静压PHC管桩施工技术质量控制

杨文革

摘 要：高强预应力混凝土管桩（PHC管桩）施工对环境无污染、施工速度快，这种施工技术在我国沿海地区比较多见。由于这种施工方法具有单桩承载力高和混凝土强度高的优良特性，所以在工程施工中被经常使用。但静压PHC管桩施工时需综合考虑建筑物上部结构的受力特征、复杂地质情况以及其它一些重要因素。文章结合实际工程案例，介绍了PHC管桩静压法施工技术的应用情况，针对静压管桩施工质量问题展开分析与探讨，重点对某些复杂环境下PHC管桩的施工技术进行研究分析，以供静压PHC管桩施工实践参考，也为今后此类桩基施工质量控制提供理论依据。

关键词：静压PHC管桩；施工技术；质量控制；措施

中图分类号：TU7531 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）06-0148-02

1 PHC管桩的发展与应用概述

1.1 PHC管桩的概述

管桩，在物理概念中又称预应力高强度混凝土管桩，即高强度预应力混凝土管桩，简称PHC管桩；这种静压管桩作为一种快速兴起的基桩形式，选择了两种技术手段进行，一是先张法预应力工艺，二是在成型建行方面，采取离心技术，在此基础上制成预制桩。形状是圆管型，材料是混凝土材质。通常适用于各类建筑物的低承台桩基础，如铁路桥梁、机场、工业与民用建筑、水利及市政工程和一些常见的港口码头等；同样PHC管桩也适用于一般黏性土及回填土、淤泥和淤泥质土、粉（砂）性土、非自重湿陷性黄土以及强风化（全风化）的岩层、坚硬的碎石土层和砂土层中，并且不受地下水位高低的影响。与一般的锤击法沉桩方式相比，PHC管桩尤其适用于软硬突变的土层中。由于其具有静压无噪声的优点，特别是在城市和居民区的新建和改造工程施工中那些对环保要求较高的地区，尤为适用。现阶段，我国在PHC管桩制作方面，技术已达到一定水平，在设计、产、运、检等方面能力较强。与此同时，在沿海地区建设了以桩基础型为核心模式的建筑工程。本文就以我国沿海的厦门地区PHC管桩施工技术为例，结合现实情况展开探讨分析。对PHC管桩而言，常用的沉桩技术有两种，一是静压法，二是锤击法。不过，在厦门地区，使用静压法进行工程建设的比较多。一般的静压桩机设备可具体分为抱压和顶压两种不同的方式；而抱压式桩机有包括了单层抱夹静压法。具体来讲，PHC管桩在我国沿海地区工程施工中得到大面积推广使用，一定重要原因是，和其它桩型进行对比，PHC管桩优势明显，具体如下：

①PHC管桩单桩具有较高的承载力，单位承载力造价低廉，有良好的经济优势，可节约施工成本；

②PHC管桩基于工厂化生产，桩身质量相当稳定；与此同时，在施工的起始阶段，施工方法并不复杂，且准备时间不长，建设进度较快，且十分高效；

③采取PHC管桩技术进行施工时，不会对现场造成环境污染，不会出现野蛮建设情况，且基本上没有噪音，对周边住户基本上不会存在干扰；

④静压PHC管桩进行施工时，其成桩的长度比较灵活，受设备影响不大，和其它桩型进行对比，配桩相对灵活一些。

1.2 PHC管桩静压施工流[1]

PHC管桩静压施工流程图，如图1所示。

静压PHC管桩施工法是一种快速兴起的桩基施工方法。这种施工法包括测量定位放线、压桩、接桩、送桩或截桩以及管桩与承台连接等一些重要工序流程。经过工程实践表明，静压PHC管桩施工法施工速度快、质量可靠、经济效益高而且安全、环保污染小。

2 静压PHC管桩应用中存在的质量问题

随着经济快速发展，静压PHC管桩在工业生产和建筑施工中得到了广泛的应用，静压沉桩法除了施工工期短；造价低等几大优势外还有单桩抗弯性能较好等特点，因此这种施工技术也越来越被国内工程设计院、施工业主和以及广大工程技术人员高度重视和积极采用，到目前为止已经在很多区域得到了十分广泛的应用。对静压PHC管桩施工技术而言，尽管存在前文阐述的优势，不过，在技术层面上依旧存在一些难以解决的问题，若在施工时，质量无法进行控制，技术无法得到保证，极有出现质量不达标的情况。

接下来本文就工程建设过程中时常碰到的质量把控方面的详细手段进行阐述，就也许会出现的事故案例进行深入讨论，仅供业内同行作为参考。

以厦门某工程施工建设项目为例，该工程为复杂地质，项目总占地面积约为8公顷，框架为11层，结构是剪力墙，而基础则选择静压PHC 管桩，长度大概是18 m。涉及的土层类型众多，包括了杂填土、花岗岩、粘性土等，而持力层主要是花岗岩，岩石风化为砂砾开关。2010年4月份，着手建设桩基，同年6月，完全桩基建设工作。其中，编号为1#楼的基桩有143个，建设时，有60个因为障碍而出现断裂，占比42%[2]。

2.1 静压PHC管桩施工挤土效应问题

如果从级别上看，其可以看成是挤土桩。在淤泥质的粘土中，因为其渗透性不强，若出现数量庞大的桩体压入，在极短的时间中对地基进行挤压，则会出现巨大的水压，若水压无法及时消除，则会进一步加大沉桩的难度，也许会出现桩身反弹；在地基土层中，因为有效应力减弱，则出现了隆起，以及出现侧向位移，严重时，导致桩体往上抬升，或者是在横向出现挤动，导致出现浮桩，甚至是断桩情况。

2.2 静压PHC管桩施工桩身裂缝或断桩问题

对PHC管桩而言，造成桩身出现开裂，或者是出现断桩情况，其原因相当复杂，具体来说，包括：

①质量原因。如进行混凝土养护时，时间没有达到标准要求；预应力没有达到标准；垂直度未达到标准；强度太弱，等。

②地质原因。若在地基中出现孤石，或者是有块石等物、坚硬的夹层需要穿透，以及在桩端持力层倾斜度较大且持力层上为软土层等这些情况就会导致静压PHC管桩施工桩身裂缝或断桩问题出现；

③具体施工原因，例如在静压PHC管桩运输起吊过程中由于支点或振动不符合施工要求，桩身垂直度偏差过大或者桩机倾斜，抱夹器夹片磨损或者抱夹器千斤顶漏油等问题也有可能造成抱夹力不平衡，送桩过深、桩机行走时压住露出地面的桩顶、截桩头不规范、挖土过程挖掘机的钩动和土压力的作用等这些施工不佳造成桩身裂缝与断桩，一旦稍有控制不慎就容易出现断桩问题。

2.3 施工场地浅层软土问题

由于浅层软土引起的静压 PHC管桩工程质量事故在厦门地区占有一定的比例。施工软土地基在厦门地区分布比较广泛，经常在地表下0.52 m就会出现软土。而静压桩机自重很大，底板对地基土的附加应力达80～140 kPa，加之压桩过程对地基土的扰动，大大超过软土地基的承载能力。在这种场地进行静压PHC管桩施工，经常会导致浅层地基土破坏，产生桩位位移、桩身受水平力的作用产生侧移、倾斜、裂缝、断桩。

2.4 焊接接头质量问题

对静压PHC管桩而言，其长度在15～25 m之间，在厦门是十分普遍的。这个时候，任一基桩都要进行焊接，接头为2个或3个。焊接过程中，技术工的水平、焊接态度、工艺以及基桩的垂直度、焊接结束后进行冷却的时间长短等，都会影响着接头的质量。从上述阐述的一些比较普遍的质量问题来看，进行施工时，不但要进行常规的质量把控，还必须进行针对性的质量把控。

3 静压PHC管桩施工质量的控制措施

基于上述常见的桩身裂缝与断桩质量问题，除了对PHC管桩施工时采取严格的质量管控措施之外，还应该有针对性地采取一些质量控制措施。

①研究工程桩基施工图、地质勘察报告、周边场地的施工环境条件，根据具体设计要求控制施工质量。

②严格审核施工方案。施工方案作为静压PHC管桩施工指导文件，应重就以下问题展开方案审核：例如，压桩行走路线和顺序是否有利于减少挤土影响；每日压桩量与超孔隙水压力、压桩速率的影响；对密集群桩所采取减轻和避免管桩位移、上浮措施；压桩挤土对邻近管线、道路等建筑物产生的影响及防范措施；设备选型是否满足终压条件要求；表层地基土是否满足设备负重行走要求；周边边坡、建筑物等环境能否满足压桩最小距离要求；以及静压PHC基桩上浮和位移监测方案等。

③认真做好试验桩和试沉桩。试验桩或试沉桩应选在有代表性的地基钻孔附近。

④审查施工单位申报的焊条等质保资料、PHC管桩设备的报审资料以及考察设备的施工能力和完好性。

⑤进场管桩应该重点检查型号和规格是否与施工设计要求一致；管桩有无裂缝； 其堆放是达到要求规范；除此之外还应检查管桩生产日期，确保管桩有足够施工龄期。

⑥积极做好地下障碍物清理查探工作。参数的控制确定应该以承载力特征值静载试验极限承载力为依据；桩与自然地面距离保持在200～300 mm，以防桩机底盘直接压住桩顶，从而造成断桩或裂缝；如果施工场地的地表承载能力不足以承受PHC桩机行走时，就应该积极采取填土等技术措施；基坑土方开挖时应严格控制坑内放坡坡度，分层开挖土方，防止坑内土体滑动而推移工程桩，防止挖土机械压歪或钩坏管桩；当桩长和桩位出现异常时，要及时协同设计、施工和管桩供应单位分析原因，处理解决异常。

4 结 语

静压PHC管桩施工技术是现代建筑目前以及今后必然要广泛采用的建筑施工技术。而静压PHC管桩成桩在地下承担着整个建筑物的荷载，如果静压PHC管桩不能达到施工设计所规定的承载力如果出现问题，或者桩身质量不达标，则可能对整个建筑造成巨大的安全隐患，如果程度不严重，将会出现结构破裂，出现不规则的沉降；如果程度比较严重，可能会造成结构倒塌，出现安全事故。因此，建设单位要不折不扣的落实静压PHC管桩施工设计的有关规章制度。大量实例表明，如果地表不够硬实、土方开挖，或者是出现挤土的情况，都会对施工造成严重的冲击。因此，进行工程建设过程中，一定要给予足够的重视，为静压PHC管桩施工提供可靠的技术保障。

参考文献：

[1] 郑志良.PHC管桩施工过程中的质量控制[J].江西建材，2015，（13）.

[2] 王雄星.PHC管桩施工过程施工质量控制[J].江西建材，2015，（17）.