PHC管桩的施工及经济效益.pdf

公路 交通技术2 ( x ) 7年 8月 第 4 期t e c h n o l o g y o f h i g h w a y a n d t r a n s p o r t a u g 2 0 0 7 n o 4 p h c管桩的施工及经济效益 樊 明再 ， 田培 霞 ( 江苏省交通工程集团有限公司南京分公司， 南京2 0 1 2 2 1 ) 摘要： 在上海等沿海软土地基处理项 目中， p h c管桩的应用十分广泛， 与钻孔灌注桩相比， 其施工周期短， 经济效 益好。就江苏省交通工程集团有限公司南京分公司施工的上海北环高速公路 a 3 0 1 2标段 p h c管桩的施工及经济 效益作 简要介绍。 关键词 ： p h c管桩 ； 施 工； 经济效益 文章编号： 1 0 0 9 6 4 7 7 ( 2 0 ( ) 0 4 0 0 1 0 0 3 中图分类号： 13 “4 1 2 2 2 2 文献标识码： b p hc pip e pil e co n s t r u c t i o n a n d ec o n o mic be n e f it fa n mi a i t ian pe a p h c管桩是高强混凝土预应力管桩 的简称 ， 采 用先张法预应力工艺， 离心成型并经常压及高压蒸 养的方法制成 的一种 空心圆柱形钢筋混凝 土预制 桩 。p h c管桩具有很 多优点 ： 首先是桩 身混凝土强 度高， 对土的穿透性强 ， 特别适合在持力层上部为粘 性土、 亚粘土及砂土层情况下应用 ； 其次是单桩承载 力高 ， 成桩质量可靠 ， 一般情况下造价相对于其它类 型桩基更经济。近年来我国将其作为一种新型桩基 础加以推广和应用 ， 并逐渐取代许多传统桩 型而成 为主导桩型。在上海北环高速公路 a 3 01 2标段 ， 设计采用了 p h c管桩。 p h c管桩一般强度设计等 级为 c 8 0 ， 其直径 目 前有 3 0 o i n l n 、 4 0 o i n l n 、 5 0 o i n l n 、 5 5 0 n l n l 、 , 6 0 0 n l n l 、 8 0 0 n l n l 、 1 0 0 0 n l n l 、 1 2 0 0 n l n l 等规格 。 1 p h c管桩施工 p h c管桩适用地质层是粘土 、 亚粘土、 砂层等土 层 ， 不适用在岩层及坚硬的地层 中打设 。p h c管桩 可采用静压法施工 ， 也可采用锤击法施工 。根据本 标段的地质情况和施工特点， 采用 以下施工工艺。 1 1 工艺流程 见 图 1 。 1 2 施 工 ( 1 ) 桩位放样 根据控制网点和设计 图纸 的尺寸确定桩位 ， 施 工前 由监理工程师核验 。 ( 2 ) 桩机就位 本工程桩机采用 l o o p一8 0 c履带式打桩机。在 收稿 日期 ： 2 0 0 7 0 1 1 2 踏勘现场l厂 1 建立控制网 j 协理中间验收 l图纸交底卜 一 l 材 料 采 购i 三 焊接材料l l 商品 桩 验 质 保 书 l i验 质 保书 二= =工二 合格 l l外观检 查 合格 测放桩位 二工 桩位验收 工 桩机对位 1一 桩插入 二二= 检查垂直度 二二 加桩打人 检查位移 送桩 1一 测桩顶标高 工 拔送桩器 二二二 完成记录 图 1 p h c管桩施工工艺流程 桩机就位前 ， 首先将桩机导轨调正 、 使之垂直 ， 移动 桩机至桩位 ， 利用 2台经纬仪在互成 9 o o 时对桩进行 调整 ， 误差不大于 1 2 0 0 。 ( 3 )锤击沉桩 桩准确就位后 ， 先空打( 使锤处于不燃烧燃料的 状态) ， 使桩在桩锤 的压力下保持垂直静静压人 ， 待 桩的垂直度得到正确调整 、 稳定后 ， 再用桩锤进行连 续打击。 ( 4 )接桩 当前一 节桩沉桩 后 ， 为 了方便 接桩 焊接操 作 ， 一般在上一节桩离地面还有 5 08 0 c m时开始 焊接 ； 接桩焊接时， 必须将焊接部位清除干净； 桩接 口部位如有碰损变形或经锤击后有局 部变形 、 出现毛刺等， 要进行修正 ， 合格后再焊接 ； 维普资讯 2 0 0 7年第4期 樊明再 ， 田培霞： p h c管桩的施工及经济效益 1 1 现场接桩焊接完成后 ， 应等待约 1 m i n的必 要冷却时间， 再进行打入作业。 ( 5 )打桩停打标准 根据工程地质资料确定的桩端进土层的深 度为第一标准； 当打入困难时， 按最终贯入度 ， 一般考虑为 2 ra m 击左右( 8 0锤) ； 可控制锤 击数 ， 本工程一般不宜超 1 5 0 0 2 0 0 0击 ， 最后 1 m不超 3 0 0击。 以上仅为确定停打标准的原则 ， 具体应根据不 同的打桩设备及不同的地质情况确定。 2 技术保证措施 ( 1 )打桩施工标准严格按照国家和设计 的要求 执行。 ( 2 )严格按照打桩顺序施打 。 ( 3 )打桩前应对全体施工人员进行技术交底 ， 熟悉图纸要求， 特殊工种必须持证上岗。 ( 4 )桩位点核定验收原则按测量两级管理制度 进行 ， 施放桩位点后 ， 交业 主或监理复查签字后方可 转交机组施打。 ( 5 )在 施放定位 桩点上必须 涂上 明显 的标记 ( 如红色 ) ， 以防有误 。 ( 6 )打桩前 机组应 对每节桩进 行外观几 何尺 寸、 挠曲、 裂纹 、 桩尖偏心等方面的检查 ， 并 做好记 录， 不合格的予以退回。 ( 7 ) 桩就位前应首先对桩位进行复查 ， 并成 9 0 。 角钉好 2根控制桩 ； 桩就位后观测位移情况 ， 确认无 误 ， 在允许偏差 内进行施工， 打桩时随时观测位移情 况并作好记录。 ( 8 )桩身垂直度控制 ： 采用 2台经纬仪互成 9 0 。 角进行就位观测 。在施工过程中桩身垂直要控制在 1 2 0 0以内( 第一 节桩 的垂直度要控制在 i 1 0 0 0以 内) ， 桩的接桩焊 口尽可能不要有折点 ， 在施工过程 中要注意跟踪观测。 ( 9 ) 每套桩原则上应 1 次打完， 如遇特殊情况 中途停锤。根据地质资料及试打桩的情况， 本工程 入土 3 0 m以上停锤时间不得超过 4 h ， 打最后一节 桩时不宜停锤 。 ( 1 0 )接桩时要对桩头进行清理 、 除锈 ， 焊接 时 应按标准 ， 保证接头的焊接质量 ， 焊缝连续饱满 ； 现 场做好防风措施 ， 接 口处 的间 隙不得大于 2 z 砌 ， 雨 天焊接要有防雨措施。 ( 1 1 )桩帽、 送 桩器 内的缓冲木垫要平整 ， 否则 易将桩打偏， 为了保证桩头不被损坏， 每根桩加垫 1 个纸垫。 ( 1 2 ) 施工时 ， 在送桩器上 画上最后 1 0 0 m l-n的 入土深度刻划并记录其锤击数来推算最后 1 0击 的 贯入度 。如有特殊情 况贯入度过小 ， 应及 时记 录好 锤跳高度 ， 以确定该桩是否停锤。 ( 1 3 )施工中所有计量器具 、 测量仪器均须计量 部门登记注册 ， 有计量合格证方可使用。 ( 1 4 )在打桩过程 中， 在穿越硬土层时要控制锤 跳高度 ， 本工程控制在 2 6 m以内。 ( 1 5 )在打完最后一节桩后 ， 送桩前要对桩 的平 面位移进行测量 ， 以确定在送桩前桩的平面位移 。 3 施工过程中易出现的问题及处理方法 p h c管桩因其在各地应用时间较短 ， 加上其施 工特点 ， 故在施工 中常存在一些 问题。在锤击沉桩 法施工中， 由于受成桩工艺 、 机械设备 、 地质条件 、 施 工人员素质等因素的影响而容易产生一些质量通病。 在本标段 ， 主要遇到了桩身断裂、 桩身倾斜等问题。 3 1 桩身断裂 3 1 1 桩身断裂原因 造成桩身断裂的原因有多种 ： ( 1 )在预应力管桩的生产过程中质量控制不严 而造成桩身质 量缺陷会造成 桩体强度不均匀， 容易 造成 断桩。 ( 2 )在施工场地 内有地下孤石 、 旧基础等 障碍 物未清除干净时 ， 桩入土后 ， 把桩尖挤向一侧造成弯 桩 、 断桩。如果在施打 中遇到硬夹层或岩层 软硬突 变而无过渡层 、 稳定性不足或岩层界面倾角引起打 滑也会导致弯桩、 断桩。 ( 3 ) 施工中， 如果桩锤选择不合理， 桩锤对桩身 冲击压应力超过桩身混凝 土极限强度也会 导致断 桩、 烂桩。 3 1 2 断桩、 烂桩解决办法 ( 1 )严格控制成桩质量 ， 选择信誉 较好 ， 具备生 产资质， 有较完善质保体系的管桩厂购买管桩。在 管桩进场时， 不仅要检查管桩的合格证、 检验报告等 资料是否齐备 ， 还要进行外观质量检查 和尺寸偏差 检查。若发现桩身开裂超过有关验收规定 ， 或桩身 弯曲超过规定标准时 ， 要坚决退换。在压桩前检查 桩身弯曲情况 ， 对桩身 弯曲矢高大于 1 o 桩长 ， 且大 于 2 0 r l l lt l 的桩或桩尖偏离桩纵轴线的桩不得使用。 维普资讯 1 2 公路交通技术 2 0 0 7年 ( 2 )合理选锤。综合 考虑打桩效率 、 沉桩质量 等因素， 既要保证桩的承载力满足设计要求 ， 又要防 止桩锤对桩身的冲击力过大而损坏桩头 。 ( 3 )开工前要做好管桩基础的岩土勘察 ， 点数 不宜太少 ， 保证真实地反映地质情况 ， 施工前认真清 除地下障碍物， 必要时可对每个桩位用钢钎触探。 ( 4 )桩在初沉时发生倾斜 ， 应及时纠正， 如有可 能 ， 把桩拔出， 清理障碍物或 回填土后重新沉桩。 ( 5 )桩入 土一定深度后发生严重倾斜 时， 不能 采用移动桩架来校正。 ( 6 )桩在堆放起 吊、 运输过程中， 严格按照有关 规定或操作规程执行 ， 若发现桩开裂超过有关验收 规定时， 不得使用 。 ( 7 )桩身在较深处断裂或打入深度较小 时， 该 桩作为废桩 ， 在桩位附近补桩 。 ( 8 )若断裂处在承 台底而以上 ， 首先对剩余的 桩头进行整平 ， 进行大应变试验， 确定其承载力。若 承载力达到设计要求可以当作正常桩使用 ， 若承载 力达不到设计要求则进行补桩 。 3 2 桩身倾斜 3 2 1 桩射倾斜原 因 ( 1 )施工 中如果遇到孤石或遇到硬夹层或岩层 软硬突变而无过渡层 ， 稳定性不足或岩层界面倾角 容易导致桩身倾斜 。 ( 2 )由于管桩抗弯刚度一般不高 ， 经验表明 ， 土 方机械开挖过程中， 仅约 1 2 m的高差就可能导致 桩身偏斜 。 ( 3 )管桩施打时， 技术处理不 当， 如稳桩不垂直 等也会造成桩身偏斜 。 3 2 2 解决 办法 要控制桩身倾斜 ， 需要采取 以下措施 ： ( 1 )施工作业场地要 求平整 ， 对软弱地基进行 掺灰处理后再平整 ， 调整桩机 ， 使桩机底盘保持水 平 ； ( 2 )插桩 时控制垂直度 ， 初沉阶段 对不垂直的 桩及时纠正 ； ( 3 )地下障碍物清理干净 ， 若 障碍物深度较大 ， 可与设计沟通变更桩位 ； ( 4 )预先检查制作 的桩 ， 对桩身弯曲及桩尖 偏 离桩轴线超过规范要求的桩退货不用 ； ( 5 )检查并保持桩顶而与桩帽的接触而平整 ， 使桩处于中心状态而沉入土中； ( 6 )该地 区处在饱和软粘土地 区， 因此 在施 工 密集 的群桩时 ， 控制压桩 速率 以减小地基土壤 中空 隙水压力 的增长速率； ( 7 )在进行基坑土方开挖 时， 分层开挖 ， 避免使 桩身两侧 出现较大的压力差。 4 经济效益比较 p h c管桩施工周期短， 成本低 ， 具有 良好的经济 效益 。以江苏省交通工程集团有限公 司南京分公司 施工 的上海北环 1 2标工 程为例 ， 高架桥共有 8 4个 墩台， 每个墩台以平均 8根桩计 ， 从时间上算 ， 若 采 用钻孔灌注桩 ， 每个墩台的施工周期要 1 2 d ， 而采用 p h c管桩施工只要 1 d ， 这样大大减少 了施工工期 ， 节约人力及机械成本 ， 且 与钻孔灌注桩