PHC 管桩施工过程中的质量控制

■王雄星 ■厦门顺承建设开发有限公司，福建 厦门 361000

随着我国经济的不断发展，PHC 管桩不仅会在建筑中得到更广泛的应用，静压法施工以其无污染，无振动，噪音小，对环境影响较小的特点，还有无论方桩还是管桩都是工厂化生产，加之施工速度快、土体恢复快、工程造价低等因素，与当今社会提倡的绿色、节能、环保主题相一致，所以PHC 管桩越来越被设计院、业主和广大工程技术人员重视和采用，并且已经在很多区域得到了广泛的应用，本文就施工质量控制做详细介绍［1］。

1 简述PHC管桩

所谓PHC 管桩，也就是具有高强度的混凝土管桩。它从外形来看，是一种直径为300mm～800mm 之间的空心圆筒形状，长达十米，具有较高的强度，其等级通常大于或等于C80。它可以按照不同的标准被划分成不同的种类。常见的分类标准有以下三个:一是按混凝土的预压值来划分，可将其分为A 型、B 型、AB 型以及C 型;二是以混凝土的强度等级作为划分标准，可划分为:预应力混凝土管桩和预应力高强度混凝土管桩两种;三是按管桩的外径来划分，有300mm、400mm、500mm、600mm、700mm、800mm 以及1000mm、1200mm 等不同规格。

2 静压管桩在施工过程中存在的质量问题

2.1 挤土效应问题

由于静压管桩属于挤土桩，所以在施工过程中，会出现一些挤土效应。一方面，当管桩压入的地基较软时，在压桩时花费时间较少，地基内部会产生超孔隙水压力，这种高压力使得管桩的压入变得困难，甚至会产生桩身反弹的现象;另一方面，压入过程可能会使地基内部压力发生变化，致使地基隆起或者向侧向移动，这无疑不利于管桩的顺利压入，甚至会出现断桩或浮桩现象［2］。

2.2 桩身裂缝或断桩问题

导致这一问题的原因是多方面的，主要可归纳如下:(1)管桩质量不合格，如预应力值较低、混凝土强度不够高、养护期未满、保护层太厚等;(2)地质过硬，如地基中有障碍物或坚硬的石块、地基中夹层较厚等;(3)施工技术不过关，如施工过程中运输起吊不合理，抱夹力未能达到平衡，压桩过深，截桩工作不规范，挖土过程未能正确处理挖掘机与土壤之间的相互作用关系等。

综上所述，我们不难发现，很多方面的原因都可能造成桩身产生裂缝或者断桩现象，因此，对于施工过程的严格控制显得尤为重要。事实上，就目前来说，对于桩身裂缝的检测并不严密，如果桩身裂缝不大的话，我们仍将其划分为II 类桩之列，如果我们将这些桩也计入桩身裂缝现象中，则其所占的比例更大了。产生断桩这种情况在不同的工程中分布不一，以龙岩市某工程项目为例，这一工程占地面积约有38 公顷，其地质比较复杂(图1)。其工程框架主要采用了静压PHC 管桩，它们的长度都约有25m。在压桩过程中，需要穿过以下几种土层:杂填土、残积砾质粘性土、砂质粘性土、风化花岗岩、砂砾状花岗岩等。这一过程开始于2010 年4 月，两个月后，完成桩基工程任务，对一楼的管桩数量进行统计，发现其约有143 根，其中6 根桩在施工过程中遇到障碍物，发生断桩情况，这一比例无疑是较大的。(图2)

2.3 地基土层较软问题

就龙岩地区来说，其地基土层较软，通常分布在地表下0.5～2m之间。由于静压桩机比较重，其对地基产生的压力也比较大，超过了软土地基所能承载的压力，同时，由于在压桩过程中，不可避免的要扰动原有的土层，这就使得软土地基受到破坏，产生地基隆起或者向侧向移动现象。在这种情况下进行管桩施工，很容易产生桩位移动、桩身裂缝甚至断桩现象。这种由地基软土造成的引工程质量问题在龙岩地区也十分常见［3］。

2.4 接头质量问题

一般来说，该地区使用的管桩长度一般在15～25m 之间，这种管桩每根都需要2～3 个焊接接头。对接头的质量产生影响的因素有很多，无论是焊接工人所持的工作态度，还是焊接技术，都影响着接头的质量。就目前情况来看，大多数由于接头质量问题导致的断桩现象多发生于III 类桩中。

以上所述是对施工过程中可能存在的一些质量问题给予初步介绍和分析，下面我将针对这些质量问题，提出一些可行性措施，控制质量问题的发生频率。

3 相关可行性控制措施

3.1 明确预控点

(1)要对相关的地质勘察报告、施工图、施工场地及施工条件进行仔细的研究，提出明确的设计要求，指出这一工作存在的重点和难点;(2)对提出的施工方案应进行严格的审核，它作为一种指导性文件，对具体施工过程产生巨大作用，其中，要注意审核以下几方面内容:对于相关压桩顺序和相关路线的安排能否有效减弱挤土效应;压桩速度和数量对超孔隙水压力产生的影响;是否采取了有效措施来避免管桩的位移和上浮;压桩对周边路面可能造成的后果及相关处理措施;设备的选择是否安全合理;地基土质情况及其最大负重;周边环境是否有利于压桩工作的进行;对于管桩可能发生的位移与上浮现象进行及时的检测等［4］;(3)在符合要求的地基上认真进行试沉桩或试验桩工作，并记录相关的施工参数，积累经验，为日后的施工工作提供指导;(4)对于施工单位上交的管桩、接头等质量保证资料要进行仔细的审查、检查设备是否符合要求并对其施工能力进行考察;(5)要注意检查使用的管桩规格和型号是否符合要求;质量是否过关;有没有按要求堆放;对其生产日期的检查也要仔细，确保其达到施工要求;(6)仔细清理地下障碍物。

3.2 静压PHC管桩施工质量控制点

(1)在进行压桩工作之前要再一次对桩位的轴线和高度进行测量;(2)在进行压桩工作时，要注意保持设备的水平度和桩身的垂直度都小于0.5%;(3)要加强对桩位情况的检测，当发现桩位位移和上浮时，要采取相关措施对其进行控制，常见措施有减少超空隙水压力和降低沉桩速率等;(4)对于接头的焊接质量要仔细检查，并对接头进行防腐处理;(5)对终压标准要进行严格的控制。就目前而言，常用于衡量终压的参数有桩长、终压力、复压次数、进入硬土层的深度与下沉量等，要根据现实的场地条件灵活的确定终压标准，在某些特殊情况下，还可通过极限承载力等来选择控制参数;(6)要使桩顶保持在低于地面200～300mm的位置，这样可以避免桩机的底盘对桩顶形成巨大压力，从而导致裂缝或断桩现象出现;(7)当场地地表承载力不足以桩机行走时，应采取路基箱、填土等技术措施;(8)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;(9)当桩长、压桩力、垂直度、桩位等出现异常情况时，应及时分析原因，协同设计、施工和管桩供应单位处理解决［5］。

4 结束语

PHC 管桩的打桩技术是现代建筑正在广泛采用的建筑施工方法，推动了现代建筑行业的城市化建设进程。静压PHC 管桩成桩在地下，它承担着整个建筑物的荷载，若桩达不到设计要求的承载力或桩身质量存在隐患，就会危及整个建筑物的安全，轻则发生不均匀沉降，使上部结构开裂，重则使结构发生倾斜，甚至倒塌，酿成事故。因此，施工应严格按照现行的规范和设计要求。不少工程已经证实:挤土效应、地表软土、土方开挖等对PHC 管桩基础可能带来不良的后果，在工程实践中一定要引起高度的重视，并应有可靠的技术保证。

［1］高大钊.土力学与基础工程［M］.中国建筑工业出版社.

［2］刘金励.桩基础工程技术［M］.中国建材工业出版社.

［3］左名麒，胡人礼，毛洪渊.桩基础工程一设计、施工、检测［M］.中国铁路出版社.

［4］陶燕春.PHC 管桩施工常见问题的分析［J］.铁道标准设计，2003.

［5］王志强.PHC 管桩的施工及发展［J］.山西建筑，2007，33(22):113-114.