论文部分内容阅读
【摘 要】随着建筑工程的日益发展，建筑层高度的不断增长。PHC管桩由于自身特点，被广泛地应用于高速公路、桥梁、高层建筑中，并起到了显著的经济效益。本文结合工程实例，介绍了PHC管桩具体施工技术及质量控制，以供类似工程参考。
【关键词】PHC管桩；工艺；质量控制
1、工程概况
本工程为珠海市高栏港区神华煤炭储运中心一期工程防风网工程，位于珠海市高栏港区，施工范围为一期工程堆场四周全部防风网、基础土建工程、防雷接地以及配套设施的辅助配合工作，其中防风网建设长度3500米，高度20～24米，基础为PHC B 600 130x型混凝土预应力管桩91286.4m。
本工程基础设计采用PHC管桩基础， 锤击沉桩，但管桩设计为直桩和11.31°的斜桩，其中斜桩桩体锤击角度较难控制，增加了锤击难度。因此在管桩锤击沉桩时，既要有效控制桩体斜率，又要保证沉桩稳定不偏移，才能保证沉桩质量。由于工期极为紧张，因此，PHC管桩基础施工将是本项目的重点控制工期工程。
2、PHC管桩施工流程及方法
2.1施工工艺流程
2.2管桩测量
（1）施工前，测量部门对斜桩桩位进行放点，平整桩位周边，对桩位原地面标高H1进行测量。由于斜桩有一定的倾角，且设计桩顶标高与自然地面标高有一定的差值，使得设计桩顶位置与打入时的位置上下不在一条铅垂线上，沿着斜桩的倾斜方向移动一定的距离，根据自然地面的标高与设计桩顶的高差以及桩的倾斜角计算出斜桩施打位置的偏移量。
H1为原地面标高，H2为设计桩顶标高，L为施打位置的偏移量
α为桩的倾斜角度 L=Htgα=（H 1-H2） tgα
设计图纸坐标（x0，y0）实际施打坐标（x，y）
斜桩方位角α 向前移动（向斜桩坐标方位角方向移动）
X=x0+Lcosα Y=y0+Lsinα
向后移动（向斜桩坐标方位角反向移动）
X=x0-Lcosα
Y=y0-Lsinα
对斜桩的桩位控制之外，还要控制好倾斜方向。根据施工图纸确定倾斜方向，倾斜方向反向设置一点，距施打桩位向后1.5m，将两点用白灰洒线，保证灰线在桩机的正中。
（2）直桩施工前，测量部门对直桩桩位进行放点，将桩位周边进行平整，对桩位原地面标高进行测量。由于是直桩，所以利用全站仪可以直接测出桩位。
2.3管桩吊运
管桩混凝土达到设计强度的70%方可起吊，达到100%方可运输。管桩运至施工现场后要进行堆放，现场堆放场地要坚实平整，垫木支撑点应在同一水平面上，垫木间距依吊点位置确定，堆放层数不得超过四层。管桩堆放位置应考虑到现场施工方便，并且离打桩位置不宜超过50m，打桩机能尽快地进行下一桩位施工管桩起吊。运输中要防止振动、冲撞，卸桩时吊桩采用两支点法或两头勾吊法，两支点位置与堆放支点位置相同，可先将桩身吊起0.2-0.3m，检查机身稳定性、制动器的可靠性和吊具的牢固性，确认一切状况良好后，再缓慢起吊、转向，下降时必须低速轻放，避免桩身受损。吊运管桩时，要做好作业人员的安全工作。
2.4插桩
管桩采用桩机自带的卷扬机进行场内吊运，桩打入过程中修正桩的角度较困难，因此就位时必须安装正确。第一节管桩提起并轻轻插入地下20cm，保持位置准确，然后调整桩架，在倾斜过程中也要调整桩机的位置，一般向后倾斜移动桩机，达到施工要求的倾斜角度。校核桩的垂直度在桩机的正前方向设置一台经纬仪或长的线锤使管桩在倾斜刨面内保持垂直。通过桩机导架的横向及侧向移动进行调整管桩的倾斜角度及垂直度。开始轻轻打下，认真检查，若有偏差及时纠正，必要时拔出重打。
2.5锤打
因地层较软，初打时可能下沉量较大，采取低提锤，轻打下，随着沉桩加深，沉速减慢，逐渐增大起锤高度。在整个打桩过程中，确保桩锤、桩帽、桩身保持在同一轴线上，必要时将桩锤及桩机导杆方向按桩身方向调整，不使管桩受到偏心锤打。打桩较难下沉时，检查落锤有无倾斜偏心，特别是检查桩垫桩帽是否合适。如果不合适，更换或补充软垫。每根桩连续一次打完，不宜中断，以免难以继续打下。
第一节管桩开始打设时，若发现沉桩较慢，且管桩竖直度出现偏差时，立即停止锤击，把管桩提出，采用挖机下挖打设位置查看是否有石块，若有石块应挖出待回填后再进行管桩打设施工，若无石块应立即回填重新进行打设施工。起始锤击时桩锤油门1-2档，做到重锤轻击，避免溜桩跟打。
2.6接桩
接桩前先将下段桩顶清洗干净，在上节桩头上焊接定位钢筋，然后把上段桩吊放在下段的端板上，依靠定位钢筋将上下桩段端口对齐，焊缝应连续饱满，端板采用Q235钢，焊条采用E43××型焊条，或者为二氧化碳气体保护焊，焊接好后经自然冷却后再捶打沉桩，以免温差过大，将焊缝裂开，降低焊接强度。
2.7停锤
（1）当桩端位于一般土层时，应以控制桩尖设计标高为主，贯入度为辅。
（2）桩端达到粗砾砂持力层中，进入持力层不小于1.5m。应桩顶标高为主，贯入度控制为辅。
（3）贯入度已达到设计要求而桩顶标高未达到时，应继续锤击3阵，并按每阵10击的贯入度不应小于2cm/10击。最后1m沉桩锤击数不超过300，总锤击数不超过2500.
打桩时遇到下列情况，应立即停锤，报甲方、监理，采取相应措施处理后，方可继续打桩：贯入度剧变或最后贯入度相对设计值或试桩资料过大过小；桩身突然发生倾斜、偏移或锺击时有严重回弹；桩顶严重破裂或桩身产生裂缝；桩架剧烈晃动。
⑷打桩过程特殊情况的处理措施
①打桩过程中发现下沉量突然增大，原因是桩尖穿过硬土层进入软弱土层，或桩已经被打断，此时应对照地质资料进行检查。若桩尖在进入软土层，应继续施打；若桩身被打断，应会同有关单位研究补桩方案。 ②若桩达到设计标高后，贯入度过大，则继续沉桩，至贯入度达到设计要求的贯入度，或停止施工，安排复打，根据复打的贯入度与设计、监理、业主方确定处理措施。
③已打好的桩发生较大上浮：粘土地基中由于施工产生的挤土效应，使桩基周围土体产生隆起和位移，已打入桩由于后打入桩的排土挤压作用而上浮和位移。当桩的上浮量超过10CM时原则上应进行复打施工，将桩重新打入到设计标高。但当持力层为粘土层时，随着土体孔隙水压力的消散，土体重新固结下沉，上浮的桩会相应的下沉，故一般不必复打。
3 PHC管桩质量控制
（1）做好预制桩身裂缝及断裂的控制。在打桩前应对已进场的桩进行桩身检查，禁止使用有缺陷的桩，打桩施工中有可能因为打桩应力引起桩身裂缝或断裂，因此施工时应注意：沉桩过程中加强观察，一般在软土中打桩时，桩在入土初始阶段，桩尖阻力很小，所以锤的落距应控制在1.2m以内，当桩正常稳固后，再按要求的落距施打。
（2）斜桩的倾斜角度控制。本工程斜桩倾斜角度为11.31°。在桩机的塔架上系3米的垂线坠，将桩机塔架倾斜，当垂坠偏移距离达到60cm时，垂线长与垂坠偏移距离为5：1时，倾斜角度即为11.31°。
（3）直桩的垂直度控制。桩机的正前方向和一侧设置两个长的线锤使管桩在两个面内保持垂直，在打桩过程中随时观察管桩的垂直度。
（4）配桩和送桩的方法。在施工前，先详细的研究地质资料，根据地质资料的桩长对每个桩进行配桩，同时在每个桩的施工前，对第一条桩适当地配长些，以便掌握该地方的地质情况。
（5）试桩施打完毕后，按设计要求及施工规范进行垂直抗拔实验。
（6）收锤标准：锤重6.2吨，落距2.0m，贯入度2cm。按照设计先试打8根桩，由建设、设计、勘察、监理单位人员参加，按现场地质情况、试桩记录和抗拔试验报告确定施工停锤的控制参数。
（7）桩位偏差：测量放点使用莱卡全站仪，测量误差保证在1cm以内。施工过程中，桩中心位移容许偏差承台内50mm，以为100mm。
4、结语
由于PHC管桩施工技术具有操作简便、工作效率高、无噪声、工期较短以及受气候因素影响小等优势， 在我国许多城市得到越来越广泛应用。随着PHC管桩施工使用范围的扩大，对管桩工程质量也提出了更高的要求。因此，在PHC管桩施工过程中，要严格按照各项技术规范、措施和有关经验，不断改进提高其技术应用水平，以更好地提高PHC管桩的施工质量。
参考文献：
[1]郑云祥.浅述PHC管桩施.2012.12
[2]董志方 .PHC管桩施工过程中的质量控制.2011.07
【关键词】PHC管桩；工艺；质量控制
1、工程概况
本工程为珠海市高栏港区神华煤炭储运中心一期工程防风网工程，位于珠海市高栏港区，施工范围为一期工程堆场四周全部防风网、基础土建工程、防雷接地以及配套设施的辅助配合工作，其中防风网建设长度3500米，高度20～24米，基础为PHC B 600 130x型混凝土预应力管桩91286.4m。
本工程基础设计采用PHC管桩基础， 锤击沉桩，但管桩设计为直桩和11.31°的斜桩，其中斜桩桩体锤击角度较难控制，增加了锤击难度。因此在管桩锤击沉桩时，既要有效控制桩体斜率，又要保证沉桩稳定不偏移，才能保证沉桩质量。由于工期极为紧张，因此，PHC管桩基础施工将是本项目的重点控制工期工程。
2、PHC管桩施工流程及方法
2.1施工工艺流程
2.2管桩测量
（1）施工前，测量部门对斜桩桩位进行放点，平整桩位周边，对桩位原地面标高H1进行测量。由于斜桩有一定的倾角，且设计桩顶标高与自然地面标高有一定的差值，使得设计桩顶位置与打入时的位置上下不在一条铅垂线上，沿着斜桩的倾斜方向移动一定的距离，根据自然地面的标高与设计桩顶的高差以及桩的倾斜角计算出斜桩施打位置的偏移量。
H1为原地面标高，H2为设计桩顶标高，L为施打位置的偏移量
α为桩的倾斜角度 L=Htgα=（H 1-H2） tgα
设计图纸坐标（x0，y0）实际施打坐标（x，y）
斜桩方位角α 向前移动（向斜桩坐标方位角方向移动）
X=x0+Lcosα Y=y0+Lsinα
向后移动（向斜桩坐标方位角反向移动）
X=x0-Lcosα
Y=y0-Lsinα
对斜桩的桩位控制之外，还要控制好倾斜方向。根据施工图纸确定倾斜方向，倾斜方向反向设置一点，距施打桩位向后1.5m，将两点用白灰洒线，保证灰线在桩机的正中。
（2）直桩施工前，测量部门对直桩桩位进行放点，将桩位周边进行平整，对桩位原地面标高进行测量。由于是直桩，所以利用全站仪可以直接测出桩位。
2.3管桩吊运
管桩混凝土达到设计强度的70%方可起吊，达到100%方可运输。管桩运至施工现场后要进行堆放，现场堆放场地要坚实平整，垫木支撑点应在同一水平面上，垫木间距依吊点位置确定，堆放层数不得超过四层。管桩堆放位置应考虑到现场施工方便，并且离打桩位置不宜超过50m，打桩机能尽快地进行下一桩位施工管桩起吊。运输中要防止振动、冲撞，卸桩时吊桩采用两支点法或两头勾吊法，两支点位置与堆放支点位置相同，可先将桩身吊起0.2-0.3m，检查机身稳定性、制动器的可靠性和吊具的牢固性，确认一切状况良好后，再缓慢起吊、转向，下降时必须低速轻放，避免桩身受损。吊运管桩时，要做好作业人员的安全工作。
2.4插桩
管桩采用桩机自带的卷扬机进行场内吊运，桩打入过程中修正桩的角度较困难，因此就位时必须安装正确。第一节管桩提起并轻轻插入地下20cm，保持位置准确，然后调整桩架，在倾斜过程中也要调整桩机的位置，一般向后倾斜移动桩机，达到施工要求的倾斜角度。校核桩的垂直度在桩机的正前方向设置一台经纬仪或长的线锤使管桩在倾斜刨面内保持垂直。通过桩机导架的横向及侧向移动进行调整管桩的倾斜角度及垂直度。开始轻轻打下，认真检查，若有偏差及时纠正，必要时拔出重打。
2.5锤打
因地层较软，初打时可能下沉量较大，采取低提锤，轻打下，随着沉桩加深，沉速减慢，逐渐增大起锤高度。在整个打桩过程中，确保桩锤、桩帽、桩身保持在同一轴线上，必要时将桩锤及桩机导杆方向按桩身方向调整，不使管桩受到偏心锤打。打桩较难下沉时，检查落锤有无倾斜偏心，特别是检查桩垫桩帽是否合适。如果不合适，更换或补充软垫。每根桩连续一次打完，不宜中断，以免难以继续打下。
第一节管桩开始打设时，若发现沉桩较慢，且管桩竖直度出现偏差时，立即停止锤击，把管桩提出，采用挖机下挖打设位置查看是否有石块，若有石块应挖出待回填后再进行管桩打设施工，若无石块应立即回填重新进行打设施工。起始锤击时桩锤油门1-2档，做到重锤轻击，避免溜桩跟打。
2.6接桩
接桩前先将下段桩顶清洗干净，在上节桩头上焊接定位钢筋，然后把上段桩吊放在下段的端板上，依靠定位钢筋将上下桩段端口对齐，焊缝应连续饱满，端板采用Q235钢，焊条采用E43××型焊条，或者为二氧化碳气体保护焊，焊接好后经自然冷却后再捶打沉桩，以免温差过大，将焊缝裂开，降低焊接强度。
2.7停锤
（1）当桩端位于一般土层时，应以控制桩尖设计标高为主，贯入度为辅。
（2）桩端达到粗砾砂持力层中，进入持力层不小于1.5m。应桩顶标高为主，贯入度控制为辅。
（3）贯入度已达到设计要求而桩顶标高未达到时，应继续锤击3阵，并按每阵10击的贯入度不应小于2cm/10击。最后1m沉桩锤击数不超过300，总锤击数不超过2500.
打桩时遇到下列情况，应立即停锤，报甲方、监理，采取相应措施处理后，方可继续打桩：贯入度剧变或最后贯入度相对设计值或试桩资料过大过小；桩身突然发生倾斜、偏移或锺击时有严重回弹；桩顶严重破裂或桩身产生裂缝；桩架剧烈晃动。
⑷打桩过程特殊情况的处理措施
①打桩过程中发现下沉量突然增大，原因是桩尖穿过硬土层进入软弱土层，或桩已经被打断，此时应对照地质资料进行检查。若桩尖在进入软土层，应继续施打；若桩身被打断，应会同有关单位研究补桩方案。 ②若桩达到设计标高后，贯入度过大，则继续沉桩，至贯入度达到设计要求的贯入度，或停止施工，安排复打，根据复打的贯入度与设计、监理、业主方确定处理措施。
③已打好的桩发生较大上浮：粘土地基中由于施工产生的挤土效应，使桩基周围土体产生隆起和位移，已打入桩由于后打入桩的排土挤压作用而上浮和位移。当桩的上浮量超过10CM时原则上应进行复打施工，将桩重新打入到设计标高。但当持力层为粘土层时，随着土体孔隙水压力的消散，土体重新固结下沉，上浮的桩会相应的下沉，故一般不必复打。
3 PHC管桩质量控制
（1）做好预制桩身裂缝及断裂的控制。在打桩前应对已进场的桩进行桩身检查，禁止使用有缺陷的桩，打桩施工中有可能因为打桩应力引起桩身裂缝或断裂，因此施工时应注意：沉桩过程中加强观察，一般在软土中打桩时，桩在入土初始阶段，桩尖阻力很小，所以锤的落距应控制在1.2m以内，当桩正常稳固后，再按要求的落距施打。
（2）斜桩的倾斜角度控制。本工程斜桩倾斜角度为11.31°。在桩机的塔架上系3米的垂线坠，将桩机塔架倾斜，当垂坠偏移距离达到60cm时，垂线长与垂坠偏移距离为5：1时，倾斜角度即为11.31°。
（3）直桩的垂直度控制。桩机的正前方向和一侧设置两个长的线锤使管桩在两个面内保持垂直，在打桩过程中随时观察管桩的垂直度。
（4）配桩和送桩的方法。在施工前，先详细的研究地质资料，根据地质资料的桩长对每个桩进行配桩，同时在每个桩的施工前，对第一条桩适当地配长些，以便掌握该地方的地质情况。
（5）试桩施打完毕后，按设计要求及施工规范进行垂直抗拔实验。
（6）收锤标准：锤重6.2吨，落距2.0m，贯入度2cm。按照设计先试打8根桩，由建设、设计、勘察、监理单位人员参加，按现场地质情况、试桩记录和抗拔试验报告确定施工停锤的控制参数。
（7）桩位偏差：测量放点使用莱卡全站仪，测量误差保证在1cm以内。施工过程中，桩中心位移容许偏差承台内50mm，以为100mm。
4、结语
由于PHC管桩施工技术具有操作简便、工作效率高、无噪声、工期较短以及受气候因素影响小等优势， 在我国许多城市得到越来越广泛应用。随着PHC管桩施工使用范围的扩大，对管桩工程质量也提出了更高的要求。因此，在PHC管桩施工过程中，要严格按照各项技术规范、措施和有关经验，不断改进提高其技术应用水平，以更好地提高PHC管桩的施工质量。
参考文献：
[1]郑云祥.浅述PHC管桩施.2012.12
[2]董志方 .PHC管桩施工过程中的质量控制.2011.07