摘要：随着我国的码头工程向深水化的方向发展，水上工程使用的管桩越来越长，其工程质量和相关施工技术也不断提高。大直径PHC管桩具有结构强度高、刚度大、可贯入性好、耐锤击能力强、抗渗性能好、抗弯能力高、结构承载力大等特点。本文就管桩常出现的工程问题，结合工程实例，提出相关解决措施，对港口工程提供一点技术参考价值。
关键词：PHC桩；施工；技术
PHC桩是通过锤击或静压的方法沉入地下作为建（构）筑物的基础。这是一种新型的基桩，由于它的卓越性能，得到了建筑界人士的青睐，在国外发展迅速，日本、港澳地区及东南亚各国使用都很广泛。国内在八十年代开始研制生产PHC桩，到现在已有生产厂近百家，一年产量超过一千万米，应用在工业与民用建筑、桥梁、港口码头、水利工程等。
一、桩沉桩过程常见问题及解决办法
码头建设中的打桩施工工艺受不同的地质条件和海况影响很大。PHC桩在港口建设中从试桩到初步尝试，再到广泛应用，还有很长一段需要不断完善的路要走。因此，吸收借鉴已有的工程经验，对于后续改进提高很有帮助。PHC桩的沉桩技术开始是在摸索中前进的，最初类比打钢管桩一样打，结果出现断桩，然后研究如何换种打法；再后来断桩情况越来越少，但是偶尔会出现裂痕，于是研究采取怎样的措施可以避免裂痕的出现。从中我们可以看到，实际工程中的PHC桩在港口建设中的施工技术正逐步成熟。
1.1沉桩困难、断桩
港口航运自古就是靠天吃饭的行业，在安排工程进度的时候，要避开强风盛行的季节沉桩，当风浪、水流超出规定时应该停止沉桩作业，否则一味赶进度极易发生断桩事故。在福建石湖油库成品油码头1#、2#泊位的施工中，共计打入265根Φ800CPHC桩，但是最初打的10根桩发生3次断桩，并且全部集中在端头盘焊接处，施工一度暂停。通过分析，这是波浪水流过大造成的，在涌浪的作用下造成“憋桩”，导致断桩。施工方及时与厂方联系，要求在PHC桩出厂前，在接头处加焊一圈钢板、增强焊缝，并在打桩的时打桩船多抛1-2节锚链，使操作平台稳一些。之后，情况大为好转。在天津港的PHC桩试桩工程中，选取19根PHC桩，初打19根，复打6根，其中一根发现严重缺陷（桩身断裂），对此进行了力学性能综合分析，发现采用PHC桩基承载力略大于同直径、同长度钢桩的承载力，端阻力约占承载力的30%，基本与钢桩相似；但施工效率低于钢桩，打桩船的吊重能力需要大于钢桩。在曹妃甸工业区某工程船闸的桩基施工中，PHC桩遇到了沉桩困难，导航段沉桩结束后发现40根桩中15根没有达到设计高程。对此进行了分析，是地质原因导致沉桩受阻，并提出了3种解决方案，即：预松土+沉桩、射水辅助沉桩和振冲后沉桩。考虑当施工现场的操作方便、经济成本还有是否破坏土体，最终选用预松土+沉桩方案并且取得了较好的效果。沉桩后及时进行夹桩，加强基桩之间的连接，以减少桩身位移，改善施工期的受力状态。
1.2锤击裂缝
沉桩过程中，锤击裂缝是时有发生的。施工单位通常会采用改变锤击能量的方式来解决，即：改用低一档油门沉桩，也有换桩锤型号的。通常可以解决，但是降低锤击能量后，打入进度就会减慢，影响施工进度。外加钢抱箍的工程措施可以有效避免纵向裂缝的产生，而且在厂家进行钢抱箍批量的加工制作，安装在桩顶适当位置，可以节省现场操作时间，提高沉桩作业效率。沉桩结束后，钢抱箍可以拆下，循环利用。
1.3接桩
在打完桩以后，发现桩头实际高程与设计高程差异很大时，需要接桩或截桩。接桩时用截断的PHC桩与原PHC桩通过焊接钢端头板的方法，理论上接桩简便。但是在海上作业，对现场施工技术要求较高。焊接方案和标准都需要根据现场实际情况做出应变，切不可盲目服从内定标准，沿管桩外侧焊接了事。当遇到PHC桩截面为斜桩，截断的桩与原桩定位较困难。对此施工单位采取在原PHC桩内侧焊接4根角钢用于定位并且便于焊接。接头处的防腐涂层处理也需要耐心细致。从操作层面讲，接桩没有很大的技术难题，但是需要熟练的技术工人和作业时间。
1.4超长桩的施工技术
PHC超长桩（50m以上）的成熟应用，可以在一些工程中省去接桩的麻烦，提高施工效率，节省施工费用。珠海高栏港的施工尽量选在天气好的时候进行，桩长大于50m适用六点吊并且在沉桩作业时借用水的浮力可以减少单钩起重量来进行沉桩；在桩尖的制作时，一定要封闭庄尖，以免海水进入形成水锤。
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PHC桩于钢管桩的经济成本对比
通常PHC桩的造价成本是钢管桩的一半，如：钢管桩成本约4万元/根，而PHC桩成本约2万元/根。在后期维护方面，钢管桩通常采用牺牲阳极解决腐蚀问题，在设计使用寿命里，至少需安装两次阳极块，而PHC桩投入使用后，无需特殊的防腐措施和日常维护。可见，PHC桩替代钢管桩可以大幅降低企业成本。
二、工程概况
某高桩梁板式码头包括基础桩（管桩）工程、室外（码头）给排水工程；工艺管道、消防、供电照明、监控、通信工程等，而基础桩是整个工程施工中的极关键项目，如何确保基础桩顺利完成，将对整个工程的质量及进度起极大的影响。基础桩长度较大，若不注意，将会造成断桩等不良现象。我们将特别注意如下事项，确保沉桩顺利。
2.1沉桩船必须锚固得力，绝对不可松脱；
2.2认真确保桩身垂直度，确保锤击力集中；
2.3桩尖进入土层时，采取调节桩锤低档位，重锤密打。
三、施工准备
3.1静力压桩机选型
管桩施工分为冲击式和静压式，液压静力压桩是利用高压油泵产生高压油，通过油缸把桩压入地下，这种压桩方法对桩头的施工应力少，压桩施工时完全避免了锤击打桩所产生的振动和噪音污染，对地基及邻近原有建筑物影响很少，因而能大大降低投诉事件的发生，保障社会和谐安定。羚山排涝泵站工程采用YZY400液压静压力桩机进行压桩施工，该桩机最大压桩力400吨，适应能力好，属于抱压式桩机。主要由压桩系统和夹桩机构组成，其结构简单，操作简便，工作重心低，移动平稳，转场方便，施工效率高，比顶压式压桩机有安全性高，压桩力大及压入桩垂直度保障能力高的特点。
3.2 PHC桩的吊运与堆放
1）验桩。PHC桩的质量验收项目主要有外观质量、尺寸偏差、混凝土抗压强度和抗弯性能等四项，验收合格的成品桩才可沉桩。
2）PHC桩吊运过程中应轻吊轻放，避免剧烈碰撞损坏桩体，单节的PHC桩体用专用吊钩钩住两端内壁进行水平起吊。
3）PHC桩堆放场地要平整，叠层堆放时，应垂直于桩体长度方向的地面设两道路垫木，垫木分别距桩端0.2倍桩长处，底层最外缘的PHC桩应在垫木处用木楔塞紧以防滚动。垫木应选用耐压的长木枋或枕木，不能用棱角的金属构件或其它坚硬材质的构件替代，以免损伤桩体。
4）PHC桩按不同规格、长度及施工流水顺序分别堆放，叠层堆放时不能超过4层。
3.3 PHC桩压桩前的准备工作
1）根据设计院提供的施工图纸及桩位编号，由专职测量人员分批测定标出场地的桩位，其偏差不得大于20。
2）认真检查压桩机各部分的性能，以保证其正常工作。
3）严格按照设计要求和技术堆积检查所用PHC桩桩身质量外，还要检查PHC桩的生产日期和蒸养方式，蒸养时间要达到规范要求才能进行压桩施工。
4）检查施工场地是否满足压桩机的承载力要求，场地坡度是否小于1%。
结论：
回顾以往工业技术的革新，经济因素（即如何降低成本）是各企业单位试图推进的最强源动力。PHC桩比起钢管桩，可以为工程大幅节约成本，这促使各港口施工单位积极探索PHC桩施工的新技术，并且取得了很好的成绩。
参考文献：
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[2]胡中雄.土力学与环境土力学[M].上海：同济大学出版杜，2015
[3]夏才初，潘国荣，土木工程监测技术[MI.北京：中国建筑工业出舨社，2011
论文作者:曹海鹏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/26
标签：工程论文; 港口论文; 作业论文; 码头论文; 承载力论文; 钢管论文; 桩机论文; 《基层建设》2019年第5期论文;