土长度、结构形式以及土质、气象等条件，并掌握各种锤的特性。桩锤的夯击能量必须克服桩的贯入阻力，包括克服桩尖阻力、桩侧摩阻力和桩的回弹产生的能量损失等。如果桩锤的能量不能满足上述要求，则会引起桩头部的局部压曲，难以将桩送到设计标高。鉴于本工程有软、硬两种土层，故选用了蒸汽锤，锤重8t。

2.2 桩架的选择

桩架的设置、安装和准备工作对打桩效率有很大影响。桩架选用D

308S型履带行走式桩架，其最大特点是移动灵活，使用方便，运行机构为履带，对路面要求比较低o

2.3 施工组织设计和桩位测设

根据打桩施工区域内的地质情况和基础几何形状，要合理选择打桩顺序，对周围建筑物采取预防措施。根据桩基施工图进行桩位测设。

2.4 堆存吊运

管桩一般需设计两个支点（图1），其吊点需符合图2所示的位置要求。管桩堆存需要使用软垫（木垫）。管桩起吊运输中应免受振动、冲撞。

2.5 管桩龄期的确定

管桩从制造成型到打桩施工的间隔时间宜尽量长些，混凝土强度应达到设计强度等级标准值以上（若在工厂制造，一般按80%的设计强度等级标准值出厂），故要求现场要堆存一定量的桩，按“先进场桩先打”的原则，满足管桩的强度要求。

2.6 检查修整

管桩施工前应再次逐根检查，即检查混凝土桩有无严重质量问题，对管桩两端应清理干净，施焊面上有油漆杂物污染时，应清刷干净。

3、打桩阶段技术措施

3.1 插桩

桩打入过程中修正桩的角度较困难，因此就位时应正确安放。第一节管桩插入地下时，要尽量保持位置方向正确。开始要轻轻打下，认真检查，若有偏差应及时纠正，必要时要拔出重打。校核桩的垂直度可采用垂直角，即用两个方向（互成90。）的经纬仪使导架保持垂直。通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整。经纬仪应设置在不受打桩影响处，并经常加以调平，使之保持垂直。

3.2 锤打

因地层较软，初打时可能下沉量较大，宜采取低提锤，轻打下，随着沉桩加深，沉速减慢，起锤高度可渐增。在整个打桩过程中，要使桩锤、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。必要时应将桩锤及桩架导杆方向按桩身方向调整。要注意尽量不使管桩受到偏心锤打，以免管桩受弯受权。打桩较难下沉时，要检查落锤有无倾斜偏心，特别是要检查桩垫桩帽是否合适。如果不合适，需更换或补充软垫。每根桩宜连续一次打完，不要中断，以免难以继续打下。

4、打桩记录和周围建筑物观察

打桩过程中应详细记录各种作业时间，每打入0.5-1m的锤击数、桩位置的偏斜、最后10击的平均贯人度和最后1m的锤击数等。

打桩过程中应详细观察周围建筑物沉降或上升情况，在建筑物上设置观察点，利用远处的固定水准点进行对比分析，从而确定沉降或上升情况。经实测，裙楼东侧3m处的建工园招待所没有沉降或上升现象，仅顶板出现一些轻微裂缝。现建工大厦竣工已1年多，招待所使用正常，对结构无不良影响。

5、PHG管桩与基础底板连接技术

为有效防止基础上浮并保证基础和桩基的整体协同工作，在筏板基础钢筋绑扎前，采用了如图5所示的作法，从而保证了管桩与基础的连接。土方开挖至设计标高露出管桩后，清理管桩孔内的垃圾及污物，用十一夹板作底模，用12号铁丝悬吊于孔内，钢筋按要求绑扎，用不低于C40的混凝土灌筑，混凝土中微掺UEA膨胀剂（掺量10%）。待基础底板钢筋绑扎时，管桩锚筋与基础底板钢筋要焊牢，基础底板钢筋与管桩桩头也要焊牢。

6、试压桩

6.1 试桩要求

为确定单桩承载力是否满足设计要求，打桩前进行了单桩竖向抗压静载试验。试桩数量为三组，第一组试桩1根，锚桩6根；第二组试桩1根，锚桩4根；第三组试桩1根，锚桩4根。试桩最大预加荷载为：第一组6200kN，第二组5000kN，第三组4000kN。

6.2 试桩标准

按《建筑桩基技术规范》（JQJ94 94）单桩竖向抗压静载荷试验中有关标准，采用慢速维持荷载法进行。

6.3 试桩装置和加载时间

竖向静载荷抗压试验采用锚桩横梁反力装置。整个加荷利用电动油泵带动2台5000kN油压千斤顶加荷，用荷重传感器、荷重显示器和0.4级精密油压表显示荷载，电测位移计和机械表两种手段同时测读沉降值，计算机采样、记录、整理和打印数据。为防止仪器受外界干扰，特备有一空调封闭工作间，以保证仪器的正常工作。

试桩与锚桩沉桩10d后即可加载。

7、施工体会

（1）“重锤低打”能有效降低锤击应力。桩锤对桩头的锤击速度越快，在桩身上产生的应力波强度也越高，即打桩应力与锤击速度成正比，所以为降低锤击应力并保持较好的贯入度，采用了较重的桩锤（桩锤重8t）和较低的速度施打，效果良好。

（2）桩头衬垫效应对锤击应力也有直接影响。为延长锤击作用时间、降低锤击速度，并借以降低锤击应力，选用软厚适宜的木桩垫，收到良好效果。

（3）选择合理的打桩施工顺序，能减小桩的侧向位移，对周围建筑物不会有大的影响。

桩基侧向位移是软弱地基施工中经常见到的一种现象，根据不同情况进行综合分析，制订出合理的打桩施工方案，并采取相应措施，可以把打桩危害降低到最低限度。基础形状规则的打桩施工顺序应先里后外，由中心逐渐往外侧对称施工。本工程基础形状规则，施工时遵循“对称施工”的原则，确保了基础内挤压应力的平衡。

打桩施工时，先打主楼桩——深桩（24m长），后打裙楼桩——浅桩（9m长）；先打跨中桩，后打边区桩；先打近桩，后打远桩；先打毗邻建筑物的桩，后打远离建筑物的桩。通过采取以上措施，有效地降低了桩基的侧向位移。

（4）防震沟的设置有效地降低了对临近建筑物的影响，裙楼东侧建工园招待所基础为条形钢筋混凝土基础，深lm，基础底板边离大厦地下室外墙仅2.5m，桩基施工前开挖了一条宽0.8m、深2m的防震沟，沟中满填黄砂，经观察和检测，在整个施工过程中，对招待所结构无不良影响。

（5）PHC桩采用C80混凝土，强度高；钢筋采用预应力螺旋筋，抗裂性好，因此成桩质量可*，不易损坏，实际施工中，仅2根桩破裂，补救措施也方便快捷。

（6）采用PHC桩，可做到现场清洁，文明施工。