PHC管桩在沿海项目中的应用

■ 中电建振冲建设工程股份有限公司 赵俊友 梁兴龙

随着港口码头的不断发展，以及一个又一个LNG储备项目、石油化工项目、海上风电项目、潮汐发电项目的开工建设，正在潜移默化地影响着沿海地区的发展，很多沿海地区渐渐成为国家发展的重点区域。沿海地区在日益快速发展的同时，原本就较为短缺的土地资源变得更加紧张。面对这一现状，通过吹沙填海将不具备建筑条件的土地变为可利用的土地，成为众多沿海地区的重要选择之一。然而，填海而成的土地土壤中盐度较高，而且还含有氯离子、镁离子等矿物质，腐蚀性较强，这给桩基础的防腐工作提出了更高的挑战。而预应力高强度混凝土管桩（PHC管桩）作为一种比较常用的已经成型的桩体，在混凝土中加入抗腐蚀的添加剂，就能起到有效的防腐作用。本文主要探讨PHC管桩在沿海淤泥质地层中的应用，分析PHC管桩在沿海项目中的优点，同时总结管桩在施工过程中的技术要点和需要注意的问题。

1.PHC管桩工艺的优点分析

1.1 PHC 管桩介绍

PHC管桩一般要求混凝土强度等级不得低于C80。PHC管桩是采用离心机进行混凝土施工制作而成的，脱模后进入高压釜蒸养，经过高温（约180℃）、高压（约10个大气压）蒸汽养护，使混凝土强度等级达C80。从成型到可以装车吊运大约只需2—3天时间，因其具有生产周期较短，质量稳定，抗压、抗拉性能较好等特点，在工程中得到了广泛应用。

1.2 PHC 管桩施工的优点分析

PHC管桩施工工艺已十分成熟，尤其是在沿海施工项目上被广泛应用，PHC管桩施工工艺具有以下技术优点分析：

一是生产周期相对较短。工程施工已经形成标准化的技术流程，并且根据不同的桩型和桩长需求，可以在向生产厂商订货时提出相应的要求。例如，可以根据不同设计要求，选用PHC 500 AB 125或PHC 500 AB 100进行订货，从成型到达到强度要求可能只需要2—3天。

二是桩型多，承载力高。PHC管桩桩型规格多种多样，桩径从300mm到1200mm均可批量生产，壁厚的规格也有PHC—300—AB—70、PHC—400—AB—95、PHC—500—AB—100、PHC—500—AB—125等多种，能够适应不同的承台基础和承载力要求。

三是施工成本相对较低。桩基础施工按照施工工艺可分为混凝土预制桩、旋挖钻孔灌注桩、沉管灌注桩、钢桩和干作业成孔桩等，其中，混凝土预制桩（PHC管桩）的造价成本相对最低。

四是PHC管桩质量稳定。PHC管桩是在工厂车间内生产的，具有较高的标准化、流水线作业等特点，工厂管理相对规范，在车间内生产统一采用室内高温高压蒸汽养护，不受天气变化的影响，一次出产合格率有保障。

五是施工过程中无污染。PHC管桩是在制作完成后运至施工场地使用的，在施工过程中不会产生泥浆，也没有砂石等材料，无扬尘、无污染，便于现场文明施工管理。

2.PHC管桩施工的技术要点

2.1 PHC 管桩施工技术的标准化流程和要点

PHC管桩施工工艺已经形成了一套完整的施工系统，其主要的施工技术流程包括测量放线、管桩进场验收、桩机就位、起桩、沉桩、接桩送桩等环节。在常规施工中，需要按照标准化技术流程完成各项施工，保证连续墙的施工质量。

PHC管桩施工中，各项技术的应用都应该按照基本的施工要点开展，主要包括以下几个方面：

2.1.1 测量放线

测量放线是施工开始的重点，对业主提供的原始基准点设围栏等措施保护并做好详细的交接记录，有工程施工“眼镜”的称号。测量仪器在使用前，必须经过有关部门鉴定，鉴定合格后方可使用，包括GPS、全站仪、经纬仪、水准仪、钢尺等。

用GPS放点桩位点前，需将已经计算好的坐标导入GPS内，经检查校对无误后方可施测；根据施工现场的测量控制点，设置好GPS的中央子午线参数和椭球参数后进行建模；建模完成并点校验无误后，可进行桩位点测量。

2.1.2 管桩进场验收

管桩外观质量检查包括外观检查和尺寸偏差。

管桩外观的具体检查项目包括桩体表面是否有粘皮和麻面，桩身的合缝部位是否有漏浆的痕迹，管桩在运输过程中是否有深度大于10mm以上的局部磕损，桩体的铁套箍位置是否有凹陷出现，桩端板的平整度是否符合要求，管桩桩孔内外表面是否有漏筋或混凝土塌落，桩体表面是否有裂纹、裂缝等。

尺寸偏差具体检查项目包括管桩总桩长、管桩桩径、桩身弯曲度、桩端板平整度、端板内径、端板外径和端板厚度等。

按照《预应力混凝土管桩进场自检记录》，对照现场进行逐根检查，对检查过程中发现的问题管桩做好“不合格”标识，并且清退出场。

2.1.3 桩机就位、起桩

桩机组装好后就位，必须先进行调试，确保桩机正常，经现场验收合格后方能投入施工。施工前需要上报测量报验，经监理进行复测，验收合格后方可施工。

第一根桩对位准确后，必须用两台经纬仪从垂直于桩机的两个方向调整桩的垂直度，两台经纬仪和桩之间的夹角应为90°。在桩的垂直度偏差不得超过0.5%后，方可开始打桩，若超过0.5%，需拔出重插。

2.1.4 沉桩

根据PHC管桩施工工艺流程，桩机就位后，用施工机械的副卷扬的钢丝绳起吊PHC管桩，将管桩吊起后通过牵引绳控制，将管桩桩头送入桩帽内。管桩起吊过程中要平稳，防止因起吊过快发生撞击，桩帽与桩头之间应留有间隙。桩机起锤前，必须严格控制好桩身定位，调节桩机桩架的位置，确保桩尖的对位准确。沉桩0.5m—1.0m时，使用两台经纬仪十字交汇校核管桩垂直度，垂直度不得大于0.5%，若偏差超过0.5%，需拔出重插。

确定管桩垂直度符合要求后，将桩锤放下，利用桩锤重力压桩下沉，待桩锤重力无法使桩下沉后，开油门开始锤击施工。锤击时，应控制锤的能量，尽量采用重锤轻击的方式慢慢沉桩。当桩端进入软弱土层后，应严格控制打桩速度，防止因土层太软造成桩身倾斜。首节桩的垂直度控制很重要，如果垂直度控制不好，将会影响整套桩的垂直精度及桩顶标高。因此，在沉桩过程中，在施工机械的正前方和侧方需放置两台经纬仪，进行垂直度测量，两台经纬仪和桩之间的夹角应为90°；要控制桩锤、桩帽、桩身位于同一垂直轴线上，确保管桩下桩的垂直。

2.1.5 接桩

当下节桩沉至离地面约0.5m左右时，应停止锤击，将待接的上节桩用副卷扬吊起，并与下节桩对位后进行接桩。管桩进行对接前，上下端板表面的坡口处需用电动钢丝刷进行除锈和清理，端板表面要露出金属的光泽，上下管桩接桩过程中应使上下两节桩同轴心，错位偏差不能超过2mm，焊接时应在管桩端板的对称位置固定点焊，固定完成后，焊接要对称进行，直至上下两节桩满焊，焊缝要求饱满，焊缝需增加2mm厚腐蚀裕量。

管桩电焊接桩工艺一般采用粉芯焊丝二氧化碳气体保护半自动焊，要求焊缝整体必须饱满，表面不能有明显的咬边、焊瘤、焊渣、凹痕、夹渣。当焊接完成后，需等待焊缝自然冷却后，在管桩的接头部位涂刷快干型环氧沥青防腐涂层，按要求在管桩的接头部位涂刷三遍防腐漆，涂刷厚度不小于500μm，涂刷完成后晾8min—10min，后方可继续沉桩。

2.1.6 送桩

当设计桩顶标高比施工地面低时，需要进行送桩，将顶节桩沉桩至距离地面0.5m左右时停止锤击，用小卷扬将送桩器拉起送至桩帽内，再将桩机调平，使送桩器和上节桩桩顶接触密实且无缝隙，调整完成后开始锤击，直至锤击到设计桩顶标高。

开始施工前，在送桩器上用粉笔画出刻度线，用于桩顶标高控制。开始送桩时，技术人员应详细记录锤击次数，并用水准仪观察送桩器上的刻度线。当刻度线和水准仪的水平刻度线重合时，立即停锤[1]。

2.2 工程实例

北京燃气天津南港LNG应急储备项目，位于天津市滨海新区南港工业区，建设内容主要包括储罐、接收站、码头及外输管道三部分。该工程陆域场地形成方式为吹填造陆，吹填材料主要是以淤泥、流泥为主的港池疏浚土，吹填土厚度约10m—12m，自然地面标高约+7.800m。

接收站工程主要施工内容包括中央控制室、BOG增压机设备、BOG压缩机设备、码头控制室、海水区域变电所、空压制单联合压缩厂房、工艺区LNG泄露收集池、ORV设备、消防站等。LNG应急储备项目接收站桩基工程施工，其中包括管廊基础、给排水系统等多个部位采用预应力管桩，施工工艺采用锤击工艺施工，主要选用PHC—500—AB—125、PHC—400—AB—95 桩型。

3.PHC管桩施工中的常见问题和解决措施

3.1 防治PHC 管桩沉桩过程中桩身突然断裂或出现裂缝的措施

3.1.1 原因分析

管桩施工过程中，桩身出现断裂的原因大体分为如下几种情况：PHC管桩桩身有缺陷，施工中从缺陷处断裂；PHC管桩桩身出厂时间过早，混凝土强度未达到强度要求；场地浅层有孤石、建筑废渣等障碍物对桩身造成不均匀受力，产生断裂。

3.1.2 控制措施

管桩进场验收要严格，对出现桩身合缝处漏浆桩身表面有深层裂缝、管桩内表面混凝土出现塌落等问题的PHC管桩不允许进场；桩进场前，要检查管桩出场合格证和混凝土强度报告，确保进场管桩的混凝土强度符合要求；对于浅层有孤石或建筑废渣等障碍物的区域，进行开挖清理，确保浅部无障碍物后方可施工[2]。

3.2 防治PHC 管桩桩身倾斜的措施

3.2.1 原因分析

施工场地斜率较大，使得桩机无法调平；场地浅层有孤石、建筑废渣等障碍物，造成打桩过程中偏斜；第一节桩沉桩完成后，连接第二节桩时，桩体对接不合格，上下两节桩不在同一轴线上；施工桩机的桩帽损坏，造成桩帽与桩接触不平，管桩桩身整体受力不均匀，沉桩后桩身倾斜等[3]。

3.2.2 控制措施

首先，进行施工场地整平，确保施工场地整体坡率低于5‰ ；详细阅读地勘报告，对于浅层有孤石或建筑废渣等障碍物的区域进行开挖清理，确保浅部无障碍物后方可施工；接桩过程中，施工人员应认真完成工作，上下节桩在同一个轴线后方可进行连接；每天开始桩机施工前，应检查施工是否正常，禁止桩机带病作业。

3.3 防治PHC 管桩沉桩时接桩处开裂通病的措施

3.3.1 原因分析

上下两节桩对桩时，未对同轴心连接；桩端板表面有未清理干净的污渍、油渍等，接桩焊接过程中，挡风棚漏风导致焊接质量不好等。

3.3.2 控制措施

接桩过程中，施工人员应认真完成工作，上下节桩在同一个轴线后方可进行连接；接桩前，应用钢刷子清理干净管桩端版上的油污、铁锈等污渍，保证焊接质量；二氧化碳保护焊接桩焊接时，应严格按照工艺流程进行，做好防风措施，施焊前应对挡风棚进行检查。

本文主要针对PHC管桩在桩基施工中的工艺流程和重要的质量控制点进行分析，从实践和理论两个方面总结了PHC管桩施工技术要点，以期对PHC管桩施工技术水平提升提供参考与借鉴。