PHC管桩内腔引孔法在不良地质条件下的施工应用

广西建工集团第一建筑工程有限责任公司 南宁 530001

1 工程概况

广西亿鼎安吉商业广场工程位于南宁市新峰路，由3栋30层住宅楼和1栋24层商业办公楼组成，地下2层，建筑面积145 171 m2，结构类型为框架-剪力墙结构。基础为“桩基+独立基础+筏板基础”，其中主楼基础为高强预应力混凝土（PHC）管桩，共有1 069根桩，有效桩长为9 m，桩型为PHC600AB130，桩端极限端阻力标准值为1 800 kPa。筏板面标高为-9.65 m，筏板厚1 600 mm（FB4筏板厚1 800 mm），独立承台厚500～900 mm，底板厚350 mm（部分标注板厚400 mm）。

整个场地原状土层分布为6层，依次为①填土、②黏土、③粉质黏土、④粉土、⑤细砂及⑥圆砾层。本工程桩端持力层为⑥圆砾层深度，设计要求桩端进入持力层⑥圆砾层深度不小于0.50 m，⑥圆砾层上为厚1.80～3.50 m砂层。

本工程PHC管桩压桩由桩顶标高预留3 m覆土层的基坑开挖面开始，该层已进入③粉质黏土层或④粉土层，压桩完成后再进行下部基坑土方开挖。

2 施工技术特点

通过特制的ZYJ960BK引孔液压静力压桩机，调整垂直后进行施压。借助桩机的自重及其配重，通过夹头将器缸液压互联动力系统相交压力施加于桩上，使用桩机本身和配重的质量为反作用力，减少压桩过程中土侧壁摩擦及桩端土的阻力，将桩缓慢压入土中，在管桩遇到砂层或圆砾层等不良地质无法压进时，将桩机自带的钻杆从管桩内腔放入至待钻土层，引孔和压桩同步进行，降低压桩阻力，压桩过程中不出土，只有提钻时带出少量土[1,2]。

3 施工要点

3.1 测量放线

1）复核设计图纸及现场交桩点，采用网格控制对桩位进行精确测放。针对本工程的大面积群桩，在端头桩位延长线上埋设复核用的控制桩。

2）利用水准仪对各桩位的自然地面标高进行测量并列表记录，确保PHC管桩施工时的标高控制。

3）桩位坐标放出后，桩中心采用φ10 mm、长50 cm的钢筋打入土中，做好标记，标出管桩的外圆周。

3.2 PHC管桩的入场验收和堆置

3.2.1 PHC管桩的入场验收

PHC管桩运至场内指定位置后，立即由材料员对管桩进行全部检查验收，主要查看外观完整程度、桩壁厚度、桩径及桩体的弯曲度、桩尖中心线、顶面平整度等各项验收指标是否合格，查看桩身上的材料标识，复核产品合格证。将不符合规范和设计要求的23根PHC管桩清退出场。

3.2.2 PHC管桩的堆置

堆放PHC管桩的场地先整平，再用软木垫进行支垫，确保支撑点在一个水平面上。PHC管桩在场地内堆置4层；当堆置点附近计划施工时，按单层堆置，分型号、分规格堆放，避免用错桩和二次吊运。

3.3 桩机对位

1）对本工程管桩施工区域内的基坑表层土层进行复压，保证静压桩机能够正常施工及移动。针对局部软土层，采用铺垫钢板进行作业。

2）静压桩机到场时开展设备检查工作，尤其是查看仪表的灵敏度。随后根据施工计划编排的打桩作业施工顺序，按照调平和调直步骤进行桩机对位。

3.4 PHC管桩吊运和插桩

1）用两头勾吊法对单根管桩进行吊运，用单点法竖起桩身。起吊及运输中必须平稳轻放，避免PHC管桩受振动和冲撞而被破坏。

2）PHC管桩起吊后，缓缓将管桩送入桩帽中，在管桩扶正对位后，焊接开口型桩尖，管桩插入土中超过0.50 m深度后，在接近90°的夹角方向利用2台经纬仪对桩身垂直度采取2个方向上的控制，采取滑动、旋转导架、对中等措施，确保管桩施工点位及其垂直度达标。

3.5 合理、有序组织压桩准备工作

1）压桩施工前，依据施工方案，合理、有序地组织施工，减少了压桩时的挤土效应。

2）压桩前，在每根桩的桩身上画出长度标记，以每0.50 m长度为单位，记录桩的入土深度和相对应的压力值，通过水准仪来测出高程对比最终送桩的深度。

3）压桩前，清除干净地表层的障碍物，避免压桩中桩身出现倾斜及移位。

4）初始压桩，根据工程地质报告的土质情况确定压桩速度为2.50 m/min。在前期压桩进深3 m的过程中，控制重点在桩身、机架的垂直度，在第一节桩上重点控制，垂直度偏差严格控制在桩长的0.50%内。压入过程中密切观察桩身的倾斜和偏移等情况，详细记录压桩过程中的各项数据。

3.6 按规范要求接桩

1）本工程使用的PHC管桩单根桩长度为6 m，压桩过程中需要接桩1次。接桩在压入后的桩头顶部距地面约1 m时开始，此时停止压桩，先用钢丝刷将上下桩端头板顶面的浮锈及泥污清除干净，然后缓慢接桩。当管桩的端头板对齐后，初步调整垂直度，然后在坡口周围点焊8个点，再次调整，连接部位缝隙太大的，采取塞进铁片的方式处理。焊接时由2人对称同时施焊，保证2节桩中心线在一条垂直线上，焊缝应均匀饱满，确保符合规范的要求。

2）完成焊接后，等待焊接部位自然冷却，时间控制在10 min以上，然后在焊缝上刷涂一层沥青防腐漆，待漆面稍干才能继续压桩。

3.7 管桩内腔引孔

1）本工程内腔引孔法施工采用特制的ZYJ960BK引孔液压静力压桩机，主要由静力压桩机与长螺旋引孔钻机组成，钻杆的直径比管桩内腔小0.05 m。

2）压桩进入砂层时，压桩产生的阻力增大，应注意观察仪表显示的各项数值，缓慢压进，速度控制在1.50 m/min，调用桩机自带的长螺旋钻机将钻杆从管桩内腔中心穿过时，先钻至与已压入的桩底部相平，并且注意在砂层中遇到突然无法压进时产生的反弹，保持桩身的垂直度等各项指标不出现偏差。遇厚度较大砂层时，引孔不能过快，每引孔10 cm后紧跟压桩，避免出现由于过长引孔而引起流砂等现象，杜绝正在施工的PHC管桩桩身倾斜或相邻的桩身受到破坏。

3）压桩进入圆砾层时，圆砾层的砂石所占比例很不均匀，这时就更要慢压，要根据桩机操作室显示以及结合现场实际情况，记录压桩深度与引孔深度，慢慢钻进，遇到硬块状物时立即提钻处理，即将到达设计要求的有效桩长深度以及桩端承载力接近满足要求时，停止引孔。

4）压桩基本进入持力层且接近设计深度后，靠静力压桩机进行垂直压入，当各项数据达到要求时，就完成了该根桩的施工。

3.8 送桩

由于本工程压桩前的基坑开挖面高于PHC管桩的桩顶设计标高约3 m，为节约成本，采用送桩器进行送桩。送桩器按照所压桩的外形尺寸用钢板等加工，长度为3.50 m，由钢结构加工厂代为加工。送桩时力保送桩中心线与送桩器中心线的一致。依据地面测定的高程控制点，提前计算出需送桩的实际长度，在送桩器上标出相应的刻度线，用水准仪跟进观测，按设计标高将该段桩配合内腔引孔法压桩施工，将PHC管桩压送至设计深度[3]。

4 结语

本工程基础采用了PHC管桩内腔引孔的静力压桩施工方法，施工完毕后进行的桩端承载力试验以及桩身完整性试验全部达到设计要求。该施工工艺克服了传统的先成孔后压桩工艺在砂层中的压桩困难，消除了以圆砾层作为持力层对土层的扰动，保证了持力层的稳定，从而提高了压桩效率，既保证了桩的质量，同时也节约了成本。