李立波

摘 要：PHC桩为高强度预应力混凝土管桩，具有单桩承载力高、质量可靠、适用范围广、造价便宜等优点，在公路、水运、房建等建设领域的应用比例越来越高。文章以正运行的尖山码头工程为例，对PHC灌注锤击沉桩工艺及质量控制措施进行分析。

关键词：PHC樁 沉桩工艺 质量控制

1.工程概况

嘉兴内河港海宁港区尖山码头工程位于尖山新区钱江村，利用原河道在两侧布置15个300t级泊位，码头结构为衡重式，采用长17～35m不等的Φ600PHC桩，砼强度C80，间隔3m布置。在勘察深度（44.0m）范围内，场地土层自上至下依次为为素填土、粘质粉土、砂质粉土、淤泥质粉质粘土、粘质粉土、粉质粘土、粘质粉土、粉质粘土、强风化凝灰岩。现场原地面标高为4.20m左右，桩端土层为淤泥质粉质粘土。由于施工现场远离市区，对施工噪音要求不严，在考虑了桩径、桩长、入土深度、承载力以及地质条件后，选用了DD63型导杆式柴油打桩锤。锤重6.3t，落距3m。经过现场试桩，所选桩锤的夯击动能能克服桩的贯入阻力并有富余量，达到设计标高时亦可以顺利收锤。设计单位明确PHC管桩的控制标准为：以桩端高程控制为主，贯入度作为校核，贯入度校核指标为80cm/10锤。

2.施工前准备工作

2.1技术交底工作

管桩沉桩前技术负责人向施工班组全体人员进行技术交底。

2.2场地平整

填平场地中的坑洼处，平整度需满足施工要求。

2.3测量工作

严格依照核准的测量控制网来施放轴线和桩位，要在每个桩点插短钢筋，注意牢固性，并用白灰沿管桩等径模具均匀撒放。桩机就位后必须对桩尖进行复测。由专人负责测量工作并做好记录，要定期检查测量仪器，保存好测量定位放线的原始资料。用书面形式将测量成果资料报监理复核，监理复查轴线及桩位偏差，确认合格后开始施工。

2.4成品检查

检查PHC桩出厂合格证，再进行外观、直径、壁厚、桩顶平整度等质量检查，施焊面上有油漆杂物污染时，应清刷干净。对PHC桩强度有异议时，要采取钻芯等方法对桩身强度进行复核。

2.5管桩装卸和堆放

桩采用汽车运输并进行固定，防止运输过程中发生碰撞。运至现场后采用汽车吊，勾吊管桩两端进行装卸，装卸时应轻起轻放，保持平稳，严禁抛掷，碰撞等。管桩堆放场地预先进行整平、压实，桩按不同长度分别堆放，堆放层数为二层，桩下方及层间用方木进行支垫，方木支垫位置，运输时固定位置以及吊桩位置均应符合相关规范要求，一般为0.21倍桩长处。

2.6桩身标记

沉桩前在桩身上标出长度标尺，以10cm为单位，并自下而上标明桩长，方便施工员对打桩参数进行记录。

3.PHC桩沉桩施工

3.1沉桩要求

由于本工程地质较软，宜低锤轻击，起锤高度可随着深度加深逐渐加大，不宜在桩端接近设计深度时进行接桩，在整个沉桩过程中，要使桩锤、替打和桩身在同一轴线上。打桩时严格按有关标准做好桩身读尺、每阵锤击数、每阵下沉量、每击平均贯入度、入土深度（桩尖标高）、最终贯入度等原始记录。桩帽为筒型，套桩头用的筒体内径620mm，深度400mm，在桩帽与桩锤之间、桩帽与桩头之间、送桩器与桩头之间采用150mm厚的瓦楞纸板作为桩垫。打桩期间经常检查，及时更换或补充。

插桩时应确保桩头对准地面桩位中心点钢筋，调整桩机导杆、桩身垂直度在1%以内，桩入土3m后严禁用桩机强行调整。打桩时桩帽与桩周围的间隙严格控制在5～10mm之间，一定要使桩锤与桩帽、瓦楞纸板及桩身保持在同一中心线上。

3.2喂桩

用吊车将桩送至合适的位置，要考虑其距桩机的距离，然后摆放平顺，便于桩机起吊。喂桩过程要确保安全、平稳，防止桩体摇摆磕碰，造成对桩体、施工人员及机械的损伤。

3.3桩对位、调直

（1）桩头送入桩帽内后，要把桩体连同桩帽一起吊起。待桩机就位后，将桩尖对准桩位插入，第一节桩起吊就位插入地面时的垂直度偏差不得﹥0.25%，且最大值不得﹥50mm，必要时拔出重打；

（2）采用J-2型经纬仪观测桩体的垂直度并做好记录。当桩深倾斜率﹥1.0%时，应分析原因并及时纠正；当桩尖进入粘土及强风化凝灰岩后，严禁用移动桩架的方式方法纠偏。

3.4接桩

在桩端距地面1m左右时进行焊接接桩，施焊前将桩套箍端板坡口处表面的杂物、锈蚀清除干净，要在表面呈金属光泽后才能进行焊接。注意上、下两块端板轴向错位量应﹤1mm，坡口根部间隙应﹤4mm，采用E4303型焊条，焊接道数不﹤3道。焊缝应满焊并且确保焊缝高度，也必须作好焊接隐蔽记录，上、下节桩如有间隙则应用锲型铁片全部垫实焊牢。焊缝也应满足设计及规范要求，接桩处焊缝要在自然冷却10min后才能沉桩。

4.质量要求和检验

4.1主要检验项目

（1）桩的规格、预制质量应满足设计及规范要求，防止混凝土桩表面产生裂缝。

（2）桩尖标高或沉桩贯入度应满足设计要求，尤其要注意与JTS 167-4-2012《港口工程桩基规范》核对。

（3）桩身完整性检测的数量和结果应满足设计要求，并符合现行有关标准的规定。本工程采用低应变反射波法和高应变（实测曲线拟合）法对桩身完整性、单桩承载力等项进行检测。

4.2PHC桩施工允许偏差

设计标高处桩顶平面位置（mm）允许偏差为100mm，用经纬仪逐件进行检查，取两方向测量值的大值；桩身垂直度每米允许偏差为10mm，用测斜仪进行测量，抽查比例为10%。

5.质量保证措施

（1）PHC管桩验收：详见2.4。

（2）桩身垂直度：①在不影响沉桩位置的垂直方向放置两台经纬仪以控制垂直度；②沉桩时主机手和地面操作人员要注意观察桩身的垂直度，一旦发现倾斜必须及时调整；③当最下节管桩入土约60cm时，立刻停止打桩，调整好垂直度后方可继续，不允许一次送到位。

（3）桩位偏移：①本工程为双排桩，在一个墙身15m长度内采取错桩跳打的方式进行沉桩，以减少挤土效应；②沉桩完毕后，测量人员对桩位进行复核，观察是否偏移，发现偏移后则应立即找出原因并采取相应措施解决。

（4）接桩焊接：①焊工持证上岗并针对工程情况进行技术及安全交底；②采用合格焊条，做好进场验收及存放；③焊接方法采用电弧焊，桩套箍端板应保持清洁，露出金属光泽，焊缝应连续饱满；④焊接时由两个焊工对称施焊，先焊接焊点用以定位，然后对称分层焊接，层数不少于两层；⑤焊接完毕后，等待焊口自然冷却然后才可以继续沉桩，以免焊口遇水开裂；⑥焊接过程必须连续，以免桩周土体回弹，导致沉桩受阻。

（5）桩顶标高：按照试桩时确定的施工路线进行沉桩，依照现场实际情况随时调整打桩速率；停桩时要考虑桩身的回弹量，安全起見，要在原设计桩顶标高基础上提升2～3cm。

（6）本工程其他质量控制措施：①进场前对设备进行检修保养，对测量仪器进行检定，确保施工过程中设备运行正常、可靠；②每层焊缝的接头应错开、雨天停止焊接；③沉桩时，桩身发生倾斜应停止锤击，防止桩身断裂，查明原因采取措施后方可继续锤击；④锤击过程中出现贯入度小于设计规定的贯入度且桩尖标高相差较大时，应查明原因、切忌强行锤击。

（7）在沉桩过程中如遇下列情况应暂停送桩：贯入度剧变；桩身、桩顶出现严重裂缝、破碎；桩身突然发生倾斜、位移或有严重回弹；如遇大风、大雨、大雷，暂停作业。

6.结论

影响PHC桩沉桩质量的因素有桩锤选型，桩身焊接等，在PHC桩施工过程中，应首先通过试桩对现场地质情况进行核实、对设备性能、各项施工工艺和参数、停锤的控制标准进行明确，这样在正式施打时才能做到所选工艺合理、质保措施到位。本码头施工过程中没有出现桩身倾斜、裂缝等情况，桩基完成后，按比例对其中70根桩采用低应变检测，桩身完整，均为I类桩，37根桩采用高应变检测，桩身完整，极限承载力符合设计及规范要求，均为I类桩。

参考文献：

[1]JTS167-4-2012，港口工程桩基规范[S].北京：人民交通出版社.2012：13.

[2]JTS167-8-2013，水运工程先张法预应力高强混凝土管桩设计与施工规程[S].北京：人民交通出版社（水运部），2013：23.

[3]周福田.水运工程施工[M].北京：人民交通出版社，2004.