预应力高强混凝土管桩（PHC）施工的质量控制及问题防治措施

2020-01-12赵丽敏

河南建材 2020年1期

黎鹏闫超赵丽敏

河南大学土木建筑学院（475000）

0 引言

预应力管桩是专业生产厂家采用先张法预应力工艺和离心成型技术制作，再经蒸汽养护而成的一种空心圆柱形钢筋混凝土预制桩。预应力管桩与传统的沉管灌注桩、钻孔灌注桩和现场预制方桩相比，具有桩身质量可靠、施工工期短、承载力高、造价低、对环境污染小等显著的优点。桩基工程质量的优劣，直接影响建筑的正常使用甚至影响到结构安全。做好桩基施工质量控制与经验总结具有重要意义。文章就PHC桩基施工中发生的质量问题的原因进行分析，以减少经济损失。

1 静压PHC桩施工技术及质量控制

锤击预应力管桩适用于各种黏性土、粉土，当需要穿透较厚砂性土中间夹层或含砾卵石较多的硬夹层时，采用锤击管桩效果更佳，但因噪声大，目前在城市建设中已经限制使用。而静压管桩桩基工程的施工应全面考虑各种可能影响因素，细致地做好各项事前控制工作，将隐患扼杀在摇篮中，同时也有利于工程进度和造价的控制。

1.1 静压PHC桩施工工艺流程

定桩位（测量、编号、复合）→压桩机到位（确定型号、标定技术参数）→吊桩、对中（控制吊点、垂直度）→焊桩尖（查焊接）→压第一节桩（确保桩垂直度）→焊接接桩（查电焊工资质、焊条、焊序、焊接层数、质量、自然冷却时间等）→压第N节桩（进行全过程测量、调控）→送桩、终桩（对送桩压力与标高进行双控）→移机（地压耐力、压桩顺序）→截桩（锯桩器截割）→记录、核查压桩及桩基检测相关资料。

1.2 静压PHC桩施工质量控制措施

1）压桩前的质量控制

注意审核施工方案，查看其施工人员配备及持证上岗情况，方案中质量、安全、控制措施是否到位等；现场检查压桩机工作性能，施工现场架空和地下障碍物做好处理；管桩进场时应检查其出厂合格证、检验报告和产品说明按不同规格、长度；检查电焊条、焊丝、桩尖等其他进场材料质量证明文件，并现场核对实物；复核轴线、桩位、控制标高的准确性。

2）压桩过程中的质量控制

桩在起吊时应保持平稳，保护桩身质量，避免砸、撞、拖造成断裂；严格按照施工方案及有关技术规范的要求进行施工。施工顺序应考虑群桩的挤土效应，一般不同的桩基应先深后浅、先大后小、先长后短；沉桩过程中应根据地质资料和设计图纸要求进行控制。沉桩速度不能过快，一般控制在1.8 m/min左右为宜；收桩是整个压桩过程的关键，应严格按照工艺试桩确定的收桩标准要求进行。

3）基坑开挖阶段的质量控制

基坑开挖时可根据桩的分布密度，利用不同型号的挖掘机与人工挖土相结合的方法进行。挖土过程中机械设备严禁靠近桩身；深基坑压桩完成2周以后才允许开挖，并应采取分层、均匀、对称方法开挖，及时去除桩间土；严禁将土堆放在基坑边坡附近，以减少桩侧土的侧向位移，防止桩位移或折断。

2 PHC桩施工质量问题防治

2.1 PHC桩常见问题及原因分析

1）桩身断裂。桩在沉入过程中，桩身突然倾斜错位，当桩尖处土质条件没有特殊变化而贯入度突然增大，施压油缸的油压显示突然下降引起机台抖动，这时可能是桩身断裂。

原因分析：①桩制作时，桩身弯曲超过规定，桩尖偏离桩的纵轴线较大，沉入过程中桩身发生倾斜或弯曲；②桩入土后，遇到大块坚硬的障碍物，把桩尖挤向一侧；③稳桩不垂直，压入地下一定深度后，再用走架方法校正，使桩身产生弯曲；④两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；⑤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。

2）桩顶掉角。在沉桩过程中，桩顶出现掉角。

原因分析：①预制的混凝土配比不良，施工控制不严，振捣不密实等或养护时间短，养护措施不合理；②桩顶面不平，桩顶平面与桩轴线不垂直、桩顶保护层过厚；③桩顶与桩帽的接触面不平，桩沉入时不垂直，使桩顶面倾斜，造成桩顶面局部受集中应力而掉角；④沉桩时，桩顶衬垫已损坏未及时更换。

3）沉桩桩长达不到要求。桩设计是以压桩力和桩长作为施工的最终控制。以压桩力控制为主，结合桩长控制为辅，有时沉桩桩长达不到设计要求。

原因分析：①勘探点不够或勘探资料粗，对工程地质情况不明，尤其是对持力层起伏标高不明，致使设计考虑持力层和选择桩长有误；②勘探工作是以点带面，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，如大块石头、混凝土块等。压桩施工遇到这种情况，就会达不到设计要求的控制标准；③对于新近代砂层为持力层时或穿越较厚的砂夹层，由于其结构的不稳定，同一层土的强度差异很大，桩沉入到该层时，进入持力层较深才能达到贯入度和容易穿越砂夹层，但群桩施工时，砂层越挤越密，最后出现沉不下去的现象。

4）桩顶位移。在沉桩过程中，相邻的桩产生横向位移和桩身上浮。

原因分析：①桩入土后，遇到大块坚硬障碍物，把桩尖挤向一侧；②两节桩或多节桩施工时，相接的两桩不在同一轴线上，产生了曲折；③桩数较多，土饱和密实，桩间距较小，在沉桩时土被挤到极限密实度而向上隆起，相邻的桩被浮起；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。

2.2 PHC桩常见问题预防措施

1）桩身断裂的预防措施。①施工前应对桩位下的障碍物清理干净。对桩构件要进行检查，发现桩身弯曲超过规定（L/1 000且≤20 mm）或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用；②在压桩过程中如发现桩不垂直应及时纠正，桩压入一定深度发生严重倾斜时，不宜采用移架方法来校正。接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上，接头处应严格按照操作要求执行；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验收规定时不得使用。

2）桩顶掉角的预防措施。①桩制作时，要振倒密实，桩顶的加密箍筋要保证位置准确；桩成型后要严格加强养护；②沉桩前应对桩构件进行检查，检查桩顶有无凹凸现象，桩顶面是否垂直于轴线，桩尖有否偏斜，对不符合规范要求的桩不宜使用，或经过修补等处理后才能使用；③沉桩时稳桩要垂直，桩顶要有衬垫，如衬垫失效或不符合要求时要更换。

3）沉桩桩长达不到要求的预防措施。①详细查明工程地质情况，必要时应作补勘，正确选择持力层或标高；②根据工程地质条件，合理地选择施工方法及压桩顺序；③但有桩底达不到设计标高时，及时做好记录，并与设计单位联系以确认是否需要采取处理措施。

4）桩顶位移的预防措施。①施工前应对桩位下的障碍物清理干净，对桩构件要进行检查，发现桩身弯曲超过规定（L/1 000且≤20 mm）或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用；②在沉桩过程中，如发现桩不垂直应及时纠正，接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上，接头处应严格按照操作要求执行；③采用井点降水或排水措施；④沉桩期间不得开挖基坑，需要沉桩完毕后相隔适当时间方可开挖，相隔时间应视具体地质情况、基坑开挖深度、面积、桩的密集程度及孔隙水压力消散情况来确实，一般宜两周左右。