PHC 管桩在工程中的应用和常见质量问题及防治措施

2020-11-28朱万钧

建材发展导向 2020年3期

朱万钧

（临汾市建筑勘察设计院，山西临汾 041000）

PHC 管桩以其承载性能好、造价低、污染少，无噪声、无振动以及施工周期短等优点而被广泛的应用于各类建筑的基础工程中。但在施工过程中，影响PHC 管桩施工质量的因素较多，文章对管桩应用时易发生的质量弊病进行分析，并对管桩偏移、桩身断裂等原因进行分析，并提出相应的处理措施。

1 PHC 管桩的应用现状

PHC 管桩是采用先张法预应力和离心成型工艺，经过蒸汽养护制成的一种空心圆筒型等截面混凝土预制构件，其适用条件较广，软土、粘性土、粉土、砂土等地层条件均可以使用。在临汾地区，主要通过静压的方法沉入地下作为建筑物的基础。根据工程经验，在临汾地区，对于27 层左右的高层剪力墙住宅结构，采用PHC 管桩+承台梁+防水板的基础形式，较CFG+筏板的基础形式可以减少基础埋深1m 左右，地基基础造价降低约5%；同时减少基坑开挖、支护、降水费用，有效缩短施工工期。因此近年来，PHC 管桩在建筑工程中，特别是高层建筑中被广泛使用，取得了良好的效果。

2 PHC 管桩常见问题及防治措施

2.1 桩身移位

a.坐标控制点位移导致桩位偏移：1）原因分析坐标控制点位移往往出现在地表土质较差，地下水位较高或杂填土区域。其地基承载力较差，承受不了静压桩机的重量，在桩机行走过程中会引起土壤拱起，导致控制点移动；2）防治措施①在桩机进场前，对该类区域在施工时满铺碎石300-500mm 厚，并对其压实平整。②在完成桩位点放线后，立即将坐标点引出至桩机工作范围以外15m 左右的区域，并注意保护。③在施工过程中，用两台互为正交的经纬仪随时观测，对桩位进行多次复核方可压桩，发现桩位偏移应立刻纠正。

b.挤土效应导致桩顶偏移：1）原因分析在压桩过程中，往往会出现已施工完毕的桩产生横向位移情况，这一般是布桩过密，压桩时土壤产生挤土效应，导致已施工完毕的桩体产生隆起和偏移；2）防治措施①在设计时选取合理的单桩承载力，并以此确定适宜的桩长桩径，避免因单桩承载力选用不妥导致桩间距过近的布桩方式。②因地制宜制定好压桩顺序，采取由中心逐渐向四周对称施工。如场地狭长，宜从中间向两端进行。同一场地桩长差异较大或桩径不同时，宜遵循先长后短、先大直径后小直径的施工顺序。③采用引孔等方式减少桩的排土量,减轻桩机施工对地基土体的挤压影响。④控制好沉桩的速度，不宜过快也不宜过慢，一般可控制在1m/min 左右。

2.2 断桩

a.操作不当造成断桩：1）原因分析在PHC 管桩施工过程中，有时因会因操作不当引起断桩。例如①施工过程中由于斜桩现象导致桩端应力集中，使桩帽滑落或桩头爆裂。②桩机施工过程中擅自移动机架进行校正桩位、桩身垂直度，导致桩身断裂。③施工结束后人工凿桩野蛮施工以及土方开挖时大型机械进场导致桩身被剪坏；2）防治措施①加强施工管理，严格控制桩身垂直度，避免斜桩的发生。②开挖时应制定施工方案，要求桩机施工结束后采取合理工艺进行土方开挖。桩顶以上1m 内的土方应采用人工开挖与小型挖土机械相配合的方法。③截桩必须采用锯桩器，应先将不需要截除的桩身相邻部位用钢抱箍箍紧，然后进行切割，严禁采用大锤横向敲击或强行用桩机行走的方式推桩。

b.接头质量差造成断桩：1）原因分析管桩接头是整桩最薄弱位置，常因接头端板质量不过关或者焊接质量差而发生松脱开裂的现象；2）防治措施①严格控制材料质量，严禁使用不合格的铸造钢作为管桩接头端板。②下节桩的桩头处宜设导向箍或其他导向措施，保持上下节桩段顺直，错位不超过2mm 接桩就位纠偏时。③焊接时上下节桩接头端板坡口应洁净，干燥，内层焊渣必须清理干净后方能施焊外层，焊缝应饱满、连续。焊好后应进行外观检查及自然冷却，严禁浇水冷却或不冷却就开始沉桩。

2.3 施工时遇到特殊情况无法沉桩

1）原因分析由于场地内存在障碍物及局部土层分布深度和性质不同，沉桩时可能遇到一些不定因素导致无法沉桩或无法达到设计桩长，究其原因：①沉桩时遇到局部孤石，或较深部存在密实砂层、硬塑粘土层等，导致管桩无法穿透土层达到设计标高。②勘察单位根据《建筑桩基技术规范》经验参数法所提供的桩端阻、侧阻数据，由于其取值区间较大，而各地区地质情况又不尽相同，所以管桩设计较为依赖设计人员的经验。这就造成有些设计过于保守，设计桩长远超实际需要，既造成资源浪费，也可能导致桩机选型不合理，施工时难以达到设计标高和设计桩长。

2）防治措施①打桩前应对场地地质情况进行详细了解，预估可能遇到的问题，并安排探桩、试桩施工，必要时采取预钻孔等施工工艺。②在方案阶段考虑管桩的可能性，勘察时采用双桥静力触探确定合理的桩端、侧阻力参数，以便设计人员选择合理的桩径、桩长。③桩机选型、配重应与设计要求、桩径、桩长及地质条件匹配。