PHC管桩锤击沉桩施工技术探讨

PHC管桩锤击沉桩施工技术探讨

摘要本文结合PHC桩的特性和工程沉桩的具体情况，介绍了PHC管桩水上锤击沉桩的施工技术要点，同时针对施工中遇到的难点及解决的施工措施进行了探讨。

关键词PHC桩；水上锤击；施工；控制

PHC桩——（预应力高强混凝土），是由专业厂家生产，采用先张法预应力和掺加磨细料、高效减水剂等先进工艺，将混凝土经离心脱水密实成型，经常压、高压两次蒸汽养护而制成的一种细长空心等截面预制混凝土构件，其桩径为300～1200mm不等。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。这是一种新型的基桩，由于它的卓越性能，应用在工业与民用建筑、桥梁、港口码头、水利工程等，在国家建设中发挥了愈来愈大的作用。

1工程概况

珠海格力汇华多用途码头工程位于珠海市高栏港区南水作业区一港池东顺岸，码头主体为高桩梁板式结构，其桩基采用直径φ800、B型PHC桩，共448根，其中直桩336根，斜桩112根，斜度为5：1和6：1两种，平面扭角为20°。长度为m-61m，设计单桩结构允许承载力4234kN，抗裂弯矩572kN.m；PHC桩生产厂家为江门裕大管桩有限公司。所有PHC管桩均在江门预制拼装完成，水上运输至施工现场，打桩船水上锤击沉桩。

2主要施工方法

PHC管桩施工目前常采用锤击法，本工程采用打桩船配柴油锤锤击沉桩。施工工艺见流程图见图1。

图1施工工艺见流程图

2.1基槽回填砂

沉桩前，根据基槽地质情况，设计要求基槽挖泥至底标高为-19.0m～-29.22m后，回填中粗砂至-11.0m，回填砂厚度为8m～18.22m不等，目的是增加桩侧摩阻力，同时增加桩基的稳定性。

2.2水上沉桩

1）打桩设备选择。本工程根据桩基型号和地质情况，选用我局“粤工桩8#”打桩船配德国DELMAG公司生产的D100柴油锤进行锤击沉桩。桩垫采用麻绳缠绕三层，并加两层18mm厚胶合板的型式，桩垫厚度为9cm。

2）沉桩定位。水上沉桩测量采用在打桩船上安装GPS打桩定位系统，由GPS进行定位。

3）沉桩贯入度控制。桩基沉桩使用D-100锤施工，以贯入度控制为主，标高控制为校核。根据技术规格书的要求及试沉桩情况，沉桩贯入度按5mm/击~10mm/击考虑，在桩顶标高未达到设计标高而沉桩贯入度已经达到控制标准时，适当增加30～50击，观测贯入度变化情况，变化小则作为停锤依据。

4）沉桩顺序。沉桩顺序按区段划分：码头第1段→码头第2段→码头第3段→码头第4段→码头第5段→码头第6段。各分段桩由陆侧往海侧阶梯形展开，在沉桩前对每根桩的先后沉桩顺序进行编号。

5）沉桩外观质量。珠海格力汇华码头工程共施打φ800，B型PHC管桩448根，日平均沉桩4根，日沉桩最多9根，未发生断桩情况，且桩头均较为完好。

3沉桩施工难点及相应措施 1）根据我单位的施工实践和我们的调查了解PHC桩在锤击沉桩时有可能桩身产生裂缝。裂缝产生的原因是因为锤击时使桩身产生过大的应力，当拉应力过大时将产生环向裂缝，当压应力过大时将产生纵向裂缝。裂缝往往产生在桩身的内壁，不易察觉。当裂缝宽度>0.2mm时，将对桩的耐久性产生严重影响。所以PHC桩的沉桩除保证桩位的准确，达到设计要求的单桩极限承载力等质量指标外，如何防止桩内壁产生裂缝，是我们在沉桩过程中必须掌握关键技术。在施工过程中，我们主要采取的施工措施为：

①选择适宜的锤垫和桩垫；②保持桩船平衡，保证桩锤和桩身在同一轴线上，避免偏心锤击；③通过高应变动力检测，分析传递到桩身的能量、桩身产生的最大拉应力和压应力；④通过调整柴油锤的档位和调整锤垫的厚度来控制传递到桩身的能量，做到既保证单桩极限承载力满足设计要求，又避免桩身产生过大的拉、压应力。

2）工序交叉影响，施工现场同时进行挖泥、基槽抛砂及沉桩几个分项作业，来往施工船舶较多，且工序之间相互制约。针对这一施工情况，编排合理的沉桩顺序（从东南往西北推进），将船机相互间的影响减至最低。考虑到本项目沉桩对基槽边坡稳定的影响，在沉桩过程中，经常通过试打水砣、扫海等方式加强对边坡进行观测，另外就是基槽开挖后及时进行中粗砂回填，以确保边坡稳定。

3）设计提供的地质勘探孔分布较为分散，地质变化较为复杂。沉桩开工前，仔细分析码头区域地质资料，选择在勘探孔附近进行试沉桩，根据现场实际试沉桩情况进行分析，与地质勘探孔资料进行比对，了解该片区域地质情况的具体走向，确定本项目的收锤标准。在沉桩施工过程中，深入了解每一驳桩的具体施打情况，及时根据桩基施打情况及地质勘探孔显示的地质资料情况对桩长进行动态调整，在地质突变的地方及时与设计院联系减少或增加桩长，避免了因地质突变导致桩长过长需截桩或是不够需水上接桩情况的发生，保证了沉桩连续性。

4）本项目PHC管桩整桩由两节管节拼接而成，管节拼接处是薄弱环节，针对这一问题，主要是通过优化方案，将接口处裙板全部焊接形成整体，再在接口外侧加四块加强板与桩身裙板焊接，以此来增加桩身拼接处的刚度。

4PHC桩沉桩施工经验分析 1）选用D100-13锤施打φ800PHC管桩是可行的，沉桩停锤标准按5mm/击～10mm/击控制标准效果还是比较理想。

2）实践表明，沉桩前换填中粗砂对稳桩很有好处，沉桩过程加强边坡观测很有必要。

3）圆筒形开口钢桩靴取适当长度，对穿透中粗砾砂层效果良好。

4）最后10m锤击数占总锤击数的比率较高。

5）PHC管桩在锤击施工过程中，当表层为淤泥层或粉细砂层，宜用空档或低档起锤，预防溜桩导致桩锤不能及时跟进。桩身进入硬土层一定深度，自由端和入土端长细比例适中后，方可重锤冲击以避免自由端过长造成断桩，沉桩完成后应及时进行夹桩，特别是自由端较长的斜桩应在第一时间利用型钢与邻近的桩基相连，避免斜桩因桩身自重造成偏位和断桩。

6）替打刚度宜与桩身刚度相适应，应确保打桩锤、替打、桩身在同一轴线上，避免在桩身晃动的过程中锤击，谨防偏心锤击。尤其是在岸坡较陡的位置打俯桩过程中应密切监控桩身滑移情况，及时调整船体和桩架，避免蹩桩。

7）本项目在接头外侧焊接加强板的形式保证了PHC桩接头的刚度，从而为沉桩顺利进行提供了保证。

5结束语

珠海格力项目在地质条件复杂，受工序交叉影响较多的情况下，提前完成PHC管桩的施打，为今后类似工程提供了一些经验。我们还需要在今后的施工实践中不断的总结与探讨，将制桩和沉桩工艺进一步优化和发展。

参考文献

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