浅谈PHC管桩静压施工工艺及质量控制
摘要：结合具体工程实例，详细介绍了PHC预应力管桩静压法施工工艺与方法，提出了管桩施压质量通病的防治措施，通过桩基检测表明该工程PHC预应力管桩符合设计要求，指出高强混凝土预应力管桩具有质量可靠、单桩竖向承载力等优点，值得推广。
关键词：静力压桩法；PHC管桩；施工工艺；质量控制；通病防治措施
引言
预应力高强度混凝土管桩（以下简称PHC管桩）实用于基岩埋藏深、强风化岩层或风化残积土层厚的地质条件，它具有单桩承载力高、工程造价低、桩身质量稳定、施工质量易控制、施工周期短等优点，在各类工程基础中得到了广泛的应用，而静压PHC管桩施工无振动无噪音的特点特别适用于与其相邻建筑距离较近，或者邻近居民小区和学校等新建建筑施工。
1、工程概况
腾飞新村扩建工程为两栋12层小高层住宅楼，框架剪力墙结构，总建筑面积19087m2.基础设计为管桩，桩型PHC-AB400（95）-9，9和PHC-AB400（95）-10，10两种，桩身砼强度C80；桩尖持力层为第10层、11层含砂姜粉质粘土。设计单桩竖向承载力特征值分别为800kN、900KN，单桩竖向承载力极限值分别为1600KN、1800KN.采用静力压桩法施工，共计PHC管桩537根。工程结束后选取4根桩做了静载试验，20m桩长静载试验极限承载力为1980kN，18m桩长静载试验极限承载力为1980kN，随机抽测了114根桩做低应变动测检验，结果I类桩100根，II类桩14根。检测结果表明，桩基工程质量全部达到设计和规范要求。
2、工程地质条件
根据工程勘察资料，与静压PHC管桩施工有关的土层特性如下：
（1）杂填土：灰褐色-褐色，层厚0.73m；
（2）粉土：浅褐黄色，稍湿稍密，层厚约0.97m；
（3）粘土：浅灰色-黄褐色，软塑为主，干强度和韧性高，层厚1.14m；
（4）粉土：浅灰色-褐黄色，软塑-可塑，稍湿-密，层厚为1.5m；
（5）粘土：土黄-褐黄-褐色，软塑-可塑，干强度和韧性中等，层厚一般为1.15m；
（6）粉细砂：浅灰-褐黄-黄色，湿，松散，层厚为1.78m；
（7）粘土：土黄-深灰-灰绿色，可塑为主，干强度和韧性中等，层厚为3.34m；
（8）含姜砂粉质粘土：灰绿-褐黄色，可塑-硬塑状，干强度和韧性中等，层厚3.88m；
（9）粉细砂：黄色为主，湿，中密，主要成分石英，长石，层厚为1.24m；
（10）含姜砂粉质粘土：土黄色，可塑-硬塑状，干强度和韧性中等，层厚6.77m；
（11）含姜砂粉质粘土：褐黄色，可塑-硬塑状，干强度和韧性中等，未揭穿。
3、施工工艺
3.1机械选型
由于施工场地邻近居民区及中学，为减少施工时的噪音污染，管桩施工采用静力压桩法，选用武汉桩机厂生产的YZY-500型抱压式静压桩机，该机型采用双夹持器，由于夹具较长可以更有效地保证桩身的垂直度、可在不增加夹桩力的情况下增大摩擦力，减小对桩身的侧压力。
3.2工艺流程
桩位测放压桩机就位吊桩、插桩桩身对中调直静压第一节桩桩焊接压第二节桩送桩至桩顶到设计标高成桩移机。
3.3施工准备
3.3.1场地准备。施工现场尽量平整，当有坡度时，坡度不得大于1/100，场地地耐力应不小于140kN/m2.
压桩机工作距离要求：桩位中心距离周边建（构）筑物的间距应大于二分之一压桩机宽度。
3.3.2桩位测量准备。根据基准点进行放样，将轴线控制点引出场地之外6m～8m处，做好测量控制网建立工作，然后根据控制线和设计图纸桩位尺寸放出每一根桩的桩位，施工过程中应经常复核桩位，防止因施工等原因造成桩位位移。
3.4吊桩、插桩
3.4.1压桩机就位。桩机移至桩位位置，将桩机调平，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20cm处时，逐渐抱紧夹持器，夹桩压力不大于5MPa，并应逐次加压。
3.4.2桩插入。使管桩中心对准桩位中心，之后提起管桩少许，进行桩尖焊接，根据工程实际情况也可采用无桩尖的压桩。桩插入时应根据机上水平仪调节器平机台，采用经纬仪在两个垂直方向进行校测，监控桩身垂直度，其偏差不大0.15%.
压好第一节桩是保证整根桩质量的关键。若桩身垂直度偏大，须拔出重新插桩，并根据经纬仪指示调节机身水平度使桩身垂身；现场技术员需对压桩过程全过程控制，以保证桩的垂直度。
压桩时应随时注意桩身和压力表的变化情况，当遇有压力值突然下降、沉降量突然增大、桩身突然倾斜、桩身混凝土破碎、地面明显隆起及邻桩上浮或位移过大等情况时应暂停压桩，及时与设计、监理等有关人员一起分析原因，采取有效措施后再继续施工。每根桩应一次连续施工完毕，中途不得无故中断。
3.4.3接桩。
（1）接桩时，下桩节的桩头宜高出地面0.8m～1.1m，以便于接桩焊接操作。下节桩的接头处应设置导向箍，以方便上节桩就位，上下节桩对接偏差不应大于2mm.
（2）桩对接前，上下端板表面应用钢丝刷清洗干净，坡口处应刷至露出金属光泽。当桩端间隙较大时可用铁片填实，再行施焊。
（3）桩焊接时宜先在坡口圆周对称点焊4点～6点，待上、下桩节固定后拆除导向箍，再分层施焊，施焊应有两个焊工对称进行。
（4）焊接层数一般为三层，不得少于二层。第一层必须用312mm电焊条打底，以确保根部焊透，第二层可用粗焊条（4mm或5mm），电焊条宜采用E43XX型，内层焊渣清理干净后方能焊外层，焊缝应饱满连续。
（5）尽可能缩短接桩时间，焊好的桩接头应自然冷却后才可继续压桩，自然冷却时间不应小于8min，严禁用水冷却或焊好后立即施压。
3.4.4终压。本工程为摩擦桩，压桩控制按照设计桩长进行控制，但在施工前先按设计桩长试压3根桩，待停置24h后，用与桩的设计极限承载力相等的终压力复压，结果复压桩身稳定，即可以此进行控制；对于端承桩或端承摩擦桩，则按终压力进行控制。
4、静压管桩常遇问题及防治处理办法
4.1桩身断裂
4.1.1现象：在沉桩过程中，桩身突然倾斜错位，当桩端处土质条件没有特殊变化，而贯入度逐渐增大或突然增大，这时可能是桩身发生断裂。
4.1.2原因：
（1）桩节的细长比过大，沉桩又遇到了较硬的土层；
（2）制作桩时，桩身弯曲超过规定，桩尖偏离桩的纵轴线较大，沉入时桩身发生倾斜或弯曲；
（3）桩入土后遇到大块坚硬的障碍物，把桩尖挤向一侧；
（4）稳桩时不垂直，压入地下一定深度后，再用移动桩机机架方法校正，使桩身产生弯曲；
（5）接桩时，相接的两节桩不在同一轴线上，产生了弯折；
（6）制作桩的混凝土强度不够。桩在堆放、吊运过程中产生裂纹或断裂未被发现。
4.1.3预防措施：
（1）施工前应将桩位下的障碍物清理干净，必要时对每个桩位进行钎探了解；
（2）在稳桩过程中，如发现桩不垂直应及时纠正，桩压入一定深度后发生严重倾斜时，不得采用移机架的方法来校正；
（3）桩在堆放、吊运过程中，应严格按照有关规定执行，发现桩开裂超过有关规定时不得使用。
4.2沉桩达不到设计要求
4.2.1现象：桩设计时是以最终贯入度和最终桩长为施工的最终控制。一般情况下，以一种控制标准为主，以另一种控制标准为参考，有时沉桩达不到设计的最终控制要求。
4.2.2原因分析：
（1）勘探点不够或勘探资料粗略，对工程地质情况不明，尤其是持力层的起伏标高不明，致使设计考虑持力层或选择桩有误；
（2）勘探工作以点代面，对局部硬夹层，软夹层不可能全部了解清楚，尤其在复杂的工程地质条件下，还有地下障碍物。压桩施工遇到这种情况，就会达不到设计要求的施工控制标准；
（3）桩身断裂，致使桩不能继续压入。
4.2.3预防措施：
（1）详细探明工程地质情况，必要时应补勘，合理选择施工机械、施工方法及压桩顺序；
（2）防止桩身断裂。
4.3桩顶位移
4.3.1现象：在沉桩过程中，相邻的桩产生横向位移或桩身上浮。
4.3.2原因：
（1）桩入土后遇大块坚硬障碍物，把桩端挤向一侧；
（2）两节桩或多节桩施工时，相接的两节桩不在同一轴线上，产生了曲折；
（3）土壤饱和密实，在沉桩时土被挤到极限密度而向上隆起，导致相邻桩被浮起；
（4）在软土地基施工较密集的群桩时，由于沉桩引起的孔隙水压力把相邻的桩推向一侧或浮起。
4.3.3预防措施：
（1）采取降水或排水措施；
（2）采取先开挖基坑后压桩的措施。
4.4接桩处松脱开裂
4.4.1现象：沉桩时接桩处出现松脱开裂现象。
4.4.2原因：
（1）连接处表面没有处理干净，留有杂质、雨水、油污等；
（2）连接件不平，有较大空隙，造成焊接不牢；
（3）焊接质量不好，焊缝不连续、不饱满或有夹渣；
（4）两节桩不在同一直线上，接桩处产生曲折，沉桩时接桩处产生集中应力而破坏连接。
4.4.3预防措施：
（1）接桩前对连接部位上的杂质、油污等必须清理干净，保证连接部位清洁；
（2）检查连接部件是否牢固平整和符合设计要求，如有问题，必须进行修正；
（3）接桩时，两节桩应在同一轴线上，焊接预埋件应平整服贴，焊接后，认真检查一遍，符合要求后再继续压。
结束语
本桩基工程施工完成后，通过桩基检测表明该工程PHC预应力管桩符合设计要求，因此高强混凝土预应力管桩具有质量可靠、单桩竖向承载力等优点，值得推广。