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摘要：本文重点论述预应力高强混凝土管桩的施工工艺与方法，包括了试桩、设计选型、施工前准备、施工时需注意的问题，分析了从设计选型、机具选择、施工过程各方面对工期的影响和节约措施，并就施工后对预应力管桩的检查验收做了总结。同时本文还分析总结了在预应力管桩施工过程中遇到的若干问题的分析方法和处理方案。
关键词：桩型选择 管桩施工 工期节约 质量管理
越南沿海三期电站工程设计为2x622MW的火力发电机组，项目地处湄公河的下游冲积三角洲平原地区，紧邻大海，便于电厂燃料煤的运输和电厂运行过程的海水冷却；该工程在开工初期综合考虑了各类桩型（预制管桩、灌注桩）的适用情况、工程成本、工期节约、质量保证等各方面的分析和论证，最终决定采用PHC管桩，即预应力高强度混凝土管桩，PHC管桩是采用先张法预应力离心成型工艺，并经过10个大气压(1.0Mpa左右)、180 ℃ 左右的蒸汽养护，制成一种空心圆筒型混凝土预制构件，本工程PHC管桩的桩体混凝土强度C80 ，桩径800mm的壁厚120mm，桩径600mm的壁厚100mm，桩长控制，根据桩基设计图纸、《岩土工程勘察报告》和《试桩报告》暂定为两节标准桩13m～15m，再加一段调整段的形式，桩长不足的采用焊接桩方式，振动锤击打桩的方式进行施工。
1．PHC管桩在桩型选择方面对工期的节约措施
桩型的选择要综合考虑现场的土层地质条件、PHC管桩的生产预制和运输的实际条件、每种桩的施打时的具体进度、每种桩的承载力估值等多方面因素来选择适合本项目的桩型。越南沿海三期电站项目在开工前就综合考虑了这些因素：①地质因素：现场的地层地质条件为湄公河下游的冲击平原，经过地质勘探的初堪和详勘的分析、调查、研究、论证后发现，该地区地层分布均匀，非常适合这种PHC预制管桩的施工；②桩基供应：胡志明市开发区有多家PHC管桩生产厂家。③运输条件：在管桩生产厂家和电厂项目周边均有便捷的河道运输网和成型的码头可供管桩的装卸和运输，给预制管桩提供了便利的运输通道。④施工人员和机具：越南当地打桩机具和人员充足；这些有利的因素为PHC管桩施工提供了充足的保证。⑤设计选型：预应力管桩具有承载力高、施打时间短、节约工期、成桩质量好，等各方面的有利条件，在经过地质勘查和试桩等各阶段的施工图详细设计前的论证之后，最终选择了D800和D600两种管桩。⑥桩基检验：PHC管桩不需要做桩头，桩头处理后可以直接进行试验，而灌注桩的静载试验和PDA试验都需要在桩基试验前做桩头，这样经过桩头处理-接桩头-混凝土养护-桩基试验-截桩到设计标高等工序，每根试验桩需要15～20天时间；经过分析对比，PHC管桩在后续的桩头处理和工程桩检测方面工期比灌注桩也节约了1～2个月时间。 ⑦桩基施打时工期节约：PHC管桩每台打桩机每天工作10小时，可以打桩3～4根左右；而普通的钻孔灌注桩通常2天左右才可以完成1根桩。
2. PHC管桩在图纸设计方面对工期的节约措施
设计方面主要是对于工程桩数量的优化，涉及到试桩的极限承载力和设计承载力比值的确定，比值越大工程桩的数量越多，相应的打桩工期会延长，当然桩基会更加安全。越南沿海三期电站项目在这方面总包商做的比较成功，工程桩数量得到了很大的优化，节约了打桩时间，为后续的基础施工和安装赢得了富裕时间。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆越南沿海三期电站项目现场的试桩情况如下：直径800mm的试桩S1和S2的极限承载力都在10000KN左右，安全系数取值为2，竖向承载力的特征值都在5000KN左右，实际设计建议承载力取值为3600KN，实际安全系数取值为2.8左右；直径600mm的试桩S9和S12极限承载力都在9000KN左右，安全系数取值为2，竖向承载力的特征值都在4500KN左右，实际设计建议承载力取值为2200KN，实际安全系数取值为4；从中可以看出设计的安全系数取值还是比较大的，也就是说桩的数量还有削减的可能性，另一方面考虑直径600mm的管桩的极限承载力与直径800mm的管桩的极限承载力相差不多，实际设计时是否可以考虑多采用直径600mm的桩，根据管桩的施打经验，按照每台打桩机计算每天完成的直径600mm的管桩5～6根，直径800mm的管桩可以完成3～4根，相比较可知，如果能够满足设计承载力的前提下，采用直径600mm的桩更有利，而且生产单一直径的桩型，实际打桩时的配桩要方便容易的多，进而可以节约工期和费用。
3. PHC管桩在施打管理过程中对工期的节约措施
在PHC管桩施打过程中控制工期的主要措施包括桩机的数量以及熟练焊工的人数（影响接口部位施焊时间的长短），因为不可避免要出现桩机维修保养的情况，实际桩机数量应多余理论计算出来的打桩机数量，在施打的过程中要控制打桩的实际作业时间，桩机易损坏件的储备要充足，尽量减少桩机损坏时的维修时间；打桩场地需提前做好平整碾压的准备工作，桩机自重较大，场地不平整容易造成桩机的损坏进而影响工期，依据现场的实际情况，合理安排供桩计划，保证桩机连续作业，尽量少出现桩机等桩的情况出现，桩在现场的摆放位置合理以及吊机的配合都是有利于加快打桩进度的。
4、打桩阶段技术措施
4.1 插桩
桩打入过程中修正桩的角度较困难，因此就位时应正确安放。第一节管桩插入地下时，要尽量保持位置方向正确。开始要轻轻打下，认真检查，若有偏差应及时纠正，必要时要拔出重打。校核桩的垂直度可采用垂直角，即用两个方向(互成90°)的经纬仪使导架保持垂直。通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整。经纬仪应设置在不受打桩影响处，并经常加以调平，使之保持垂直。
4.2锤打
因地层较软，初打时可能下沉量较大，宜采取低提锤，轻打下，随着沉桩加深，沉速减慢，起锤高度可渐增。在整个打桩过程中，要使桩锤、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。必要时应将桩锤及桩架导杆方向按桩身方向调整。要注意尽量不使管桩受到偏心锤打，以免管桩受弯而开裂。打桩较难下沉时，要检查落锤有无倾斜偏心，特别是要检查桩垫桩帽是否合适。如果不合适，需更换或补充软垫。每根桩宜连续一次打完，不要中断，以免难以继续打下。
4.3接桩
焊接接头方式，采用CO2气体保护焊，焊丝采用ER50-6焊丝或手工电弧焊。接桩时要注意新接桩节与原桩节的轴线一致，两施焊面上的泥土、油污、铁锈等要预先清刷干净。当下节桩的桩头距地面1—1．2m时，即可进行焊接接桩。上节桩找正方向后，对称点焊4—6点加以固定。管桩焊接施工应由有经验的焊工按照技术规程的要求认真进行。焊接采取防风措施，避免焊缝氮化，焊缝要保持平整、均匀以及饱满，保证焊缝强度，确保焊接质量。
4.4防腐处理
焊接前将焊渣、毛刺、铁锈、油污等清除干净。对焊渣、毛刺、铁锈、油污的清理应不破坏基层平整度；严格保护已经处理的结构表面，钢板表面采用防腐油料处理，待焊缝处油漆晾干后（大约5-10分钟），可以继续锤击打桩。
5.小结
总之，高强度预应力混凝土管桩质量可靠，单桩竖向承载力高，施工工艺成熟，施工方便快速，便于安全文明施工管理控制，值得大力推广和应用。只要地质条件、运输条件、周边环境、设计选型能够满足合同和设计的要求，再加以严密的施工组织和严格的施工管控，选择高强度预应力管桩对EPC工程工期节约和质量保证方面是很有利的。
参考文献：
［1］沿海三期电站工程地勘资料
［2］沿海三期电站工程试桩报告
［3］建筑桩基技术规范，JGJ94-94
［4］建筑地基基础设计规范GB5007-2002
［5］建筑桩基检测技术规范JGJ106-2003
［6］先张法预应力高强度混凝土管桩DBJT13-57
论文作者:俞庆
论文发表刊物:《防护工程》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/29
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