预应力高强砼管桩的施工工艺与方法

陈琳 (福州第七建筑工程有限公司 350001)

Construction and Quality Control of Prestressed Spun High Strength Concrete Pile

Chen Lin

[提 要] 本文主要介绍预应力高强砼管桩的施工工艺与方法，质量控制要求，保证预应力管桩施工质量，以满足规范与设计要求。

[关键词] 预应力高强砼管桩 静压法施工 质量控制

Abstract: A technology and a method of constructing prestress high strength concrete pile (PHC) are introduced in this paper. And the aims and measures of quality control are discussed to ensure the constructing quality and to meet the acquirements of the codes and the design.

Keyword: Prestressed Spun High Strength Concrete Pile Construction Quality Control

1 前言

预应力高强砼管桩（PHC）在福州建筑市场得到广泛应用，据不完全统计占桩基市场达80%以上。PHC管桩能够获得如此大的应用市场的主要原因是它具有耐打、耐压，穿透能力强，单桩竖向承载力高，抗震性能好，耐久性好，造价适宜，施工工期短，施工现场文明整洁等特点，深受业主、施工单位和设计人员的普通欢迎。预应力高强砼管桩有进一步发展趋势。

但是在使用过程中，特别在施工时，经常发现诸如桩头暴裂、桩偏位、桩身偏斜等问题，给桩基工程带来不少麻烦，增加桩基处理费用等。本文通过某工程（PHC）管桩的施工，浅谈该桩基静压施工方法与质量控制要点，供同行参考。

2 工程概况：

某公寓1~6#楼工程，位于福州市福马路段南侧，桩基采用PHC管桩，静压法施工，共有283根桩。桩型为Φ500（AB），桩长约46~55m，分4节桩三个接头，每节桩长约12~14m，以强风化花岗岩为桩端持力层，要求

桩端全断面进入持力层≥0.5m，单桩竖向承载力设计值为2225 KN，压桩力为2倍单桩竖向承载力设计值。

3 场地土层地质条件

根据工程地质勘察报告所揭示的情况，本场地主要土层可分为14层，各主要土层自上而下分布如下：杂填土(1)，厚度1.60~2.50m；粘土(2)，厚度 0.40~1.50m；淤泥(3)，厚度4.30~14.9m；淤泥夹砂(4)，厚度1.70~11.30m；淤泥夹粉砂(5)，厚度 10.80~21.90m；中砂(6)，厚度 1.50~4.10m；淤泥夹细砂(7)，厚度 7.0~18.70m；粉砂(8)，厚度 0.60~7.50m；淤泥夹粉砂(9)，厚度 6.10~8.00m；粉土(10)，厚度 1.4~7.90m；粉砂(11)，厚度 0.9~6.50m；残积砾砂质粘性土(12)，厚度 1.85m；全风化花岗岩(13)，厚度 1.10~9.00m；强风化花岗岩(14)，厚度2.1-2.6m。

根据以上土层分析，由于中砂层或粉砂层厚度均较薄，采用静压法施工，桩基穿透中砂层不太困难，桩端全断面要求进入强风化花岗岩≥0.5m，也可以办到。通过现场试桩，桩长控制在55m左右，压桩力控制在 4450 KN，采取双控方法，完全可以满足设计要求。

4 管桩的施工

4.1 主要施工机械设备

目前市场上所用的桩机有抱压式和顶压式两种，以抱压式为主，抱压式桩机最大吨位可达800T，通常在600T。

对于静压桩机的机械性能要求： ①机身总重量加配重要求达到设计要求；

②桩机机架应坚固、稳定，并有足够刚度，沉桩时不产生颤动位移；

③夹具应有足够的刚度和硬度，夹片内的园弧与桩径应严格匹配，夹具在工作时，夹片内侧与桩周应完整贴合，呈面接触状态，且应保证对称向心施力，严防点接触和不均匀受力；

④压桩机行走要灵活，压桩机的底盘要能承受机械自重和配重的基本要求，底盘的面积要有足够大，满足地基承载力的要求。

根据以上的要求，我们选用了YZY-750型静压桩机，该机最大压桩力可达750T，满足本工程压桩的需要。 静压桩机施工基本原理：机身通过油缸支持安装在大小步履上的小车上，小车在大小步履轨道上由油缸控制运动，抱压桩时，借助自重及配重，以器缸液压互联动力系统方式通过夹头相交压力施加压桩力，管桩在自重及配重静压力作用下逐渐将桩压入地基土中，管桩在沉入土层过程中，桩尖把土挤向周围，从而产生桩侧摩阻力与桩端端阻力。

4.2 沉桩前准备工作

①打桩前协同建设单位认真做好障碍物的清除与管线的保护工作。施工场地应平整，排水应畅通。 ②认真做好轴线的引测工作，现场必须设置两个以上的轴线控制点，用砼保护好，并引测到固定构筑物上。 ③开工前认真细致地向所有参与施工人员进行技术交底，安全交底和分析相应地质条件下应采取的措施。 ④开工前对进场的机械设备应作全面系统的检查工作，做好各部位的保养和润滑。 4.3管桩的主要施工工艺与方法

①放样定桩位：采用极坐标放样。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15º，以便吊管桩。

②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，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。

③压桩：启动压桩油缸，把桩徐徐压下，控制施压进度，一般不超过2m/min，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，一直到持荷稳定为止，持荷时间由设计人员与监理在现场试桩时确定。

④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1m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15分钟以上方可沉桩。

5 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。

①，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。 ②高强砼预应力管桩质量控制：运到现场的管桩应按规定要求进行严格检查，对于不合格产品或次品，坚决退回。

③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。

④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。

⑤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。

⑥压桩：工程桩正式施工前应进行试压桩，以确定压桩标准，一般情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。

⑦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。

⑧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。

6 质量检查

高强砼预应力管桩质量必须符合GB13476—1999和设计要求及施工规范的有关规定，并有出厂合格证，打桩的标高或贯入度，桩的接头、节点处理，桩位及垂直度检查必须符合设计要求和施工规范的规定。

6.1 承载力的检测

打桩结束以后，按桩基规范要求随机抽检1%且不少于3根桩进行单桩静载荷试验，以确定单桩竖向承载力极限值。本工程1#~6#楼共有283根桩，共抽检6根工程桩，在最大的试验荷载作用下，桩顶沉降值均没有超过桩基规范40~60mm的要求，桩基全部满足设计要求。静载试验结果详表1。

6.2 桩身质量检测

桩身质量采用小应变动力检测方法，按规范规定抽检不少于20%且不少于10根，本工程随机抽检276根，检测结果表明，桩身质量满足设计要求：Ⅰ类桩占95%以上，Ⅱ类桩4.5%，Ⅲ类桩1根（此桩为地下室开挖造成，由设计单位提出补强加固方案）。

表1 各试桩的试验结果

最大试验荷载桩 号 （KN） 1—31# 2—33# 3—25# 4—27# 5—6# 6—40# 4450 4450 4500 4500 4450 4450 沉降量（mm） 16.26 16.84 15.86 17.94 17.84 30.05 （mm） 4.12 4.50 3.52 5.73 4.21 5.08 力（KN） ≥4450 ≥4450 ≥4450 ≥4450 ≥4450 ≥4450 最大试验荷载下桩顶残余变形量单桩竖向极限承载6.3 桩偏位检测

完工后对桩位逐一进行量测，最大桩偏位90mm，均符合设计和施工验收规范要求。 6.4 沉降观测

建筑物的沉降观测随建筑物施工进度分别进行监控，竣工验收前观测的最大沉降量，沉降差及沉降速度均在规范规定范围之内，满足设计要求，

7. 小结

(1) 高强砼预应力管桩质量可靠，单桩竖向承载力高等优点，值得大力推广应用。

(2) 质量的保证前提是严密的施工组织与施工工艺，严格的施工质量控制与监测，本文提出的施工工艺与施工质量控制方法，可供同行参考。

(3) 桩基静载荷试验，桩身动测检验，桩位偏差的测量，房屋的沉降观测等是桩基工程质量是否满足规范与设计要求的衡量指标，应由有资质的单位进行。