PHC管桩静压法施工技术及问题处理
沈勤，崔旭旺²
（1.上海室冶集团有限公司，上海200941；2.中国建筑业协会，北京100081）
[摘要】在我国沿海地区常采用高强预应力混凝土管桩（PHC管桩），其具有混凝土强度高、单桩承载力高、对环境结合实际工程，介绍PHC管桩静压法施工技术的应用情况，对压桩顺序安排、接桩焊接工艺要求、终压值确定、承 无污染、施工速度快等特点，静压法施工需综合考虑建筑物的重要性、上部结构的受力特征、复杂地质情况等因素.台补桩、灌芯、接桩的具体做法进行闹述.
[关键词]地下工程；桩基础；PHC管桩；静压法；施工技术
[中图分类号】TU753.3[文献标识码】A
[文章编号】1002-8498（2015）13-0026-04
ConstructionTechnology andTreatmentofPHCPipePile StaticPressure Method
Shen Qin' Cui Xuwang(1. Shanghai Baoye Group Co. Lad. Shanghai 200941 China; 2. Chins Conutruction Industry Aociation Bejing 100081 China)
aus jo deo ueaq u *qus au qu jo sa a sq ad aid Hd pasn uo Abstract;In China coastal areas the high strength prestressed concrete pipe pile ( PHC pipe pile) arepile pollution-free on the environment and fast construction speed. The static pressure method needs toconsider the importance of building the stress characteristis of the upper structure the plex factorssuch as geological condition. This paper introduces the application of static pressure method constructionpile welding technological requirements the confirmation of final pressure value filling in piles in fle technology based on the engineering practice. The specific practices of the piling sequence arrangement caps filling core and extend piles have been described.
Key words;underground;piles;PHC pipe piles; static pressure method; construction
PHC静压管桩作为一种快速兴起的基桩形式，计基准期为50年，本工程沉桩采用桩长和贯人度双 占地面积18107m²，桩基设计等级为乙级，工程设适用于各类建筑物的低承台桩基础，如工业与民用重控制原则，桩端进人粉砂层≥1m，不采用桩尖，桩等；适用于一般黏性土及回填土、激泥和淤泥质土、计桩数1262根.管桩人土深度约为30-49m，根据地质勘测报告，明、暗浜前期已进行地基处理，场不产生振动、无噪声、无污染，对周边环境无影响， 地基本可以承受静压桩机行走要求，且静压法施工故全部采用静压法施工.
0引言
粉（砂）性土、非自重湿陷性黄土以及强风化（全风地下水位高低的影响.与锤击法沉桩方式相比，尤 化）的岩层、坚硬的碎石土层和砂土层中，并且不受其适用于软硬突变的土层中.由于静压无噪声，在对环保要求较高的地区，特别是在城市和居民区的
新建和改造工程施工中尤其适用.
2静压桩行进线路确定
考虑到对工人安全作业和保障休息时间的要求，由最初的2台桩基作业调整为4台桩机进行施 工.后由于302单体游艺轨道的设备基础修改，重新调整压桩顺序，先施工302 303 301 307 300A单体，最后再集中施工变更区域的桩基.
1工程概况
以上海某项目桩基工程为例，该工程打桩区域
3桩机选型
4施工技术
4.1压桩工艺流程
4.2压桩技术
4.2.1测量定位
4.2.2桩机就位
4.2.3压桩
1）喂桩
2）压桩
方式不同分为顶压和抱压两种，根据设计文件和工1m记录压力值1次.压桩速率一般控制在1.0-程勘察报告及周边环境合理选用压桩机械设备、桩1.9m/min.PHC500AB100，桩长30~49m，管桩进人粉砂层，采 用桩长和贯人度双重控制原则，单桩承载力特征值将桩压至其顶端高出地面约60~80cm时停止压最大2000kN，考虑到场地、地质情况和施工特殊要桩，准备接桩焊接.每台机组配备2台电焊机，焊接求，需加大压桩力，最终确定选用ZYJ800B型液压抱压式压桩机.
静压法施工一般情况下采用分段压人、逐段接续、饱满.长的方法，按照施工程序中的各个环节连续搭接就能保证静压沉桩施工顺利进行.其主要工艺流程间≥8min，严禁用水冷却或焊完不冷却直接沉桩.调直→压桩一焊接接桩→再压桩→送桩一终止压紧密贴合，不得出现孔隙，严禁在接头间隙填塞铁 为：测量定位一压桩机就位一吊桩喂桩一桩身对中接桩错位偏差≤1mm，倾斜度≤1/1000，桩端面应桩→截桩.
面图进行桩位放样.并用15cm长d6圆钢筋对桩节桩段应保持顺直，错位偏差宜≤2mm，管桩对接位进行标记，测量仪器一般采用2台经纬仪和水准前，上、下端板表面应用铁剧子清刷干净，坡口处应仪，全站仪用来抽检桩位.
桩机移动到压桩位置，调好桩机平整度，并使夹具的中心对准桩位中心.
桩机基本对准桩位，通过液压装置调整机身至水平，当桩端距离桩机5m以内时，将钢丝绳套在桩端0.2L（L为桩长）处单点起吊，将管桩吊起缓慢放 人夹持器内，上下卡瓦夹持被压桩，夹桩的压力不宜过大，待桩基本体垂直后插入压桩机的夹箱内，范要求.然后扶正对点、就位，插桩时一定要让桩头对准地面桩位标志物，然后用2台经纬仪交叉成90°，架在 能看清桩全长的地方.用经纬仅观测桩的垂直度，免桩机行走时损坏桩管.如有桩头高出地面的部保证垂直度在5%以内，并指挥桩机进行反复多次分应及时用专用的电动截桩器截桩.如有桩头低调整，从互成90°的两个方向控制桩的垂直度和校核桩位，并要保持桩机在水平状态.
直压人土层.尤其是第1节桩要严格保证其垂直度，确保其垂直导向作用，桩人土3m后严禁用桩机样.终压标准的确定应根据试压桩情况、工程地质条调整其垂直度.压桩过程中，桩机主控室内的操作件、设计承载力、设计标高、桩型等因素，结合邻近工工应随时观察压力表，控制压桩力，调节桩机压力
机配重和合适的压桩控制力.本工程设计桩型4.2.4焊接接桩
4.2.5送桩
4.2.6截桩
4.3施工要点
对中调准后开始慢慢地加压压桩，确保管桩垂4.3.1终压值确定
静压桩机常用全液压式静压桩机，按沉桩施工距均匀划分长度标记，以控制桩身人土深度.每压 同步平衡，避免偏心，桩人土前，应在桩身按1m间
焊接质量是静压法施工质量控制的重点之一，时先对称点焊4-6点，再由2个焊工对称施焊：宜在桩四周对称进行，待上、下桩节固定后拆除导向箍再分层施焊，焊接层数≥2层，第1层焊完后必须 把焊渣清理干净，方可进行第2层施焊，焊缝应连
接桩接头焊接采用CO，气体保护焊，冷却时片、铁丝、焊条头等杂物.接桩用材料应选用低碳钢，焊条应符合现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002的要求.下节桩的桩头处设根据业主提供的水准点和坐标点，结合桩位平置导向箍以方便上节桩的正确就位，接桩时上、下刷至露出金属光泽.
时或者当最后一节桩的桩顶标高没有满足设计桩 当压人的最后一节桩外露部分桩机无法加压顶标高时，必须采用送桩器送桩.送桩器底部必须与桩顶密切接触，以免送桩时桩头破坏.送桩器上都标有刻度，用于测量计算送桩的深度.送桩前，管桩露出地面高度宜控制在0.3~0.5m，根据桩顶 标高，用钢制送桩器将桩送至设计标高.送桩时一定要用水准仪严格控制送桩标高，其误差应符合规
压桩完成后，露出地面的管桩应及时截除，以于地面的现象则形成桩孔空孔，应及时组织人员用砂或黏土回填，也可以用模板或钢板遮盖.
不同的建筑类型和地质情况，其终压标准均不一程压桩经验，由勘察、设计、施工、监理等有关单位共
碳钢、低合金钢焊丝》GB/T8110-2008，不得使用锈 蚀的焊丝.保护气体为20%C080%Ar，纯度≥99.5%，含水量和含氧量不超过0.1%，当压力低于10个大气压时，不得继续使用.坡口形式如图1所示，焊接位置为横焊，焊接工艺参数如表2所示.
般视持力层情况而定，压桩力根据地质条件和桩长， 同商定终压技术参数（压桩力和有效桩长），桩长一一般为单桩竖向承载力特征值的1.3-2.0倍.
按照设计要求的江苏省建设标准《预应力混凝土管桩技术规程》DGJ32/TJ109-2010，管桩桩身允许抱压桩压力宜满足下列要求：
(1)
式中：P.为桩身允许抱压桩压力：f为管桩混凝土立方体抗压强度；a为管桩混凝土有效预压应力；A为桩身截面面积.
截面面积125670mm²，混凝土有效预压应力6MPa. PHC500AB100管桩，混凝土强度等级C80，横计算得P≤4184.811kN.勘探孔对应的压桩力如表1所示.
图1坡口形式Fig.1Groove form表2焊接工艺参数
Table 2Welding parameters
层次 极性 电流/A 电压/V 焊接速度/ 气流量/1-2直流反楼220-23024-26 （cmmin）（Lmin~） 20-30 18-203-直流反楼240~26026~28 20-30 18~20
表1勤探孔对应压桩力Table 1Pile driving pressure
单体 勘探孔 顶标高/ 设计桩 桩长/ 进人持力层1m 对应桩顶绝 进入持力 层1m对应柱编号 m n 对标高/m 压桩力/kN302 802 804 2.525 2.925 45 47 3.055 3.915 4100 2. 925 47 3. 105 3 930302 303 805 820 2.925 2.925 36 49 3.105 3.200 3198 827 2.925 2. 925 36 36 3.680 3.910 3280 821 2. 925 36 3.680 3 444
5技术问题处理
5.1承台补桩
302单体桩基工程在施工过程中，有4根桩进工经验，压桩过程中造成爆桩的主要原因有以下几 人持力层后出现压桩力突然下降的情况.根据施种：①成品管桩质量不符合规范要求：②施工过程中质量问题（接头处焊接质量）：③压桩速度过快等施工方法问题：④地下情况复杂等不可预见因素；压桩终压力过大.
工程最终确定的压桩力和有效桩长的情况如下.
经过分析查证，排除前3种原因.根据上海岩土工程勘察设计研究院有限公司出具的岩土工程勘察报告，本场地沉桩难度较大.在管理公司和监理见证下，施工单位对异常桩位进行了小应变测试，测试结果如表3所示.
1）对于桩加载超过最大压桩力4100kN的情况，当桩顶标高与设计标高相差不大时（如1m以 内），认为满足设计要求，可先进行下一根桩施工，待基础施工时进行截桩；对于桩顶标高误差略大的情况（如1-2m），拟在静载试验时，指定其进行试验，目前可先进行下一根桩施工.
表3小应变测试数据
Table 3 Small strain testing data
不大的情况，目前记录最低为3600kN，可能存在承 2）对于桩顶标高达到设计标高时，桩的压桩力载力低于设计要求的情况，此时宜继续压桩至3600kN无法下压为止.
序号 桩号 长/m 配桩/m 异常位置/m1 2 130 175 47 47 15/12/10/10 15/12/10/10 19.8 10.43 396 49 13/12/12/12 1.5165 47 15/12/10/10 10.5
3）对于桩顶标高达到设计标高但压力不到3600kN时，采用送桩器继续往下直至压力达到3600kN，将来考虑开挖土接桩.如果下压深度> 1.5m仍不稳定，应停止下压.
处理方案如下：对检测的坏桩，作为废桩处理，重整.单桩承台在桩两侧各补1根桩，双桩承台在坏 新施压新桩，相应的桩顶标高、承台尺寸、配筋进行调桩一侧补1根桩，三桩承台在坏桩一侧补1根桩.
4.3.2焊接工艺要求
根据预应力混凝土管桩图集，桩端头板厚度20mm，端头板材质Q235B，选择ER50-6焊丝，规格为直径1.2mm，且应符合国家标准《气体保护电弧焊用
5.2灌芯及接桩处理
302单体进行低应变动测检测，结果显示302-116 302-345 302-576桩可能因工期紧迫，打桩速度
较快以及后期塔式起重机桩施工对个别工程桩造 成局部损坏.116号桩损坏标高为桩顶以下8m，345号桩损坏标高为桩顶以下2.5m，576号桩损坏标高为桩顶以下1m.
经混凝土强度代换，原有桩混凝土强度等级为C80，现灌芯采用强度等级为C55的水下混凝土，灌 芯后混凝土抗压力与原有桩混凝土抗压力比值为1.22>1，满足要求.
经设计同意，116 345号工程桩损坏部位较深，采用灌芯方式进行加强处理.
5.2.1灌芯处理
5.2.1.1处理步骤
处理步骤如下：桩顶标高标记一截桩一管桩桩身淤泥清理一安装钢筋笼一浇筑灌芯混凝土.
5.2.1.2主要施工方法
1）以上工程桩施工过程中应做好标记，在灌芯和接桩处理前，须再次进行确认.
2）针对需要处理的桩位，复测桩顶标高，高出设计桩顶标高的工程桩需要做截桩处理.依据打桩记录表，116号桩高出1.2m，345号桩高出0.6m，灌芯处理前均进行截桩处理.
3）按照低应变检测报告，116号桩在桩顶以下8.0m左右处有明显不利缺陷，345号桩在桩顶以下2.5m左右处有明显不利缺陷，灌芯加强高度均取桩顶至损坏部位以下3.5m，按照打桩记录表，116号桩实际灌芯高度为10.3m，345号桩实际灌芯高度为5.4m.
4）桩灌芯钢筋笼，主筋均采用622，箍筋采用8@100连续螺旋箍，灌芯钢筋主筋应当直接锚固到承台里，主筋保护层按15mm控制（箍筋保护层厚度按7mm控制）.
水下C55微膨胀混凝土. 5）为确保桩灌芯混凝土强度等级，桩灌芯采用
6）加强施工质量控制，激泥清理完毕后应立即下钢筋笼并浇筑混凝土，避免激泥二次进人.混凝土浇筑高度超过3m时应采用导管、串筒，且导管、凝土浇筑应振捣密实，以确保混凝土浇筑量. 串筒需从钢筋笼底随浇筑进度缓慢提升，灌芯桩混
5.2.2桩身损坏接桩处理
302单体396，576号桩桩身损坏部位较浅，截去破坏断桩，采用接桩方式进行处理.
5.2.2.1桩身损坏接桩处理步骤
桩顶标高标记一管桩桩身淤泥清理一安装钢筋笼一浇筑灌芯混凝土一接桩部位钢筋绑扎一接桩部位模板支设一接桩部位混凝土浇筑.
5.2.2.2桩身损坏接桩主要施工方法
1)576号桩高出桩顶2.4m，根据小应变试验结
5.3灌注桩施工
6桩基质量检测
7结语
参考文献：
按照预应力混凝土管桩图集（10G409）详图做法进 果，桩顶以下1m左右处有明显不利缺陷，576号桩行接桩处理.
2）在准确定位桩位后，将桩身缺陷部位以上桩体进行截桩处理.
筋笼，浇筑桩灌芯混凝土，接桩灌芯混凝土强度等 3）清理完桩孔内激泥后，按照要求安装桩芯钢级为C40，灌芯混凝土应充分振搞密实.
4）接桩部位绑扎钢筋规格按照预应力混凝土管桩图集处理，桩灌芯高度H取3.5m.
因单体303轴线区域桩基施工受到现场已施工挡土墙影响，采用PHC管桩无法施工，依据设计变更，该区域8根PHC管桩改为7根钻孔灌注桩，如表4所示.
表4钻孔灌注桩统计Table 4 Bored piles
序号 单体 名称 桩径/ ma 桩长/ 桩数/ 备注1 009 37.4 5 工程桩2 303 600 38. 075 2 试桩
35根，不合格数0，竖向抗压、抗拔以及水平极限承 1）静载检测桩型PHC500AB100，检测桩数载力均符合设计要求，最大沉降量≤40mm，桩顶总上拔量≤30mm.
2)低应变动检测桩型PHC500AB100，检测械数1276根，127根Ⅱ类桩，无Ⅲ，IV类桩出现，I类桩 所占比例≥90%.
PHC管桩静压法是一种快速兴起的桩基施工方法，其施工要点主要包括测量定位放线、压桩、接桩、送桩或截桩以及管桩与承台连接等工序.经工 程实践表明，该工法质量可靠，施工速度快，安全环保污染小，经济效益高.本文所提及的3项主要技术问题的解决方案，可为类似工程地质条件下的静压管桩施工提供参考.
[1]彭龙超，浅谈PHC管桩静压法施工[J].山西建筑，2010 36(30) :115-116.[2]中冶集团建筑研究总院.JGJ81-2002建筑钢结构焊接规程 [S].北京：中国建筑工业出版社，2003.[3]DGJ32/TJ109-2010预应力混凝土管桩基础技术规程[S].[4]徐至均，李智字，张亦农，预应力混凝土管桩设计施工及应用 南京：江苏科学技术出版社，2010.实例[M].北京：中国建筑工业出版社，2010.
