PHC管桩在淮南潘集地区施工过程中的质量分析及改进

陈翔宇 淮南矿业集团电力有限责任公司

1 前言

淮南市位于淮河以南，地势平坦，地貌单元属淮河一级、二级阶地，第四纪沉积物覆盖层属第四纪晚更新世及其以前形成，下伏三叠系砂岩。本文结合淮南潘集地区火力发电厂工程建设期间，对实际PHC管桩施工过程中出现的质量问题进行分析，并制定切实有效的预防改进措施，为淮南地区同类工程沉桩施工提供借鉴参考。

2 工程概况

本工程为潘集电厂一期2×660MW超超临界燃煤机组工程，工程位于安徽省淮南市潘集区架河镇王圩村和淮北村，距淮南市中心约30km，厂址区域为农田，地势平坦，厂址区域自然标高约21.7m～22.2m。厂内主厂房、锅炉房、烟囱、冷却塔等重要单位工程当地基土强度不能满足上部荷载和变形要求时，拟采用PHC预制管桩基础，桩基础采用锤击法进行施工。厂区重要构筑物桩长如表1所示。

表1 厂区重要构筑物桩长

2.1 工程地层概况

潘集电厂厂址位于淮北冲积平原的南缘，淮河中游北岸的一级阶地上，场地大部分为广阔的农田，地形平坦，微向南倾。根据工程影响范围内地层大致可分为6层，详见表2所示。

表2 工程影响范围内地层分层表

3 桩基础沉桩过程中存在质量问题及原因分析

施工过程中，施工人员未对桩基施工过程中质量问题未引起足够的重视，致使桩基础施工问题时常发生。

第一，桩身倾斜。

厂区内地势较为平整，基本无颠簸和起伏，但在主厂房区域和锅炉区域出现了127根不同程度的桩身倾斜，直接原因两项：（1）稳桩时桩不垂直；（2）送桩器、桩帽及桩不在同一条直线上。促成因素两项：（1）施工人员未经过培训；（2）技术人员未进行技术指导和监督。

第二，桩头破损。

第三，桩头破损属于桩基础施工过程中的通病，本次在#2锅炉的桩基础施工过程中沉桩总计为303根，桩头破损数目为37根，桩头破损率达到了12.2%，远超规定范围内5%的数量。经过对数据整理分析，经讨论认为直接原因为四项：（1）设计管桩进入持力层深度与详勘报告相比，设计裕度较大，桩身送桩困难，导致爆桩头或不能送到设计标高。（2）在桩头破损中XX华品牌占比较高，桩材质量本身存在问题。（3）打桩机械不同导致桩头破损率差异较大，桩头破损集中出现在16.0t导杆锤桩机打桩过程中，D80筒式锤桩头破损率低。（4）送桩管底端未安装桩帽，无桩帽的送桩管更难控制桩锤的锤击应力与桩管中心轴线吻合，容易导致桩头被打碎。促成因素三项：（1）在同一承台集中打桩，单台桩机每天沉桩过快，土体超孔隙水压力升高，造成了明显的挤土效应。（2）在送桩器与桩头之间未按照技术要求增加缓冲纸垫。（3）施工技术人员未进行作业前的技术指导。

4 桩基沉桩质量的改进措施

4.1 桩身倾斜的改进措施

（1）沉桩施工前保证施工建设场地平整，施工时，应在打桩机行走路线加垫木等物，使打桩机底盘保持水平。

（2）加强现场施工人员的技术培训工作，施工前对现场施工人员进行交底，使其按程序进行施工。

（3）沉桩施工前，用2台正交的经纬仪监测校正桩身垂直度，另外在距桩1m～1.5m范围内设置两个定位小桩，桩的垂直度偏差不得超过0.5%L（L代表桩长）。为保证沉桩过程中观察记录每米的锤击数并能够得到有效控制，在预制桩每延米处做相应标识。

4.2 桩头破损的改进措施

（1）针对工程中实际地层中持力层埋深局部存在起伏，导致个别区域按照原设计图纸及停锤标准施工困难的实际情况，对“PHC桩施打停锤标准：停锤标准以桩顶设计标高为主、贯入度控制为辅的双重控制原则。”进行明确。

补充贯入度控制标准：①桩身进入持力层的深度不得小于1800m（在锤击能量满足设计图纸要求的前提下，对于D80筒锤施工，沉桩1m锤击数不得少于80锤；对于16t导杆式柴油锤施工，沉桩1m锤击数不得少于60锤，标志进入持力层1m）；②最后3阵（30击）沉桩不大于9cm；③原则上，有效桩长与设计桩长相差不得超过600mm。

以上三个标准同时满足，经监理或建设单位现场确认后，可以停锤。

以上三个标准，必要时可根据后续实际沉桩情况和检测结果，经业主、设计、监理、施工单位确认后调整。

（2）沉桩过程为避免在同一承台集中打桩，施工单位在各区域沉桩作业应尽量采取单排单方向沉桩作业施工方法，严格控制打桩速率，20m半径范围内每天沉桩不得超过10套，杜绝土体孔隙水压力达到或超过报警值。

（3）管材进场时，施工单位针对采用的管材进行复验，同一厂家，同一批次，同一桩型的管桩材料在沉桩时，发现同一时间段有同批桩材有桩头破损的情况出现，立即停止沉桩，报监理、建设单位，并对这批管材进行清退处理。

（4）设计单位针对厂区内需采用桩基础的构筑物，在设计时依照详勘报告针对施工区地层起伏较大的区域对管桩桩长设计进行优化，避免出现图纸一刀切，图纸与实际情况不符的现象出现，给施工带来困难。

5 沉桩质量的改进成果

桩基沉桩按调整后的改进措施，建设、监理单位对施工过程中805根工程桩（PHC-600-130-B）进行了质量跟踪，桩身倾斜问题基本杜绝，桩身垂直度合格率99.2%，桩头破损明显改善，桩头破损率为3.8%，合格率96.2%。从现场沉桩情况来看，桩头破损现象得到了较好的控制。

6 结束语

通过桩基施工过程中发现的PHC桩施工质量问题进行分析，矫正了沉桩过程中桩身倾斜质量通病问题，桩头破损事件通过对已完成数据及现场实际情况调查，提出相应的处理措施，调整桩基持力层及停锤标准，大大减小了锤击次数，既避免了桩头破损情况，又提高了沉桩效率，为工程桩大面积施工起到指导作用，可以降低工程桩施工时的施工质量问题。从而保证结构的安全稳定。