软基地质条件下PHC 管桩施工技术要点研究

叶坤兴

（福建省龙江建设有限公司，福建 厦门 361000)

0 引言

在漳州市澳捷光学科技有限公司厂房和宿舍楼项目施工中，采用无振动、无噪声的静压沉桩方法，该项目应用PHC 管桩施工技术有效预防了管桩施工容易出现偏移、裂桩、断桩等问题。不断改进PHC 管桩施工技术，对保证建筑工程施工进度、控制施工质量、降低施工成本等具有重要的意义。

1 工程概况

工程为漳州市澳捷光学科技有限公司1#厂房、2#厂房、宿舍楼。工程占地面积为7196.4m2，建筑面积35722.0m2，其中，1#厂房地上5 层，建筑高度为23.16m；2#厂房地上5 层，建筑高度为26.16m；宿舍楼地上7 层，建筑高度为22.26m。建筑结构安全等级和耐火等级均为2 级，福建地区抗震设防烈度为7 度，建筑结构为框架结构，建筑设计使用年限为50 年。工程桩基采用静压式（PHC）预应力混凝土管桩，桩端持力层为强风化花岗岩，1#厂房及宿舍楼桩端进入持力层≥6m，2#厂房桩端进入持力层≥3m；1# 厂房、2# 厂房管桩采用PHC500-125-A 型，宿舍楼管桩采用PHC400-95-A 型；工程投入1 台静压桩机进行施工。

2 施工准备

PHC 管桩运至施工现场前，认真检查其出厂合格证明，确保管桩强度符合设计强度100%的要求。所有管桩质量检验合格后，在桩身做好标记，以便在施工过程中观测、控制管桩的入土深度。施工现场的PHC 管桩不集中堆放，应堆放在施工现场的桩位旁边。为确保工程施工进度，对进入施工现场的施工材料，应按工程施工材料质量控制要求，分类堆放整齐。PHC 管桩采用50t 汽车吊卸桩，吊运时采用两端钩吊法，吊钩水平夹角≥60°，确保吊点位置正确，允许偏差为25cm，注意要保持平稳，防止发生碰撞影响桩身质量。严格检查PHC 管桩的外观质量，防止PHC 管桩外观存在蜂窝、露筋、裂缝、色感均匀等质量问题（如表1 所示）[1]。

表1 PHC 管桩质量控制方法及允许偏差

3 施工技术要点

3.1 施工流程

施工主要程序：桩机就位→起吊管桩→桩尖入土、校正→调整桩身垂直度→静压沉桩→接桩→送桩→成桩。

3.2 起吊管桩

在桩机就位后，工程采用30t 吊车吊运PHC 管桩，采用φ20 钢丝绳，钢丝绳套在0.207L（L 为桩长），采用两点起吊，钢丝绳应套牢、锁紧扣头，钢丝绳与桩接触位置应设置衬垫保护桩身，并防止起吊过程打滑。首先，慢慢吊起管桩，控制吊车转台，调整管桩和桩机距离，管桩吊放在桩机旁，桩机开始起吊，吊车缓慢收紧钢丝绳，吊起管桩远离地面；当桩距离地面50cm 时，暂时停止下放；然后调整桩身，保证桩身稳定性，将枕木摆放在吊点下面，缓慢下放管桩并轻靠在地面的枕木上。注意施工过程应缓慢匀速下放，不能快速放下以免造成冲力作用，导致吊点处管桩断裂[2]。

3.3 调整桩身垂直度

为了保证施工质量，工程采用2 台经纬仪，同时在2 个侧面观察、控制桩身的垂直度，然后再进行沉桩。桩身垂直度≤0.5%。调整PHC 管桩垂直度：当桩尖和地面距离达30cm 且桩身被夹具抱紧时，应利用经纬仪观测桩身实际的倾斜情况，先调整桩身前、后方向垂直度，然后复核PHC 管桩前、后、左、右4 个方向垂直度，保证桩身垂直度符合规范要求，复核无误后方可进入下一工序。

3.4 静压沉桩

沉桩时将桩运至底盘前再用柱机竖直吊起，缓慢落下,在离地10cm时用撬棍协助对准。为避免压梁偏斜，应同时启动2 台卷扬机，放下压梁顺势下压，沉桩过程中保持压梁中轴线与管桩中轴线在同一直线上。桩尖插入桩位后及时校正桩身垂直度，保证PHC 管桩纵横向的垂直度符合规范要求，控制垂直度允许偏差≤0.5%。PHC 管桩采用静压方式沉桩，应徐徐打入桩位，并用经纬仪密切观测桩身倾斜情况，并进行适当调整。为了预防桩顶破碎或断桩问题，施工过程中应保证PHC 管桩始终处于轴心受压状态，出现偏移后及时进行调整。沉桩深度由实际工程的设计标高和允许静压力值同时控制[3]。

3.5 接桩

3.5.1 焊接接桩

将上一节桩插入到距地1.20m，吊车吊起下一节桩，对准就位，PHC管桩接桩时上下两节桩中心应保持在同一直线上,错位允许偏差≤2mm。施工过程中，对称、均匀、连续焊接接桩，在完成焊接10min 后，再继续沉桩，严禁用水冷却降温或焊好直接施压，每根PHC 管桩的接头数量为2个。由于工程是在软基地质条件下施工，当桩端插入软弱土层进行焊接接桩施工时，应确保施工阻力符合规范和工程施工要求。在焊接接桩时，应清理干净2 个桩头四周的桩帽，并做防锈处理，保证桩帽无铁锈、油污、砼渣等。在2 个桩帽贴紧后，保证上下桩的轴线一致，上、下桩接触面缝隙可采用≤5mm 的钢片进行嵌填，直到填满为止，然后点焊牢固（如图1 所示）。为有效解决节点变形不均引起桩身歪斜造成断桩的问题，焊接接桩施工应安排2 人同时在对角方向、对称进行焊接作业，并严格控制接桩时间，保证焊缝连续性，填满缝隙，预防焊接中的夹渣、气泡等问题，焊接接桩的咬边深度为0.5mm，上、下节桩的中心线允许偏差≤5mm，节点弯曲保护高度≤1‰桩长。PHC 管桩焊接施工各项检查内容及允许偏差：PHC管桩接头平整度≤2mm；桩端平面与桩中心线倾斜≤2mm；上下节桩错口≤2mm。焊接接桩后，焊缝应自然冷却≥10min，在自然冷却到常温后，在焊缝涂油漆做好防腐措施，再继续下一工序。当遇到大风、雨天时，应提前做好可靠的防风、防雨措施，再进行焊接施工[4]。

图1 焊接接桩示意图

3.5.2 机械接桩

机械接桩采用连接销连接，待接桩段为上节桩段，被接桩段即下节桩段，利用齿咬合原理，通过连接上段的螺纹丝牙和下段带机械齿的方形截面段实现有效连接。机械接桩时，用板手先把连接销的螺纹丝牙旋入上节桩段的预埋螺帽内，然后在下节桩段的预埋连接槽和端头板上涂沥青涂料进行防腐处理，再把上节桩段吊起连接下节桩段，使待接桩段的连接销对准被接桩段的预埋连接槽，利用待接桩段的自重促使连接销的方齿部分慢慢插入被接桩段的连接槽，即为完成PHC 管桩机械连接。

3.6 送桩

在最后一节PHC 管桩施工至地面时，首先在桩顶设置硬木，然后用送桩杆套住管桩顶部，保证送桩杆和桩身的中心线重合一致，方可开始送桩作业。送桩施工采用圆钢管送桩器，即用送桩器将PHC 管桩送至工程设计位置，当最后3 阵的每阵贯入度≤30mm 时，方可停止施工。在送桩时，为了预防桩顶面受力不均匀引起的偏位或桩顶破碎等问题，应保证送桩器和管桩垂直一致，确保送桩器下端和桩顶断面有效连接。严格控制送桩的桩顶标高，保证桩顶标高满足设计要求；对送桩的空孔及时进行回填[5]。

4 施工注意事项

4.1 暂停施工条件

整根桩应力求连续施工，在出现符合工程暂停施工要求的条件时，应及时上报，经设计、监理人员研究后再处理。在PHC 管桩施工过程中，管桩在静压沉桩时突然倾斜、施工现场的地面出现隆起、管桩上浮或位移过大、桩身混凝土出现脱落等问题时，应暂停施工。

4.2 控制压桩力

为保护PHC 管桩桩身，减少不必要资源浪费，在静压沉桩过程中，应严格控制压桩力，保证压桩力大于桩身最大面产生的压力。静压沉桩采用逐次加压的方式进行均匀施力，先初步夹紧桩身，然后分次均匀在桩顶进行加压，当静压压力达到工程施工要求时停止加压。静压沉桩过程严禁骤然增加压力，保证压桩持荷稳压时间≥8min，在PHC 管桩不再下沉时，即可停止施压。为了解决停压后发生桩身反弹而降低承载力的问题，在停压后可采取复压2 次的措施，每次压桩持荷稳压时间≥10min。静压桩机及压力仪器仪表等机械设备，应按规定要求定期送检，保证其在施工过程中可以正常运行，并准确控制压桩力。压桩力的控制和桩机驾驶室的操作人员息息相关，应合理控制压桩力，当监测的压力值出现严重波动时，应立即停工，保护PHC 管桩桩尖。

4.3 验收要求

PHC 管桩施工质量检查验收时，PHC 管桩施工质量应符合工程要求和规范要求（如表2 所示），由于项目是在软基地质条件施工，桩身容易发生偏移、倾斜等问题，必要时应上报，经相关人员确认研究处理，不可强行纠偏。

表2 管桩施工质量的验收标准

5 结束语

静压式（PHC）预应力混凝土管桩施工效果良好，项目施工过程有效预防解决了裂桩、断桩等问题，严格控制施工技术，采取合理的施工质量保证措施，充分保证了工程整体施工质量。在建筑工程施工中，做好施工准备，在施工过程中应综合考虑施工技术质量风险因素，最大程度地降低施工技术风险，总结预防质量通病的可行措施，不断提高施工质量，保证施工进度，保证工程经济效益达到最优。