预应力高强砼PHC管桩应用

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摘要：在预制加工厂把预应力砼PHC管桩加工成成品，等强度达到百分百后，运到施工现场，再用专业筒式柴油锤打入地下，根据所需贯入地下的深度，可在贯入地下一定深度后，随时接桩。预应力高强砼phc管桩适于：素填土、粉砂淤泥质粉质粘土等不同土质。施工占地少，施工速度快非常适于沿海地带建筑、构筑物地基施工。

关键词：保证质量，施工速度快，安全可靠

中图分类号：F253.3 文献标识码：A 文章编号：

一、工程概况：

京唐港王滩电厂1#，2#，3#，4#公寓楼为河北省第二建筑工程公司北京公司承建，此项目位于河北省唐山海港开发区西南部。京唐港规划的三号港池西偏南方向，湖林新河西岸10米，南距渤海200米，西为京唐港王滩电厂，总建筑面积5880.81平方米，其中1#楼五层建筑面积共924.6平方米，2#楼五层建筑面积共924.6平方米，3#楼六层建筑面积共2199.06平方米，4#楼五层建筑面积共1832.55平方米，共计六个单元（如图1），为短肢剪力墙结构。公寓楼相邻渤海，地下水位高，据钻孔勘探，地表下20米深度内均为第四系滨海相海陆交瓦沉积地层。经大唐工程设计有限公司设计，地基采用预应力高强砼PHC管桩施工。

根据设计图预应力高强砼PHC管桩，根桩径500mm、壁泵100mm，并且应保证桩底在第四层砂土表面1000mm以下。第四层砂土上面标高-14.46m～-15.92m，单桩承载力特征值为1000KN。下面介绍预应力高强砼PHC管桩施工。

二、作业条件

1、根据地质勘察情况：公寓楼地基设计为预应力高强砼PHC管桩。

2、施工区做好三通一平，规划好施工区平面图，对施工区范围内地下管线、管道等进行了解检查，并画出实际图纸以方便施工。施工区四周布置好安全环保设施及排水沟，沉桩厂地要平正夯实。

3、施工前根据测绘院给出的红线位置、建筑坐标、绝对标高、水准点做好沉桩轴线位置和水准点定位工作，轴线和水准点要明显、牢固并妥善保护。

4、夜间施工必须有足够的照明设施，临时电缆必须架设2米高以上，雷雨天、大风、大雾天应停止打桩作业。

5、打桩前全面检查机械设备、各个部件及情况，钢丝绳是否完好，发现问题及时解决，严禁带病作业。检查后要进行试运转，打桩机械设备应由专人操作，并经常检查机架部分有无脱焊和螺栓松动现象，注意机械的运转情况，加强机械的保养工作，以保证机械的正常运转。

三、安全保证措施

1、打桩前对邻近原有建筑物，有影响工程施工的工程采取有效加固防护措施。

2、打桩机行走道路，必须平正坚实，保证移动桩机时的安全，打桩机架安设应铺垫平稳、牢固，吊桩就位时起吊要慢，防止桩头冲击桩架碰坏桩身，遇有地面高低不平时应随时对机架及路轨调平或垫平。

3、机械司机在打桩操作时要精力集中服从指挥信号，发现问题及时检查，以保证人身安全。

四、机械性能

60型筒式柴油锤两台（利用燃油爆炸推动活塞引起锤头跳动夯击桩顶），600型电焊机4台，钢尺两把。

五、施工工艺技术路线和工艺流程图

六、施工工艺

1、定位试桩：按单元桩基平面布置图（图3），在四角或中间实际试测5根桩打到持力层以下1米处深度是多少，再选管桩长度合适的沉桩，做到节约用桩。管桩贯入持力层以下长处目测：30锤管桩下沉不大于300mm。以实际沉桩测试选用7m、8m、9m管桩施工。施工场地较开阔，故从1轴和5轴开始施工。

2、桩机就位：打桩前按单元沉桩图（图2）通过轴线控制点，逐个定击桩位，打设钢筋标桩，并用白灰在标桩附近地面上画上个圆心与标桩重合，直径与管桩相等的圆圈。以方便插桩对中，保持桩位正确。

3、底桩就位：底桩就位前，在桩身上划出单位长度标志，以便观察桩的入土深度和每米沉桩基数，吊桩就位用单点吊将管桩吊直，使桩点插在白灰圈内，桩头部插入锤下面的桩帽内就位，并对中和调直，使桩身、桩帽和桩锤三者的中心线重合，保持桩身垂直，其垂直度偏差不大于5%，在正交方向上设置两根吊砣垂直线进行观测校正。

4、锤击沉桩：锤击沉桩开始先采取轻锤慢击，同时特别注意保持桩身垂直和桩机平稳，在管桩贯入地下1米后，检查桩锤、桩帽和桩身的中心线是否重合，确认重合时，再重锤低打，要做好每根沉桩的序号、日期、桩号、桩节、桩入土每米锤击数、最后贯入度（mm/10击）、桩顶高出或低于标高的记录，随时检查管桩垂直度，防止桩受到偏心捶打，以免管受弯受扭。如果桩头被打碎，桩身被打断应停止施打，处理后再打，打桩应连续进行，必须间歇时，间歇时间不宜超过24小时。

5、接桩：当底桩桩顶露出地面0.5～1米时，就要暂停锤击，进行管桩接长，先将接头的泥土、铁锈用钢丝刷刷干净，再在底桩桩头上扣上一个接头夹具，将待接的上节管桩吊入夹具内就位，上下管桩调直后先用电焊在接桩夹具部位处往里对准上下管桩接头均匀对称点焊4～6点，待上下管桩固定后，卸去夹具，再由焊工对称，分层连续的施焊，不少于两遍，焊缝饱满连续，接头焊完后，待焊缝自然冷却8～10分钟，才可继续锤击沉桩。

6、管桩桩尖被打入第四土质层以下1米时即可收锤停打，移动打桩设备进行下道沉桩施工。

七、质量控制：

1、对进入现场成品管桩及接桩电焊条要严格检查产品质量。

2、加强管桩制作质量控制，保证桩头混凝土密实性和强度达到设计要求，防止桩顶打碎、桩身打断。在运输、堆放、吊装中防止碰撞损坏桩头，管桩堆放不超过4层，每层中间垫木头。

3、测量放线，复测无误后，插桩头对直对中，接桩时吊线找直，垂直偏差控制在5%以内，偏位过大，应拔出移位再打，偏位不大可用木架顶正，再慢锤打入，严禁在打桩期间同时开挖基坑。

4、打桩场地平整、夯实，桩机导向杆弯曲应纠正，防止桩身倾斜，桩身弯曲度不大于1%，桩垫、锤垫找平，桩帽与桩周围的间隙应为2～3mm。

八、预应力高强砼PHC管沉桩检测（如图4）

有基点处，监理按规范每单元选3根沉桩做静荷载测试，每单元选30根沉桩做低应变测试，依照《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003J256-2003）中有关规定执行。

1、静荷载试验：

试验采用堆载法，最大加载至2000KN，压重平台总重量约2500KN,采用慢速维持荷载法。

①加荷分级：第一级加载值为分级荷载的2倍。

②沉降观测：每级加载后按第5、15、30、45、60min测读桩顶沉降量，当沉降达到相对稳定标准后即可施加下一级荷载。

③相对稳定标准：每一小时内的桩顶沉降量不超过0.1mm，并连续出现两次。

④终止加荷条件：本次试验最大加载至2400KN即终止加荷。

⑤卸载与卸载沉降观测：每级卸载值为每级加载值的2倍，每级卸载后间隔15分测读一次残余沉降，读两次后，隔30分再读一次，即可卸下一级荷载，全部卸载后，隔3～4小时再读一次，加卸载应使荷载传递均匀，连续，无冲击，每级荷载在维持过程中的变化幅度不得超过分级荷载的±10%。

2、低应变反射波法：

在现场检测中将加速度传感器牢固地安装在桩顶表面，用手锤敲击桩顶，瞬时冲击产生的压缩波通过桩身传播，反射到桩顶，由加速度计接收，并经桩基动测仪全套信息分析处理系统的处理，将接收到的信号显示在液晶屏上，随后即可进行存贮或分析。

应力波在桩身传播过程中，遇到波阻抗差异界面（桩底或缺陷部位）将发生反射，不同的缺陷性质产生不同的信号特征，通过对桩顶振动时域曲线变化的异常情况，相位特征及相应频域曲线特征等方面综合分析，最终确定缺陷性质、部位及其它指标。

九、结论：

①静载试验结果表明：每单元测试的3根工程桩的单桩竖向承载力特征值不小于1000KN，满足设计要求。

②低应变测试结果表明：所测每单元30根桩，桩身完整性方面全部符合设计及规范要求。