中铁隧道集团第五建筑有限公司 天津 300308
摘要：介绍预应力管桩的沉桩技术，以及沉桩过程中的注意事项和问题处理
关键词：路基；地基处理；管桩沉桩；施工
一、工程概况
预应力高强度管桩（简称PHC管桩）因其能按国家标准大批量工厂制作，桩身强度、质量都能得到保证，具有结构合理、承载里较高，易施工等优点，近年来在各种重大基础加固工程中得到应用。
商合杭铁路太和东站路基全场2196.58m，地基全部采用管桩型号为PHC-AB-400（95）预应力管桩加固处理，按正方行布置，桩间距2.0m，2.2m，桩长度为20m、25m、27m、30m，线路以填方形式通过淮河冲击平原，地势平坦，略有起伏。地质情况如下：
黏土（Q4a1）：黄褐色、灰褐色，б0=140kPa，层厚0～4.1m；粉土（Q3a1）：黄褐色、褐黄色、灰褐色，б0=180kPa，层厚1.8～2.8m；粉质黏土（Q3a1）：褐黄色、灰褐色、灰绿色，б0=180kPa，层厚1.8～6.4m；粉质黏土（Q3a1）：褐黄色、灰褐色、灰绿色，б0=200kPa，层厚2.5～4.4m；
二、PHC管桩沉桩施工
1、施工工艺
施工准备（管桩堆放与检测）→桩位放样及控制→桩基就位→吊桩→校直→锤击沉桩→接桩→再锤击→接桩→再锤击→送桩→打至设计深度→收锤
2.施工过程
（1）管桩堆放：管桩长度为7～12m，采用两支点的方法存放在垫木上，垫木均匀放置在同一水平面上，锤击施工采用单点吊桩，堆放不宜超过3层。
（2）管桩检验：预应力管桩进场后，应按照《先张法预应力砼管桩》（GB13476-2009）的国家标准对管桩的外观、桩径、长度、壁厚、桩身弯曲度、桩端头板的平整度、桩身强度以及桩身上的材料标识等按规范进行验收，并审查产品合格证明文件，把好材料进场验收关。根据设计及施工规范要求等级将不符合要求的PHC管桩清退出场。
（3）桩位放样及控制：测量组利用全站仪放出试桩点位及标高，在桩位插竹签、撒白灰进行标记。
（4）桩机就位：根据测量放出的试桩位置，利用桩机上的行走装置，移动行走就位，行走过程中要保持下底盘平稳，桩机就位后关闭行走油门。
（5）起吊预应力管桩：利用桩机自身起重机吊桩，吊桩采用单点起吊，平稳的将桩送到压桩机夹桩器中，同时使桩对准桩位中心，缓缓放至地面。
（6）垂直度控制：利用锤球在锤击前方和左方进行粗调，再利用坡度仪进行检查精调，观测时上端与下端的垂直度偏差小于1%。
（7）锤击沉桩：在施工准备阶段在桩身上标记出整米刻度线，便于记录和观察。开始沉桩时记录员记录压桩的开始及结束时间、每米锤击数等记录。
（8）接桩：每根桩由多节拼接而成，配桩时相邻桩的接头不能处于同以平面，应将接头高程位置错开不小于1m，接桩采用端板焊接法。
焊接前应先确认管节是否合格，端板是否合格，端板坡口上的浮锈及污物应清除干净。若平整度偏差大于 2 mm，应对端面修正处理，上下桩节之间如有间隙应用钢板填实焊牢。就地接桩宜在下节桩顶露出地面以上至少 1 m时进行，并要求两节桩的中轴线重合。对位时先在入土桩的两侧钢箍上焊接 75 号定位角钢，然后将上节桩对准，使上下桩节的纵轴线重合。上下桩节的中心偏差不得大于 2 mm。确认桩端板密贴和桩轴线对准后，才能开始焊接。焊接采用二氧化碳保护焊，施焊时先在坡口圆周上对称点焊4～6点，内层焊渣必须清理干净后方可施焊外一层，焊缝应饱满、连续。焊接接头自然冷却后才可继续沉桩，冷却时间不宜少于8min。
正确掌握焊接电流和施焊速度，每层焊接厚度均匀，每层焊缝应清除焊渣后方能再焊次一层，以防出现夹渣或气孔等缺陷，每层焊完收条部位与上下层的收条部位相互错开，坡口槽必须焊满，电焊厚度宜高出坡口 1 mm。
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（9）接头防腐：待管桩焊接接头自然冷却8min后，在焊接接头处涂刷沥青漆进行防腐。
（10）管桩垂直度及桩顶标高检查及控制措施
①垂直度检查及控制措施
利用锤球在锤击前方和左方（右方）进行粗调，再利用坡度仪进行检查精调，观测时上端与下端的垂直度偏差小于1%。在沉桩过程中如发现垂直度超出1%时，及时通知桩机操作手进行管桩垂直度调整。
②桩顶标高检查及控制措施
在试桩前对线路整体水准标高进行精密测量复核，在试桩区域外布设永久性水准点，在管桩沉桩过程中，采用水准仪对桩顶标高进行测量控制，在压桩接近设计桩顶标高时减小沉桩速度，确保桩顶标高偏差在验收范围内。
（11）管桩检测：试桩施工完成后应对桩身质量检测，根据设计文件要求对不少于2根的试桩进行单桩承载力检测及小应变检测。
三、沉桩中几个问题得处理
（1）桩得入土深度和灌入度都符合设计要求有困难时，沉桩以设计桩尖高程控制为主，当沉桩达到设计高程时最后500mm，平均贯入度要求：桩长<40m，为3~12mm/击，桩长40~50m为3~9mm/击，桩长>50m，为3~6mm/击。
当沉桩未达到设计高程、筏板以上桩身较长或最最后500mm平均贯入度小于2mm/击时，停止沉桩并作以下处理：当筏板底面以上桩长大于40mm时，应将40mm以上桩身用混凝土切割机切除，在桩顶加2层钢筋网片加固，当筏板底面以上桩长小于40mm时，应将桩身保留。
当沉桩达到设计高程而每击贯入度大于30mm时，要增加桩长，以达到最后贯入度为准。
当沉桩达到设计高程时，最后500mm 平均贯入度在15～30 mm/ 击范围内，可根据具体情况处理，如降低贯入度要求。
（2）在黏土中沉桩时会引起土体隆起和侧向位移，对邻近的建筑物有影响，可采取以下措施：
①沿距建筑物4～5m、桩位7～8 m处设一排泄压孔，孔径25～30cm，孔距2m，孔深约为桩入土深度的1/3～1/4。
②打桩方向从西向东，从北向南，即先沉靠近建筑物一侧的桩，再沉离建筑物远的桩。
③沉桩过程中加强监测，沉桩1d不超过6根桩
四、沉桩注意的问题
（1）做好试桩工作，通过试桩确定合理的施工方法和机具设备，确定桩的入土深度，核实最终贯入度是否符合要求，验证锤击动力公式在该工点的准确程度，确定沉桩桩尖型式和正确的接桩方法，确定施工时停止沉桩的控制标准等。
（2）锤击时宜重锤轻击。锤重落距低可以延长撞击接触时间，从而降低锤的冲击力，避免损坏桩头，而且比轻锤高速冲击效率高。
（3）当桩穿过软土层后突然进入硬土层，或穿过硬土层后突然进入软土层，沉桩应力会发生变化，前者会产生大的压应力，后者会产生拉应力，须注意观察，严格操作，防止打坏桩。
（4）锤击时严格控制桩的垂直度，桩身不垂直除了会使桩顶产生集中应力外，桩身还要受到压弯联合作用，应特别注意。
（5）遇下列情况之一应立即暂停打桩，经分析研究并采取措施后，方可继续施工：
①沉入度发生急剧变化或打桩机的振幅异常；
②桩身突然倾斜移位；
③桩头破碎或桩身开裂；
④附近地面有严重隆起现象。
五、质量控制标准
基桩倾斜度误差控制如下：垂直桩倾斜度 ≤1%，且不得同向倾斜。接桩焊接焊缝质量按二级标准进行检验控制，除进行外观检查外，用超声波对 5 %的接缝进行抽检，并根据质量情况调整抽检百分率。桩身质量采用低应变动测检验，主要检测接头质量，检测数量 100 %。
参考文献
[1]预应力混凝土管桩技术标准（JGJ/T406-2017）
[2]预应力混凝土管桩设计施工及应用实例 徐至钧/李智宇/张亦农
论文作者:饶晓强
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/28
标签：管桩论文; 预应力论文; 标高论文; 高程论文; 灰褐色论文; 土层论文; 黏土论文; 《建筑学研究前沿》2017年第35期论文;