浅谈PHC静压管桩施工技术及其质量控制措施

曾向新

（福建省惠房建设工程有限公司，福建 泉州 362000）

0 引言

PHC静压管桩又被称为高强预应力混凝土管桩，具有单桩承载力大、混凝土强度高的特点，被广泛运用在市政、水利、民用建筑以及港口码头等各类建筑的低承台桩基础施工中，成为我国沿海地区各类建筑工程中常用的基桩形式。静压桩基施工技术施工时基本无噪声，可昼夜连续施工，施工周期短，环保友好度高，对施工成本控制具有明显效果。但施工过程中，在允许施工终压力下，也会出现桩端达不到持力层，同一承台相邻基桩桩底标高相差过大，桩顶短接桩等问题，会对施工质量和施工工期造成严重的不利影响，值得开展施工技术和质量控制方面的研究，促进PHC静压管桩的高质量应用。本文对PHC静压管桩施工技术进行分析，并对其质量控制提出应对措施。

1 工程概况

盛荣产业园厂房建筑基础施工采用PHC静压管桩，共1236根，桩径D=500mm，壁厚125mm，桩端持力层为全风化岩或强风化岩。桩基终压条件：以压桩力及贯入度控制为主，以设计桩长控制为辅进行双重控制；桩端进入持力层≥1m。单桩竖向抗压承载力特征值：2000kN；单桩竖向抗压极限承载力标准值：4000kN；单桩竖向抗拔承载力特征值：440kN；单桩竖向抗拔极限承载力标准值：880kN；顶压竖向压桩力：4600kN。

2 施工准备

（1）熟悉资料与现场情况：掌握施工图纸，结合相关标准规范，了解设计意图，熟悉设计文件、地质勘察报告以及施工现场施工条件。

（2）配备人员与技术交底：配备人员包括施工管理人员、测量人员、技术人员、质检人员、桩机操作人员、试验人员、安全管理人员等；施工前对相关人员进行技术交底，并做好桩机操作人员培训工作。

（3）检查管桩质量：管桩混凝土强度为C80，桩径、管壁厚度允许偏差：±5mm，顶面平整度的允许偏差：±10mm。所有管桩需满足设计强度要求，做好外观检查[1]。

（4）配置施工设备：机具进场前应进行检修，保证性能良好，主要机具见表1所示。

表1 盛荣产业园PHC静压管桩主要施工机具

3 施工技术要点

3.1 测量放线与桩位复核

做好平面坐标以及高程控制，根据业主提供的坐标点和水准点，测量方位角，并根据桩位平面图进行放样，标记桩位，利用水准仪控制标高，全站仪测量桩位。工程桩测量定位放线后，布置轴线控制桩，为确保控制点准确无误，控制桩的布置应避开打桩振动影响范围[2]。测量各桩位置后标注桩位编号，安排专人负责定期检查，保证控制桩和标志桩无偏移。

桩位复核采用轴线控制桩拉线进行复测，注意桩机移位过程中避开桩位放线标志桩，如发现损坏现象，需进行重新测定和定位，严禁出现相关人员随意恢复桩位的现象。经质检员检查桩机移位对中满足施工规范后方能开展下一道工序，相关指标允许误差见表2所示。

表2 桩位放线和对中允许误差

3.2 桩起吊与桩尖焊接

桩机就位后，对其平整度进行检查和调整，夹具中心要与桩位中心对准，然后起吊预制桩。静压桩机主要有两种形式，一种是顶压式，一种是包夹式，该工程采用包夹式，将预制管桩起吊，放入静力压桩机夹具中，夹紧后对垂直度进行适当调整，垂直度测量采用激光准直仪或垂球线，如发现偏差及时纠正[3]。

桩尖形式为十字形桩尖，为保证桩尖焊接质量，焊接前清理铁锈和杂物，保证桩端端头板清洁。焊接桩尖时，需先固定管桩端头板与桩尖，采用点焊方式进行固定，然后由2名焊接工人同时操作，确保焊接的对称性，避免桩端与桩尖之间发生偏移，并且尽量减少焊接应力。桩接头焊接完毕后，自然冷却，时间根据当时气温而定，通常不低于10min，观察无问题后涂刷防腐漆，未冷却情况下禁止做防腐处理，且严禁采用水冷却方式[4]。

3.3 压桩前处理与压桩

对第一节桩施压前，检测地基承载力，观察桩机安装位置，场地平整且无明显下陷，支承液压腿下沉深度≤150mm。实践工作经验发现，如果桩间距比较小，在进行压桩时可能会出现管桩上浮现象，因此采用梅花形跳压方式。如果桩与桩中心距＜1.75m，则结合地质条件、施工现场实际情况，考虑先引孔（孔径350～400mm）到持力层后再压桩。

吊装管桩时对平台机进行调整，定位准确后才能压桩。管桩位置采用吊线锤和经纬仪进行垂直方向控制，并结合施工技术规范控制桩位，避免出现较大偏差，即桩垂直度偏差≤0.5%。当＞1%时，需对偏差进行纠正，然后再重新压桩[5]。为防止引起临近已施工桩出现上浮，结合现场实际情况合理安排压桩顺序。如果发现临近桩上浮，及时中止压桩，观测上浮情况，复测桩基压力值后进行复压处理。在此基础上，沉桩顺序按照如下原则进行：

先长桩后短桩；先密后疏；先内后外；先打密桩，后打疏桩。

为方便对桩身入土深度进行控制，压桩之前应均匀划分桩身，按照1m间距进行标记，控制好压桩速率（1.0～1.9m/min），每压一个标记段记录一次压力值。为提高压桩效果，由中心位置开始压桩，然后向四周对称施压，缓慢加压，保证第1节桩垂直入土，发挥导向作用。确定桩入土深度达到3m后，应避免使用桩机对垂直度进行调整，并且随时观察桩机主控室压力表，控制好压桩力，使其达到同步平衡，防止发生偏心。

3.4 接桩

PHC静压管桩接桩主要包括抗压桩的焊接和抗拔桩的连接。

3.4.1 抗压桩焊接

焊接是PHC静压管桩接桩的重要方式，确保焊接质量是提高管桩施工质量的关键措施。桩压至其顶端后，观察高出地面60～80cm时停止压桩，准备接桩焊接。该工程配备4台电焊机，先进行4～6个点位的对称点焊，然后再进行四周对称施焊，固定好上、下桩节后将导向箍拆除，然后再进行分层施焊，焊接层数不低于2层，确保焊缝饱满，首层焊接结束后彻底清理焊渣。焊接接桩接头宜使用CO2气体保护焊，焊接后进行自然冷却，时间不低于8min。接桩倾斜度允许偏差值≤1 /1000，错位允许偏差值≤1mm[6]。

焊接过程中，接桩端面必须保证贴合紧密，且不能在接头间隙填塞焊条头、贴片。为保证上节桩能够准确定位，在下节桩桩头位置布设导向箍，且上节桩和下节桩段错位偏差要≤2mm，对接管桩之前清理上端和下端表面。根据《气体保护电弧焊用碳钢、低合金刚焊丝》中相关要求，预应力混凝土管桩端头板钢材为Q235B，头板厚度20mm，焊丝直径1.2mm，禁止使用被锈蚀或腐蚀的焊丝。保护气体参数：80%Ar+20%CO2，纯度≥99.5%，含水量≤0.1%，含氧量≤1.0%，如果压力值＜10个大气压，不得按照上述参数继续使用。坡口焊接形式为横焊，参数见表3。

表3 坡口位置焊接工艺参数

3.4.2 抗拔桩连接

根据2010年闽建科函《关于加强预应力混凝土管桩机械快速接头技术推广应用的通知》52号文件中要求，抗拔桩接头需采用机械连接接头技术。该工程ZH2桩号竖向抗拔承载力特征值Rto为880KN，压桩力荷载4600KN。在进行抗拔桩机械连接时，需要满足抗拔强度，并对连接方式进行改进，设置一定数量螺栓孔，保证每片机械连接卡的孔洞分布均匀、夹角相等，利用螺丝固定端板与机械连接卡，防止沉桩时机械连接卡脱落而导致抗拔桩机械连接质量受到影响。

3.5 送桩与截桩

最后一节桩压入后，外露部分的桩无法进行加压时，使用送桩器进行送桩，但是需要保证桩顶与送桩器底部紧密贴合，防止送桩过程造成桩头破坏。通常情况下，为方便测量送桩深度，送桩器上都会标识上刻度，利用刻度能够控制好送桩前管桩露出地面的高度，一般高出30～50cm为宜。结合桩顶标高，将桩送到设计标高位置，采用水准仪对送桩标高加以控制，避免误差过大。

完成压桩后，需要及时采用电动截桩器截除裸露在地面的管桩，避免桩机行进时对管桩造成损坏。如果桩头低于地面，则容易形成空孔，对桩孔部位产生影响，应及时回填，回填土选用黏土或砂土，或者采用钢板、模板对空孔进行遮盖。

3.6 桩顶填芯

为强化管桩与基础梁、管桩与承台之间的连接，进一步提升桩基承载力，送桩结束后需进行桩顶混凝土填芯。为避免混凝土下落，将直径略低于管桩内径的圆薄钢板（厚度5mm）作为托板，深入到管桩内1.5m处（抗压桩）或3m处（抗拔桩），即桩顶填芯抗压桩1.5m、抗拔桩3m[7]。

4 施工质量控制措施

4.1 预先处理施工场地

PHC静压管桩施工前，对施工现场杂物、大石块进行彻底清理，避免对桩位定位产生影响，减少桩位偏差现象，降低爆桩几率。如果施工现场有水坑，应填平夯实，如果场地承载力不足，则换土填实，确保桩身垂直度和桩位准确性。此外，保证施工场地承载力，桩机到位后，如发现倾斜或下沉，及时进行处理，保证表面抗压力满足施工需要。

4.2 重视桩身损坏处理

在施工过程中难免遇到桩身损坏情况，应重视桩身损坏处理。如果损坏部位比较浅，则将断桩位置切除，然后进行接桩处理，处理步骤包括：标记桩顶标高、清理桩身、安装钢筋笼、接桩位置绑扎钢筋、模板支护、浇筑混凝土。

4.3 加强送桩质量控制

在使用送桩器时，应确保其下端与桩顶断面的平整度，使两者接触良好，并且与打入桩保持垂直，避免在送桩过程中出现压桩力过大现象而造成桩顶破碎，也防止桩顶面受力不均后产生偏移。同时，如果送桩深度超出设计范围，可能导致压桩不稳，此种情况视为断桩，要马上停止压桩，安排专人检查，确定原因后处理。

5 结束语

综上所述，进行PHC静压管桩施工时，既要做好施工前人员、材料和机具方面的准备工作；也要严格遵循测量放线与桩位复核、桩起吊与桩尖焊接、压桩前处理与压装、接桩、送桩与截桩、桩顶填芯等施工技术要点开展施工；另外，施工中还应积极采用预先处理施工场地、重视桩身损坏处理和加强送桩质量控制等施工质量控制措施，才能保证PHC静压管桩施工绿色、安全、快速且质量可靠。