【桩基础工程】预应力高强混凝土管桩施工及控制要点

预应力高强混凝土管桩施工及控制要点预应力高强混凝土管桩(简称PHC桩)，是在近代高性能混凝土(HPC)和预应力技术的基础上发展起来的混凝土预制构件。PHC桩是专业工厂里采用先张法预应力和离心成型工艺，经过蒸压养护而制成的一种空心圆筒体的等截面构件，运往施工现场后，通过锤击或静压的方法沉入地下作为建(构)筑物的基础。在长三角、珠江三角、渤海湾地区工业与民用建筑领域广泛应用，工艺简单、施工质量容易控制，被广泛应用。

一、工艺原理

PHC管桩锤击法沉桩工艺原理，柴油锤按其构造分筒式、活塞式和导杆式三种，重0．3t～10t。它利用燃油爆炸，推动活塞往复运动进行锤击打桩。汽缸落下击桩，同时汽缸中空气压缩，温度骤增，喷嘴喷油，柴油在汽缸内自行燃烧爆发，使汽缸上抛，落下时又击桩进入下一循环。柴油锤本身附有桩架、动力等设备，不需外部能源，机架轻便，打桩迅速。

二、管桩的主要施工工艺

(一)放样定桩位：采用极坐标放样根据甲方提供的水准点坐标点，结合桩位平面图放样。并用小钢筋或是木条做标记，测量仪器为两台经纬仪。压桩机就位时，应对准桩位，启动平台支腿油缸，校正平台处于水平状态，启动门架支持油缸，使门架作微倾157，以便吊管桩。(二)吊桩定位，调整垂直度：先拴好吊桩用的钢丝绳及索具，启动吊车吊桩，管桩在施工中起吊，可采用一点法(位置距桩头0．29L 处)，使桩尖垂直对准桩位中心，这时用两台互相成90度的方向控制桩的垂直度和桩位，微微启动压桩油缸，当桩入土至50cm时，启动压

桩油缸，进入压桩状态。特别是第一节桩特别重要，其垂直度控制在0．3％以内。(三)压桩：启动压桩油缸，抱压不能过大，把桩徐徐压下，控制施压进度，一般不超过2rrdmin，达到压桩力的要求以后，必须持荷稳定。若不能稳定，必须再持荷，一直到持别稳定为止，持荷时间由设计人员与监理在现场试桩时确定。(四)接桩：采用焊接法接桩，接桩前应将端板及桩套箍端板坡口处，表面的锈蚀清除干净，表面呈金属光泽后方可焊接，接桩一般在距离地面lm左右进行，上、下两块端板轴向错位量应小于2mm，坡口根部间隙应小于4mm，焊条选用E4303型，焊接道数不少于3道，焊缝应满焊，确保焊缝高度。上下节桩如有间隙应用楔形铁片全部垫实焊牢。接桩处焊缝应自然冷却l5分钟以上方可沉桩。

三、质量控制

完善的管理措施是质量控制技术落实的基本保证，是要有一整套质量技术保证措施。

(一)严格按照设计图纸，工程合同文件，有关现行施工规范和质量标准要求制定各分项工程的实施措施。(二)高强砼预应力管桩质量控制：运到现场的管桩应按《先张法预应力混凝土桩》对其外观进行严格检查，对于不合格产品或次品，坚决退回。(三)桩在运输过程中起吊、堆放必须保持平稳，无大振动，以保证桩身不受损伤。(四)桩位放样：要求设置相对固定的基准点，四角大样与场地地面标高的测定必须准确，基准点一定要安全保护。(五)桩机就位：桩机就位后必须用经纬仪在桩机两个方向相互垂直的地方，观测桩机，桩的中心线，设计的桩位是否在同一垂直线上，其偏差不应超过施工规范要求的允许偏差。(六)压桩：工程桩正式施工前应进行试压桩，以确定压桩标准，一艘隋况下应以桩长和压桩力双控进行施工。如桩顶标高在地面以下，需要送桩，送桩器下端应设置桩垫，要求厚度均匀，并与桩全面接触，送桩轴线必须与桩轴线一致，压力表经国家法定单位检

测合格，压桩前必须提供近期检测证明方可压桩。(七)焊接接桩：焊条性能必须符合设计要求和有关标准的规定，并应有出厂合格证证明。焊接时应在两侧对称均匀地同时施焊，焊第二道时应将浮渣彻底清除，焊缝应符合设计要求，焊缝质量由监理等相关单位进行隐蔽工程的签证。(八)截桩：露出地面或未能送至设计桩顶标高的桩，即必须截桩，截桩要求用截桩器，严禁用大锤横向敲击、冲撞。

四、常见爆桩的问题分析

(一)桩身质量缺陷：分外缺陷和内缺陷两种。外缺陷一般存在漏浆，尺寸不规范，端头板不平直，管的壁厚达不到规范要求等。内缺陷主要是存在桩身砼不密实，桩身离心不均匀及桩身配筋不符合规范等。

(二)地层问题：桩身要穿透时，发生爆桩的概率最大，由于砂层沉积规律存在上细下粗的颗粒，沉桩阻力随着进入砂层的深度增加而增加。爆桩一般发生在进入砂层一定深度后，在即要穿透时发生。

(三)施工不规范，操作不当：在施工过程中，不按照施工技术规范及设计要求进行操作，也极容易引起爆桩，主要有：1、桩身垂直度偏差过大，特别是第一节桩身垂直度控制不好，容易造成第二、三节偏斜，在压桩时使桩身偏心受力过大。2、不同直径，壁厚的管桩均有相应的极限承载力。管桩允许抱压力或是顶压力超过其自身相应承载离，必定会引起壮爆裂。3、送桩器与桩头接触不良而引起应力相对集中现象，引起桩端爆裂。

(四)对应的措施

1、针对桩身质量缺陷引起的爆桩(1)选择信誉好，生产设备齐全、质量稳定、管理制度及质量保证体系健全的制桩单位：(2)要求提供合格证明，各类与建设有关的检测证明。(3)加强对进场的检查验收，在施工中所有进场的管外观质量必须经施工方自检，监理验收合格后方可使用，对外观质量有缺陷的桩严禁使用，一般来说。对于桩

身外部缺陷造成的爆桩较少，而由于桩身内部质量无法进行检查，有无缺陷不得而知道。所以桩身内部缺陷引起的爆桩比例较高。

2、针对地层问题引起的爆桩：层厚大，密实度高的砂层，压桩困难，可采取引孔取土的措施减少沉桩阻力，引孔机械采用螺旋钻机，引孔直径为桩直径的1／3～1／2，深度易穿过砂层为准，引孔取土后立即进行压桩。

3、针对施工不规范采取的措施：(1)对施工人员的教育。提高质量意识和责任心，并加强监督。(2)加强施工过程中垂直度、端部错口、桩端间隙、焊接质量等关键节点的检查，确保符合规范要求。(3)满足设计要求的情况下，控制最大压桩力不超过桩身极限承载力为原则。Pmax≤0．45(fcu，k一3Ppe)A(4)在最后送桩阶段，禁止使用预制管桩送桩，以减少压桩不均匀受力对送桩的破坏。送桩时可在送桩器和桩端之间加一柔性垫块，尤其是送桩深度较深，压力较大的时候，以减少应力集中。

五、结语

PHC管桩施工速度快、工效高、工期短，提前竣工投产，将产生巨大的社会效益和经济价值。PHC管桩的机械化施工程度高，现场整洁，施工环境好，能够做到文明施工，安全生产，值得大力推广。