谈预应力混凝土管桩施工技术及常见问题处理

陈 峰

(嘉民管理咨询(上海)有限公司，上海 200021)

谈预应力混凝土管桩施工技术及常见问题处理

陈 峰

(嘉民管理咨询(上海)有限公司，上海 200021)

以唐山曹妃甸某商务区桩基础施工为例，介绍了PHC高强预应力混凝土管桩的施工技术，阐述了预应力混凝土管桩的施工工艺和方法，并对施工中常见质量问题提出了科学的处理措施，以确保混凝土管桩的施工质量。

预应力混凝土管桩，施工技术，处理措施

预应力混凝土管桩主要运用于土层较软的软粘土地基，其具有施工速度快、工期短、造价低、承载力较高等优点，因此在工程实际中得到了普遍的使用。其常用的施工方法有静力压桩法和锤击沉桩法。本文以唐山曹妃甸某商务区桩基础工程为例，阐述了锤击沉桩法预应力高强混凝土管桩PHC的施工技术，并对施工中常见问题提出了处理措施。

1 工程概况

唐山曹妃甸某商务区设计主楼为18层的住宅，建筑面积共约30万m2，项目地处渤海湾内侧，为曹妃甸新区填海造地所形成。场地地面起伏不大，地势平坦，局部有少量积水，地貌单元为海陆交互相沉积形成的海岸平原地貌。本工程地基等级为二级，工程重要性等级为二级，建筑高度为54 m。本工程地质条件如下：①人工填土，②粉质粘土，③粉土，④粉砂层，⑤粉质粘土。地下水位埋深为1 m～1．3 m。

根据以上资料，建议采用第⑤层中粉质粘土层为持力层。设计单位根据现有地质资料，采用高强预应力混凝土管桩基础，桩基设计等级为乙级。桩身混凝土强度等级C80，桩长约30 m，桩端支承于第⑤层粉质粘土层中不少于1 m。工程总设计桩数12 182根，基桩类型为PHC-AB500(125)-30b型。单桩竖向承载力特征值为：1 200 kN。

2 锤击沉桩法高强混凝土管桩施工工艺

2．1 施工准备

1)进行图纸会审，施工图绘制整个工程的桩位编号图;2)平整场地，保证场地的地面应平整，承载力满足桩基的要求，同时检查地上地下管线情况;3)对进场的管桩进行验收，保证管桩桩身质量合格;4)检查管桩施工的设备，保证其在施工过程中能正常运转。

2．2 桩机就位

根据图纸中桩位图，放好轴线，并使用钢筋定出桩位。本工程表层土为填海造地后形成的粉土，且局部刚白灰固化，局部填筑的山皮石，且打桩机在表层土上来回走动，对土层严重扰动，不能满足桩机施工时候的稳定性要求。故对表层局部的山皮石挖除，填筑细砂，然后铺设20 mm厚的钢板于桩机底，保证桩机的稳定性。当施工下一根桩时，根据桩位施工流程，移动打桩机至桩位，调整桩架的垂直度和稳定性，继续施工。

移动桩机并作小心调整，使桩芯对准细样，同时利用线锤检查横向和纵向的垂直度，入土垂直度应控制在0．5%内。

2．3 打桩施工

打桩时，根据主楼群桩位置，采取从中间向四周施工的原则。

本工程施工中采用6 t筒式柴油锤。对于30 m桩长，施工中采用11 m+11 m+8 m的配置，最上面一节采用8 m桩长。施工中，当第一节11 m长桩起吊后，须严格控制其垂直度，采用双面吊线法对桩身垂直度控制，垂直度不超过0．5%，初始施打时宜采取低提锤，轻打，随着沉桩加深，沉速减慢，起锤高度可渐增。在整个打桩过程中，要使桩锤、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。打桩施工过程中，严格控制打桩速率，对已施工完毕桩进行保护，防止因打桩速率过快造成邻桩移位等质量事故。当打桩较难下沉时，要检查落锤有无倾斜偏心、桩垫桩帽是否合适。每根桩宜连续一次打完，不要中断，以免难以继续打下。

2．4 管桩接桩

当上节管桩施工完毕，其顶端离地面500 mm后，停止施打，开始接桩。接桩时使两根桩轴线一致，防止偏差的产生，同时将桩头焊接处清理干净。焊接时，应对称点焊，减小焊接时的温度变形。焊条采用E43-型焊条，焊点4个沿管桩对称布置，分三层施焊，每层电焊前，都要清除焊渣，才能继续施焊。接桩处涂刷200 m厚焦油环氧涂料，上下各延200 mm。焊接完5 min后方可继续打桩。

2．5 送桩

为将管桩打到设计标高，在管桩顶部放置桩垫，将送桩器(长3 m，用钢板制作)安装在桩顶上，并调正桩锤、送桩器和桩，使三者在同一直线上。送桩后，及时将空孔回填密实。

2．6 桩顶标高控制及成品保护

打桩过程中采用水准仪测量桩体打入深度，控制送桩深度，临近设计标高时每200 mm检查一次直至打桩结束。最终贯入度或标高必须达到设计要求后才能收锤，一般工程均是以标高控制，以贯入度校核。管桩施工完毕后应做好管桩的成品保护，防止破坏桩头。桩顶应用物体封堵，防止泥水灌入，影响下一步主体结构的施工。

2．7 PHC管桩的吊运及堆放要求

1)单节管桩水平起吊时，可用专用吊钩钩于桩的两端板处，绳索与桩节水平面的夹角不得小于60°;2)管桩起吊、装卸、运输过程中必须平衡，不得撞击，严禁抛掷与滚落;3)在施工工地临时堆场上堆放管桩时，场地必须平整、坚实，并应有排水措施;4)进场管桩应沿压桩顺序，靠工作面进行堆放，以减少桩的二次盘运，堆放的场地应平整。管桩产品应按规格、类型分别堆放，桩堆放层数一般不宜超过如下规定：外径：300 mm～400 mm堆放3层、外径500 mm～600 mm堆放2层。堆放时，每层应按二支点位置放垫木，垫木支撑应在同一水平面。

3 施工中常遇问题及处理措施

3．1 桩身倾斜

施工中桩身倾斜应根据具体情况进行分析处理，当倾斜大于0．8%时可认为桩身倾斜较大。若此时第一节桩没有全部施工完毕，应及时进行观测并对其纠正，纠正方法可使用移动桩架等强行回扳的方法，后续桩节焊接时，一定要保证桩的垂直度，否则将导致桩身倾斜的加大，处理难度加大。

3．2 桩身移位与桩顶上浮

桩身移位与桩顶上浮对结构的承载力影响较大。为防止此质量问题的发生，应合理安排管桩的施工顺序，同时在打桩过程中应详细观察周围管桩沉降或上升情况，在周围管桩上设置观察点，利用远处的固定水准点进行对比分析，从而确定沉降或上升情况。根据本工程实际情况，采取管桩施工从内向外的施工顺序，以尽量减少对先施工桩的影响，桩顶上浮及桩身位移均控制在规范允许范围之内。

3．3 截桩时产生裂缝

PHC桩虽采用高强混凝土制作，内配置预应力钢筋，但桩身较脆，在受到强烈撞击时，易产生贯穿性纵向裂缝，影响桩的使用。当管桩施工达到设计要求的灌入度时，可能桩身还有多余桩长未达到设计标高，此时，需要进行截桩，截桩宜用以下方法：采用环形切割机切割或者是采取工具钢套箍，紧箍在切口下部桩身上，沿套箍凿出一道沟槽，然后再行扩大、切断，截桩时严禁用大锤敲砸。本工程采用专用的PHC桩环形专用切割机割桩，割口良好，未产生任何裂缝。

3．4 管桩桩头破碎

管桩施工中，容易发生桩头破碎，被打坏的现象，主要原因：

1)设计过于保守，导致桩体过长，管桩无法打到设计桩顶标高，但是施工单位仍以桩顶标高控制，由于管桩受阻力较大，桩体不再下沉，桩头破坏。

2)桩垫在施工中磨损严重，需要及时更换。

3)由于桩帽尺寸与桩不匹配，导致桩头受到瞬时冲击力过大而损坏。

施工中为防止桩头破坏，要使桩锤、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。打桩较难下沉时，要检查落锤有无倾斜偏心，检查桩垫桩帽是否合适，如果不合适，需更换或补充软垫。及时与设计者沟通，核算其合理桩长，并对施工技术人员进行技术交底，使其认识到标高控制和贯入度控制的要求并运用到具体实际中。

本工程中由于控制合理，桩头破碎总计45根，破碎率仅0．34%。

4 结语

高强度预应力混凝土管桩以其综合经济指标佳，施工速度快等优点，在软土地基得到广泛的推广应用，取得良好效果。但是在管桩施工实际中，会遇到很多问题，我们应及时进行归纳总结，对问题进行处理，保证管桩的施工质量，确保基础工程顺利施工。

［1］阮起楠．预应力混凝土管桩［M］．北京：中国建材工业出版社，2000．

［2］宋晓东．高强度预应力混凝土管桩(PHC)施工技术在闽北山区的应用［J］．佛山科学技术学院学报(自然科学版)，2009(3)：3-5．

［3］徐醒华．高强预应力混凝土管桩设计和施工中的若干技术问题［J］．广东土木与建筑，2004(1)：8-9．

Discussion on prestressed concrete tubular pile construction technology and common problem treatment

CHEN Feng

(Goodman Management Consulting(Shanghai)Co．，Ltd，Shanghai 200021，China)

This article taking the Caofeidian Business District of Tangshan as an example of a pile foundation，introduced the construction technology and construction methods of PHC high-strength prestressed concrete pipe pile．And also，it proposed scientific treatment measures to address construction quality problem，to ensure the construction quality of concrete pile．

prestressed concrete tubular pile，construction technology，treatment measures

TU753．3

A

10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2013.10.128

1009-6825(2013)10-0079-03

2013-01-11

陈 峰(1974-)，男，硕士，工程师