PHC管桩施工中穿越密实粉砂层的措施

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摘要: 本文结合phc管桩施工中遇到的问题，主要是在穿越密实砂层时遇到的贯入度较小，不能很好地达到设计桩长的情况，在研究既有资料的基础上，从设备性能入手，通过调整燃油控制垫片，减小锤击能，从而有效地解决了由于应力过大造成桩头破坏的情况，进而达到顺利穿越密实砂层的目的。

Abstract: Combining with the problems in the construction of PHC pile, under the condition that penetration degrees is small, and it can not meet the design pile length, based on existing data, this paper starts from the device performance, reduces the hammering energy by adjusting the fuel control pads, so as to effectively solve the problem of pile head destruction caused by excessive stress, thus to achieve the purpose of smoothly through the dense silt layer.

关键词: PHC管桩；密实粉砂层；锤击应力；锤击能

Key words: PHC pile；dense silt layer；hammer stress；hammering energy

中图分类号：TU4文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）05-0068-01

0引言

预应力混凝土管桩简称PHC管桩，近几年PHC管桩在工业与民用建筑中逐步得到了应用和推广，特别是在沿海、河流及淤泥软土地区得到了广泛应用，在这些地区相比其他类型的桩基础有着很多优点：首先，管桩基础可以得到较好的经济效益并能保证工程质量，特别是在淤泥软土地区，采用混凝土灌注桩很难保证工程质量，而采用管桩基础可避免这一问题；其次，管桩施工工期短、造价低，工期短表现在施工前期准备时间短、施工速度快、检测简单快捷；造价低表现在单位承载力造价低。工期短可以节省施工费用，缩短投资者的投资回收时间。因此管桩基础已成为设计人员选用的常用基础形式。但是管桩施工中地层条件对于施工质量的影响也是不容忽视的，特别是一些特殊地层能够造成桩身损坏从而给工程带来不利影响。本文结合工程实例，总结在穿越密实粉砂层时所发生的问题，提出了解决的办法并初步验证了解决的效果。

1工程实例

1.1 地层条件某电厂厂址位于沿海地区，厂区地质条件基本上可以划分为9个主要地层，各土层性质及参数见下表。

1.2 工程情况工程桩设计为PHC预应力管桩，桩径600mm，壁厚110mm，型号为AB型[1]，设计桩长为46～48米，4节配桩，桩尖持力层为⑥层粉砂层，桩端全断面进入⑥号土2m，打桩以标高控制为主,贯入度控制为辅的原则。送桩深度为1~4m。

1.3 施工中发现的问题由地层情况可以看出，在桩尖进入⑥层粉砂层之前，需要穿越比较密实的④层粉砂层，其他地层标贯击数较低，相对来说较软些。因此在施工过程中，当桩尖入土31m左右穿越④粉砂层时，贯入度较小（10击2～4cm）。当采用一档施打时，锤跳高度在3m左右，从跟桩检测的情况看，锤击力在5000kN～6300kN之间，锤击能量在75kJ～125kJ之间，锤击力及锤击能量基本正常。但是穿越④粉砂层时锤击数在360～800击之间，桩头被打坏频率较高，最大时达到施工数量的39%，给工程质量带来很大的隐患。如何解决穿越④粉砂层时保证桩头的完整是迫切需要解决的问题。

1.4 分析桩头被打坏的原因及解决方法

1.4.1 施工中是否严格控制打桩工序质量？首先从管桩质量、垂直度、顺直度、桩帽内的减震钢丝绳、纸垫进行了严格控制，起到一定效果，但没有从根本上解决问题，还是有桩头破坏的情况。

1.4.2 根据地层情况分析桩身在穿越④粉砂层时的受力情况

桩在锤击过程中，若大部分锤击能量是用来克服桩周摩擦阻力和压缩桩底土层，只有一小部分锤击能量使桩身产生弹塑性压缩时，桩身完整而不会破坏。若上层土摩阻力很小，桩底又在较硬的土层时，贯入度较小，这时锤击的大部分能量就作用在桩身上，桩头部分受到的应力最大，桩头处就很容易发生破坏。试验资料表明，对于PC桩，当锤击应力为混凝土强度的75%时，锤击819次产生疲劳破坏；当锤击应力为混凝土强度的45%～57%时，锤击2400次产生疲劳破坏。现在尚没有针对PHC桩的数据情况，因此，参考PC桩，PHC桩要求锤击应力控制在混凝土强度的50%以内应该是能够满足要求的。那么，怎么样使锤击应力满足打桩要求，又能避免桩头应力的集中呢？根据现场情况，在保证桩帽减震效果的前提下降低锤的起跳高度，使锤的起跳高度能人为控制满足要求。通过查阅有关资料和文献[2]，调节燃油泵排量修整，调节排油量，从而达到减少锤击能的目的。具体措施是在顶杆与顶销之间有四种规格的调整垫片，用于调整压油杠杆到泵体安装平面之间的距离，其尺寸分别为0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm，垫片越厚，相同挡位上的供油量越少，本工程根据现场试验的情况，调整垫片的厚度采用0.4mm。

1.5 解决效果通过调节油泵后在施打过程中穿越④层粉砂层时采用一档锤跳高度可控制在2m左右，锤击力明显降低，根据PDA检测其能量在70~80KJ，锤击力在4000~4500KN，锤击应力为设计强度的30%左右，这样下来800击左右即穿过④层粉砂层。根据后来打桩情况看，此项措施很好地解决了穿过④层粉砂层时桩头破碎的问题。在穿过④层粉砂层后，进入持力层时，再采用二~三挡送桩，能量提高到设计要求，满足了地基承载力的要求。

2结论

PHC管桩施工时，桩头常常因为击打方式不正确导致破坏，严重影响了工程质量。本工程结合现场地层情况，认真研究了设备设备使用操作方法，仅仅调整了顶杆与顶销之间的垫片，即使问题迎刃而解。笔者感到，现场技术工作不仅要熟知地层情况，而且要了解设备结构、正确的操作及使用方法，遇到问题时，结合实际，从技术、设备多方面寻找摸索解决问题的办法，往往一些小的技术发现和改革，即能达到意想不到的效果。

参考文献：

[1]《预应力混凝土管桩基础技术规程（DJB/T15-22-98）》广东省标准，中国建筑工业出版社.

[2]张瑞锦，张志涛.预应力管桩施工中桩身破损原因与处理方法.施工技术.2005.9.