PHC管桩施工工艺探讨

路保周 肖改艳

(山西潞安鸿源房地产开发有限公司，山西 长治 046200)



PHC管桩施工工艺探讨

路保周 肖改艳

(山西潞安鸿源房地产开发有限公司，山西 长治 046200)

结合工程实例，对PHC管桩施工工艺流程进行了介绍，主要对压桩顺序、吊桩、插桩、接桩等施工环节的操作要点作了阐述，并针对施工中遇到的问题提出了相应的质量控制措施，以不断提高PHC管桩的施工水平。

PHC管桩，压桩，试桩，承载力，桩身

PHC管桩采用离心成型生产工艺和先张法预应力工艺，桩身混凝土强度可达80 MPa，其不仅具有强度高，抗裂性能好，桩身耐打,穿透力强，沉桩质量可靠，施工速度快等优点，而且由于施工过程中的竖向挤压和侧向挤密作用，桩端承载力和桩侧摩阻力较灌注桩有所提高，且较灌注桩避免了断桩和缩颈等质量问题。PHC管桩基础适用于软土地基和深基础工程中，在各沿海、沿江城市的工业与民用建筑中得到了广泛的应用。但由于PHC管桩的高脆性、地质勘探资料的局限性以及地质情况的不可预见性，容易引发诸多施工质量和安全技术问题，在施工中应综合考虑各方面的因素，排除各类隐患，才能有效的控制工程质量、工程进度和造价。本文根据工程实例，对PHC管桩的施工工艺和质量控制要点进行了探讨。

1 工程实例

1.1 工程概况

长治市潞安锦绣香江住宅小区位于长治市襄垣县城东湖新区，工程总用地面积59 016 m2，项目总建筑面积16万m2，其中18层住宅楼10栋，25层住宅楼4栋，18层公寓楼1栋，设计均采用静压沉桩PHC-AB500型预应力高强度混凝土预制管桩施工工艺，桩身混凝土强度为C80，桩身混凝土有效预压应力值或其抗弯性能为AB型，管桩外径500 mm，壁厚125 mm，设计有效长度为30 m，单桩竖向抗压承载力特征值为2 200 kN，桩端持力层为⑦细粉砂或⑨粉质粘土。

1.2 工程地质情况

该区工程地质条件为：建筑场地类别为Ⅲ类，建筑场地地段为一般地段，场地等级为二级，地下水位埋深8.5 m～13.0 m，水位季节性变化幅度为1.0 m，地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构均具有微腐蚀性。由上至下主要地层有：①黄土状粉土,3.1 m～5.9 m，具中等压缩性及湿陷性，局部夹粉砂透镜体；②粉质粘土,4.8 m～4.9 m，可塑，具中等压缩性；③细砂,6.7 m～9.6 m，松散，稍密；④粉土,4.7 m～13.1 m，具中等压缩性；⑤粉质粘土,4.7 m～13.1 m，可塑，具中等压缩性，夹粉细砂透镜体；⑥粉质粘土,12.6 m～14 m，硬塑，具中等压缩性；⑦ 细砂,0 m～4.2 m，以石英、长石为主，中密；⑧圆砾，1.4 m～3.8 m，颗粒多为亚圆形，母岩成分为灰岩、砂岩，粉土及细中砂充填，密实；⑨粉质粘土,11.4 m～16.9 m，层间夹碎石，硬塑，具中等压缩性。

2 静压施工工艺流程及技术措施

2.1 施工工艺流程

定坐标→施工放线→定桩位→复线→桩机就位→吊桩插桩→桩身垂直度调整→静压沉桩→接桩→再静压沉桩→终止压桩→桩机就位开始第二根桩施工(直到全部施工完毕)。

2.2 机械选型

经综合考虑，施工单位现场选择1台DBYZY800型静力抱压式桩机，并配置2台二氧化碳气体保护电焊机NBC-500进场。

2.3 压桩顺序

由于静压桩与打入桩相比，邻近桩相互挤土的干扰影响很小，实践证明，邻近的压桩先后对压入同样深度土层的压桩力基本没有影响，故在本工程施工中，可以灵活安排施工顺序，减少桩机的移动及行走时间。

2.4 吊桩、插桩

根据施工需要将所需规格的桩运至压桩位置20 m范围内，且按照桩位布局情况合理布置，为做到一次性成功起吊，尽量不能出现长距离拖桩，以免造成桩的损坏和降低功效。压桩机移至桩位位置并调平桩机，用机上吊车吊起管桩徐徐插入桩机的夹持器内，当管桩下端离地面20 cm时逐渐抱紧夹持器，逐次加压且压力不大于5 MPa。

2.5 桩身的对中调直第一节桩是保证整根桩质量的关键，其垂直度偏差应小于0.5%，重复操作检测对中和垂直度均符合规定后方可进行压桩，压桩过程中应随时注意桩帽、桩身和送桩的中心线是否重合，若垂直度偏差较大，必须拔出重插。

2.6 接桩

本工程基桩为3节桩，当节桩入土部分桩头高出地面0.5 m～1.0 m时可停止打桩，尽量避免接近设计深度时接桩。本工程预制桩接头形式为电焊焊接，焊接前应保证对接接头上的杂质清理干净，调直上节桩，固定好上下节桩，对接偏差不大于2 mm。采用人工对称焊，焊接时宜先对称点焊4点～6点，再分层施焊，焊缝应饱满连续。接桩时间不宜过长，接头应自然冷却，不得采用水冷却或焊好后立即施压。

2.7 送桩

本工程采用套筒式送桩器，送桩器可将静压力有效的传到桩上，以保证将桩打到设计标高。送桩深度不宜大于2 m，送桩的最后贯入度应参考同一条件的桩，不送桩的贯入度应予以减小。

2.8 终压

终压是确保预制桩质量，保证静压桩施工质量的关键技术，在压桩前应严格按照工艺试桩，根据试压情况来确定终压技术参数，终压条件包括终压力、稳压时间、稳压次数、稳压贯入度和桩端标高。

3 遇到的问题及处理办法

3.1 设计优化

1)试桩。在预制桩的沉桩施工前要分析沉桩具体影响，可通过试桩工作来验证预计影响、确定施工工艺。在施工过程中一定要严格做好施工记录，对施工过程中的异常情况进行对比分析。当存在厚度大于2 m的中密度以上砂夹层时，尽量优先采用锤击法，若砂夹层不大于4 m时，可选择静压沉桩。本工程采用了两种施工方法，均进行了试桩。

a.柴油锤打桩试桩。本工程柴油锤试桩3根，根据本地工程经验预应力混凝土管桩的总锤击数为1 000击～1 500击，最后1.0 m不大于300击。而且对这3根桩进行了单桩抗压承载试验，整理试验结果见表1。由单桩抗压静载试验数据整理分析，未发现异常情况，在最大荷载4 400 kN作用下，沉降位移相对稳定，试验桩抗压极限承载力统计值为4 400 kN，单桩抗压承载力特征值为2 200 kN,满足设计要求。

表1 锤击法施工单桩竖向抗压承载试验成果表

b.静压法施工试桩。根据设计及规范要求，静压法试桩检测完成了单桩竖向抗压静载试验3根和低应变动测19根。单桩抗压静载试验：整理单桩竖向抗压静载试验结果见表2。

根据受检的3根单桩竖向抗压静载试验结果，单桩抗压承载力满足2 200 kN的设计要求。

表2 静压法施工单桩竖向抗压承载试验成果表

低应变动测：根据试验检测曲线的时域信号特征，识别桩底和桩身缺陷反射信号，计算应力波速度，并推测缺陷位置，综合整理分析实测曲线，受检的19根管桩，实测桩身波速范围值为3 476 m/s～3 977 m/s，平均波速为3 780 m/s；均为Ⅰ类桩。

2)调整设计桩长。由地质勘察情况知含0 m～5 m细砂、圆砾石，分布不均匀，且含少量大块长石。设计桩长度为30 m，在柴油锤打14号，15号楼的过程中，有的桩打到25 m，28 m时已经达到贯入度控制要求，无法达到设计标高，经设计院验算后桩长达23 m即可满足抗压、抗拔承载力要求，故根据实际情况调整桩长。

3)增加桩尖。在打桩过程中由于场地内缺陷较多、地质差异大及部分地质有较厚砂砾层，考虑了使用桩尖达到穿越硬夹层的目的，本工程中采用了闭口型十字形钢桩桩尖，材料选用Q235钢，严格按照国家标准10G409《预应力混凝土管桩图集》中桩尖结构焊接而成，该桩尖能在粉质粘土中大大提高管桩的单桩承载力，并在相同的单桩承载力时，可以减少桩长，能充分发挥桩端承载力减少工程造价。

3.2 对已建房屋的影响

在柴油锤打桩过程中由于打桩的冲击荷载很大，造成有的桩头破碎，有个别桩身出现裂缝，造成管桩损耗大。而此小区毗邻南里信村，由于柴油锤震动较大，已经造成了居民房屋出现少量裂缝，并且考虑4号，5号楼与周边住宅房屋的距离较近，故其余几栋住宅楼改为静压法施工，从而减轻了对周边原有建筑物的影响。

4 结语

PHC管桩施工技术环节较多，工程质量控制较为复杂，应充分考虑各种影响因素，目前在长治地区PHC管桩工程实践经验尚不够丰富,只有严格落实各项技术规范，不断的提高技术应用水平，不断的积累工程经验，才能更好的控制PHC管桩施工质量，使其更好的发挥社会环境和经济效益。

[1]邢皓枫,赵红崴,叶观宝,等.PHC管桩工程特性分析.岩土工程学报,2009，31(1)：67-68.

[2]曾庆响,梁焕华,肖芝兰,等.PHC管桩的开裂弯矩和极限弯矩计算.工业建筑,2010,40(1)：19-20.

[3]孙福祥.PHC管桩静压施工工艺及施工质量与安全控制措施.施工技术,2010(39):17-21.

[4]李佑铭.关于静压桩终压条件的探讨.广西工学院学报,2002,13(3)：1-5.

[5]许传道,臧秀玲.十字型桩尖在某工程中的应用.建筑与工程,2006(4)：118-119.

Discussion on the construction technology of PHC pipe pile

Lu Baozhou Xiao Gaiyan

(ShanxiLu’anHongyuanRealEstateDevelopmentLimitedCompany,Changzhi046200,China)

Combining with the engineering example, this paper introduced the construction technology process of PHC pipe pile, mainly elaborated the operation key points of pressure pile sequence, hanging pile, pile insertion, joint piles and other construction links, put forward corresponding quality control measures in view of the problems in construction, in order to increasing improve the construction level of PHC pipe pile.

PHC pipe pile, pressure pile, test pile, bearing capacity, pile body

1009-6825(2015)01-0075-02

2014-10-30

路保周(1973- )，男，工程师； 肖改艳(1986- )，女，助理工程师

TU753.3

A