PHC管桩基础施工工艺探析_论文发表网__期刊目录网,论文发表,发表论

分类：推荐论文 时间：2021-04-21 13:49 关注：(1)

　　摘要：PHC管桩是预应力高强度混凝土管桩的简称，由于其承载力强、性能优良、质量可靠、施工快捷、价格低廉等优点，受到了广大建筑工程工作者的青睐，特别是在桩基础工程中应用的较为广泛。但由于基础工程的复杂性，致使PHC管桩在具体基础施工过程中难以控制，对其施工工艺的探讨就显得尤为重要。文章主要针对PHC管桩基础施工工艺结合相关实例进行探讨，进一步规范施工工艺，保证基础工程的施工质量。

　　关键词：PHC管桩;施工工艺;基础工程

　　1引言

　　预应力混凝土管桩是采用工厂化生产的一种等截面空心圆筒型的混疑土预制构件。根据混凝土强度及壁厚分为PC、PHC(高强)、PTC(薄壁)3种类型，其中以PHC管桩应用最为广泛。PHC管桩施工工艺主要有锤击法和静压法两种。近几年来，随着大吨位(8000kN)的液压压桩机的问世和静压沉桩施工工艺的完善，静压法正在逐步取代锤击法施工工艺。

　　PHC管桩的应用主要具有以下优点：(1)质量可靠、单桩承载力高;(2)施工速度快，建设周期短;(3)施工污染少、安全环保;(4)适应性能好，应用较广泛;(5)造价低、材料损耗小。

　　虽说PHC管桩的使用具有众多的优点，但还是具有一定的适用范围，需要选择性的利用。PHC管桩比较适用于基岩埋藏深、强风化的岩层或风化残积土层厚的地质条件。管桩的持力层一般选在强风化岩层中，通常当桩尖进入强风化岩层1～2m时即可满足设计承载力的要求，同时沉降量可与冲、钻孔灌注桩接近。可用于抗震设防烈度小于9度的地区。若施工时采用液压方法，可用于城市建筑密集区的基础施工，适用于对噪音控制较为严格的施工地点。根据《福建省建筑结构设计暂行规定》(附件)结合相关工作实践，笔者总结分析出PHC管桩不适用的情况包括以下几个方面：(1)对钢结构和混凝土有强腐蚀性的场地;(2)地下室或承台周边存在中等或严重液化土层的场地;(3)地下存在坚硬的隔层、石灰岩、孤石和障碍物的地区;(4)地层中土质从软弱变到坚硬的地区，即所谓的“上软下硬、软硬突变”地区;(5)建筑结构无地下室(半地下室)，且在承台周边存在软弱土层，结构高度超过28m(10层以上)的建筑;(6)桩端持力层为中微风化岩、碎块状强风化岩、密实的碎卵石层，且桩端持力层以上土层均为淤泥质土层、淤泥层等软弱土层;(7)锤击方法不能用于城市中的建筑密集区;(8)当挤土效应所带来的影响大到可以改变地基受力时或挤土效应对地下管线可产生不利影响时，管桩也不宜使用。

　　对于管桩的适用情况和不宜使用的情况，只需设计人员很好地了解PHC管桩的工程性质，同时设计单位在设计时认真分析地质勘查报告即可避免施工中出现不必要的问题。对于具体的PHC管桩基础施工工艺文章通过以下实例进行分析、探讨。

　　2工程概况

　　该工程位于福建省福州市鼓楼区，性质为办公综合楼，总建筑面积约22000m2，地下一层，地下室面积4500m2,地上16层，建筑高度70m，整个建筑为钢筋砼框剪结构，抗震设防烈度为7度，通过对该建筑地质状况的分析，并结合上文PHC管桩的优点及适用范围，决定采用静压法PHC管桩进行该综合楼的基础处理。

　　3施工方案

　　(1)施工程序。根据先地上后地下的基础施工原则，本基础分部工程施工顺序为：试桩→施工放线→验线无误→桩机就位→吊桩对位→校正往下施工(循环施工)→竣工验收。

　　(2)确定压桩顺序。主要根据场地的地形、地质、桩基的设计布局密集程度以及桩机移动方便等因素来决定，参照以下几个原则：①建筑面积较大、桩数较多时，可将基桩分为数段，沉桩在各段范围内分别进行;②对多桩台，应避免白外向内或从周边向中心进行，应由中央向两边或从中心向外进行;③在施工时，应避免沿单一方向进行，以免土体向一边挤压，造成挤密程度不均;④若管桩较密集，且一侧靠近建筑物时，应从毗邻建筑物的一侧开始，由近向远进行施工。

　　4静压法PHC管桩施工工艺

　　4.1施工准备工作

　　4.1.1试桩

　　按照《福建省建筑结构设计暂行规定》(附件)及《建筑桩基技术规范》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试桩，并拟好试桩报告。

　　4.1.2绘制配桩图

　　组织施工管理人员认真熟悉地质资料、设计部门提供的桩基基础资料，并结合试桩报告绘制出配桩图，能进一步明确施工过程中的定桩、打桩、收锤等工序，避免造成过多的接桩及截桩现象，能有效提高管理效率。

　　4.1.3PHC管桩的进场验收

　　管桩的规格、质量必须符合设计要求和施工规范的规定，并应有出厂合格证明;桩在堆放、吊运过程中，应严格按照《福建省建筑结构设计暂行规定》(附件)及《建筑桩基技术规范》有关要求执行，发现桩开裂超过有关验收规定时不得使用;桩龄期和强度达不到设计要求时不得使用，检查桩身是否粘皮麻面、内外表面是否露筋、表面是否有裂缝、是否断头脱头、桩套箍是否凹陷、表面混凝土是否坍落等情况，不符合管桩规范要求的，责令厂家退回。

　　4.1.4桩机的选择

　　一般情况下，桩机的压桩力应以单桩竖向承载力标准值的1.2～1.5倍取值。应该根据本工程的地质资料和设计的单桩承载力的要求来选择桩机，静压桩机选型可参照表面1。桩机机架应坚固、稳定，并有足够刚度，沉桩时不产生颤动位移。桩机的夹具选择长夹具，保证压桩时桩身侧压应力较小，且更易控制桩身垂直度。压桩速度1.8m/min，桩机的压力仪表按规定送检，以确保夹桩及压力控制准确，送桩杆的长度根据压桩机和送桩长度确定，应考虑施工中有超深送桩，送桩一般按理论送桩长度加3m，选用10m和12m的送桩杆。

　　桩端持力层 中密—密实的砂土层，硬塑坚硬的粘性土层，残积土层 密实的砂土层，坚硬的粘性土层，全风化岩 密实的砂土层，坚硬的粘性土层，全风化岩 密实的砂土层，坚硬的粘性土层，全风化岩，强风化岩 密实的砂土层，坚硬的粘性土层，全风化岩，强风化岩

　　4.1.5施工场地

　　(1)施工场地地基承载力不应小于压桩机接地压强的1.2倍且场地应平整，排水应畅通。平整后的坡度应在10%以内;(2)打桩前应具备完备的地质勘察资料及工程附近管线、建筑物、构筑物和其他公共设施的构造情况，施工场地下的旧建筑物基础、1日建筑物的混凝土地坪，在施工前应予以彻底清除，必要时须做好管线的保护工作;(3)施工场地的动力供应，应与所选用的桩机机型、数量的动力需求相匹配，其供电电缆应完好;(4)检查建筑场所和邻近的高压电缆、通讯线路是否会影响打桩，必要时须做好管线的保护工作;(5)场地的边界与周边建(构)筑物的距离，应满足桩机最小工作半径的要求，且对建(构)筑物应有相应的保护措施。

　　4.1.6测量放样与定桩位

　　(1)认真做好轴线的引测工作，现场必须设置两个以上的轴线控制点，用砼保护好，并引测到固定构筑物上。经监理复核检查合格;(2)桩位放样。根据实际打桩线路图，按施工区域划分测量定位控制网，一般一个区域内根据每天施工进度放样10～20个桩位，在桩位中心点地面上插入一支约30～40cm长的钢筋头或小竹片桩，并用红油漆作好记号。并以工程桩位为中心用白灰按直径大小画一圆圈，以方便插桩和对中。桩位放样经自检合格后，应请监理工程师进行复核检查合格;(3)布置周边沉降观测点;(4)测量仪器应有相应的检定证明文件。

　　4.2静压法PHC管桩压桩施工工艺

　　4.2.1底桩定位

　　虽然在放线与定桩位时已经核查过，但在桩机行进、打桩、成桩过程中往往会不可避免的造成偏离原定的桩位，从而导致成桩的偏位。因些建议在每个桩位处用石灰或贝灰以原定的桩心为圆心，以该桩径为直径画一个圆圈，压底桩时以此圆圈为准，控制桩不偏离该圆圈，并且每次对桩点前用全站仪复核，使成桩的偏位尺可能减小，桩中心位移容许偏差0.5%。

　　4.2.2桩身垂直度的控制

　　①第一节管桩起吊就位插入地面的垂直度偏差不得于0.5%桩长，并用经纬仪校正，保证桩入土时垂直，必要时拔出重插;②在桩机上悬挂一吊有重锤的绳线，开机员以此为准控制一个方向的垂直度，在垂直于桩与此绳连接线的地方(即另一正交方向)另设一吊重锤的绳线(视线要通透)，以这两条线来控制桩的垂直度，当桩在两个方向都垂直的情况下方可压桩，而且在压桩过程中要经常检查桩身垂直度。③桩沉入一定深度发生严重倾斜时，不宜采用移机架方法来校正。

　　4.2.3接桩及焊缝控制

　　接桩前应保证上下两节桩的顺直，而且两桩桩心的错位偏差不宜大于2mm(宜设置接桩导向箍)。管桩施工中主要采用焊接接桩法，在焊接前应该把两节桩的端头板用钢刷清刷干净，直至坡口露出金属光泽，而且应该保证上节桩已经垂直后方能焊接。焊接时最好两个焊工同时进行先在坡口圆周上对称点焊4～6点，焊接层数不少于两层，每层焊渣必须清理干净，保证焊缝连续饱满，自然冷却约8～10min(严禁用水冷却或焊完即压)，防止高温的焊缝遇水变脆而被压坏。

　　4.2.4桩身挤土效应控制

　　①合理安排打桩顺序;②控制成桩速率，每天沉入桩数越多，超空隙水压力越大，土的扰动愈严重，土的向上负摩阻力越大，如不加控制会造成士体的较大侧向位移和隆起，造成桩的挤断或上浮;③设置砂井排水，在饱和软土中沉桩时会产生很大的超空隙水压力，砂井可促使空隙水压力很快消散;④原位预钻孔取土可以减轻桩的挤土效应，通常钻孔直径比沉入桩身径小50～100mm。

　　4.2.5终压标准及终压的控制

　　正式压桩前，根据不同的桩机需分别对不同的桩型进行试压桩，确定压桩的终压技术参数为：以压桩力为主要控制指标，有效桩长为参考参数。根据桩机类型，终压分持荷复压和非持荷复压，终压值一般由设计确定：①大于21m的桩以桩长控制;②对于14～21m长的桩，密实砂土持力层时，应以终压力达1.8～2倍的设计荷载为终压控制条件，稳压不少于3次，每次1min;③对于长度小于14m的桩，粘土持力层时，应以终压力为终压控制条件，宜连续多次复压，特别是桩长小于8m的桩，连续复压的次数应适当增加。

　　4.2.6桩机沉陷失隐的预防

　　①施工时，一般要求场地碾压平整，地基承载力不宜低于100kPa，以保证桩机的移动稳定，不倾斜;②雨季施工时，采取有效的防水和排水措施，防止施工场地内积水;③若以上方法均不能满足施工要求，可采用铺设路基箱板的方法。

　　5质量检查

　　高强砼预应力管桩质量必须符合JGJ94-2008及《福建省建筑结构设计暂行规定》(附件)设计要求及施工规范的有关规定，并有出厂合格证，打桩的标高或贯入度，桩的接头、节点处理，桩位及垂直度检查必须符合设计要求和施工规范的规定。桩基完成后由监理单位组织设计院、质监站、甲方及施工方，确认静载试验以及动测的数量和桩号，在15d后进行静载试验和动测工作。

　　(1)承载力的检测。打桩结束以后，按桩基规范要求随机抽检1%且不少于3根桩进行单桩静载荷试验，以确定单桩竖向承载力极限值。本工程共抽检9根工程桩(包括进行抗拔试验的3根抗拔桩)，在最大的试验荷载作用下，桩顶沉降值均没有超过桩基规范的要求，桩基全部满足设计要求。

　　(2)桩身质量检测。桩身质量采用小应变动力检测方法，按规范规定抽检不少于20%且不少于10根，本工程随机抽检99根，检测结果表明，桩身质量满足设计要求：I类桩占88.9%以上，Ⅱ类桩11.1%。无Ⅲ类、Ⅳ类桩，检测结果均符合设计及规范要求。

　　(3)桩偏位检测。完工后对桩位逐一进行量测，最大桩偏位90mm，均符合设计和施工验收规范要求。

　　(4)沉降观测。建筑物的沉降观测随建筑物施工进度分别进行监控，竣工验收前观测的最大沉降量沉降差及沉降速度均在规范规定范围之内，满足设计要求。

　　6结语

　　桩基础质量的保证前提是严密的施工组织与施工工艺，文章提出的PHC管桩基础施工工艺，可供同行参考。文章只是结合笔者的观点进行简要简述，在具体的设计及施工过程中，还需要施工经验及知识的积累，以便良好的应用PHC管桩，并有效的控制施工近程和施工质量。

　　参考文献：

　　[1]JGJ94-2008,建筑桩基技术规范[S].

　　[2]徐至军,李智宇.预应力混凝土管桩设计与施工[M.北京:机械工业出版社,2005.

　　陈思，男，1969年9月出生，本科学历，土建工程师，主要从事房地产开发经营和建筑施工管理。