前言

 

　　预应力高强混凝土管桩(简称PHC桩)，是在近代高性能混凝土(HPC)和预应力技术的基础上发展起来的混凝土预制构件，它是建设部科技成果重点推广项目。PHC桩是专业工厂里采用先张法预应力和离心成型工艺，经过蒸压养护而制成的一种空心圆筒体的等截面构件，运往施工现场后，通过锤击或静压的方法沉人地下作为建(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。

 

　　一、PHC桩的特点

 

　　1、单桩承载力高，单位承载力价格便宜。桩身混凝土强度等级为C80，具有高强性能，0600的PHC桩的单桩允许承载力达到2500kN一3200kN。可作为高层、超高层建筑的基础。其单位承载力的造价比预制混凝土方桩和钻孔灌注桩低，且仅为钢桩的1／3—2／3，并节省钢材。

 

　　2、抗弯性能好。PHC桩选用高强度、低松动孤阴螺纹钢筋作为预应力主筋，使桩身具有较高的预压应力，其抗弯、抗裂性能良好，PHC桩有卓绝的贯入性能，能穿透密实的砂层，能适应复杂的环境与地理条件。

 

　　3、质量稳定可靠。由于采用工厂预制的生产方式，能利用先进的工艺和设备，质量容易控制，产品质量容易保证，且成桩质量监测方便。

 

　　4、应用范围广。桩身耐防腐性能好，规格长度容易调整，使设计选用范围广，容易布桩，对桩端持力层起伏变化大的地质条件适应性强。‘

 

　　5、施工速度快，工期短。PHC桩在工厂商品化生产，能按施工要求及时供桩，施工前期准备时间短，一般能缩短工期一至二个月。

 

　　二、水利工程中PHC管桩的施工方法

 

　　1、压桩机的选型

 

　　采用静压法施工需要依据工程的地质情况，按照单桩承载力设计规格进行压桩机选型。选型不当会造成一定的施工压力，压桩机吨位过高，在一些砂土地、洼地等地方施工，容易发生陷机和桩位偏移。根据技术规范，压桩机的吨位值取PHC管桩的1.2~1.5倍极限承载力。

 

　　2、施工过程

 

　　定桩位，调平桩机，用夹持腔起吊管桩，把吊稳的管桩对准桩位与底桩垂直；沉桩，当底桩在地面部分为2.530m时，将上节桩对齐底桩，将底桩压到在地面部分为60~80cm，调好上节桩与底桩，焊接接头；继续沉桩、接驳，直至达到设计要求的终压值，重复下压3次，截去超标的桩头，桩机调平。

 

　　3、确定终压值

 

　　对于终压值一般由设计确定，摩擦桩一般通过桩长进行终压对照：（1）桩长>21m的摩擦桩主要参考桩长进行终压对照；（2）桩长在14～21m的桩，持力层呈密实砂土时，以终压力满足1.8~2倍设计荷载的满载值为参考，进行每次1min的稳压，不能低于3次，然后根据设计需要进行截桩；当桩顶标高满足设计规范，压力值未能满足设计要求时，继续沉桩约1米范围内，使压力值最终满足设计要求；（3）桩长小于14m的桩，持力层为粘土时，以终压力为参考，进行连续复压。桩长小于8m的桩特别要增加连续复压次数。

 

　　4、复压控制

 

　　复压是指在沉桩已经满足设计要求的压桩力后，松开夹持，接着进行重新加力再压的动作。复压可以根据需要进行1次或多次，并可根据预定的压桩力，进行一段时间的稳压。采用静压法施工时，通常采用最终压桩力进行连续复压，一般2~3次为宜。经过静载试验检验，复压后的桩承载力显著增大，沉降度相对降低。

 

　　水利工程中PHC管桩的施工质量控制

 

　　打桩前准备

 

　　施工方法的选择

 

　　PHC管桩施工方法主要有锤击和静压两种，其中静压法较锤击法有施工质量有保证、对周边环境无影响、施工应力小、截桩量小等明显优势。但本项工程中由于静压设备自重较大，地基承载力不足无法采用静压法，只能采用锤击法。

 

　　打桩机的选择。打桩机的选择对打桩效率有很大影响，履带行走式桩机，其最大特点是移动灵活，使用方便，运行机构为履带，对路面要求比较低，而一般桩机只能在同一工作面施工，移动较为不便，降效极大。

 

　　进桩及吊运。运到现场的管桩应按规定要求进行严格检查，对于不合格产品或次品，坚决退回。桩在运输过程中起吊、堆放必须保持平稳，无大振动，以保证桩身不受损伤。

 

　　)检查修整。管桩施工前应再次逐根检查，即检查混凝土桩有无严重质量问题，对管桩两端应清理干净，施焊面上有油漆杂物污染时，应清刷干净。

 

　　桩机就位。桩机就位后必须用经纬仪在桩机两个方向相互垂直的地方观测桩机，桩的中心线，设计的桩位是否在同一垂直线上，其偏差不应超过施工规范要求的允许偏差。

 

　　2、选用合适的压桩，以便有足够的力度沉桩

 

　　压桩时尽量持续进行，尽量避免停歇；压桩施工时及时检查、检修设备，保障设备运行正常；详细了解地质资料，以便配足压重，保障桩能压穿硬物、透镜体等；严格遵循压桩操作流程，避免造成“封闭”桩；控制桩的质量，强化桩的质量验收；桩位发生倾斜应拔出桩，确保无障碍物后重压，压桩时要垂直压入；严禁在硬土层中接桩，需要接桩时，速度尽量快，使压桩保持连续等，保障沉桩质量。

 

　　3、防止桩体受损

 

　　运桩时，严格对桩体强度进行检测，确保支点放置正确；吊桩时，桩体强度应按照需要，保障支点位置正确，起吊保持平稳，2点吊时吊点在桩端0.207L（桩长），单点吊时，吊点在桩端0.293L；确保压头、送桩杆、桩持平，防止施工偏压；对桩进行合理养护，桩头采用钢帽、桩尖采用钢桩靴等加固；保证接桩质量，采用楔型垫铁对接头间隙填充；压桩时，确保桩位和压入的准确度，引进使用强力纠偏，保障桩连续压入，以免停歇过长可能造成桩体受损。

 

　　打桩阶段注意事项

 

　　首节桩定位

 

　　桩打入过程中修正桩的角度较困难，因此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两个方向(互成90度)的经纬仪使导架保持垂直。通过桩机调整桩的角度、位置。

 

　　低锤轻打

 

　　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。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。

 

　　接桩

 

　　接桩时要注意上下两桩的轴线一致，两施焊面上的泥土、油污、铁锈等要预先清刷干净。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，焊接时应在两侧对称均匀地同时施焊，施焊第一层时，宜适当加大电流，加大熔深。焊第二道时应将浮渣彻底清除，保证焊接质量。

 

　　防腐

 

　　焊接接桩完成后，经过一定的冷却时间，应在桩节部位进行防腐处理，以保证桩节部位的质量。在进行防腐处理的过程中，范围应向桩节上下各延展10cm，防腐材料宜采用快干、速凝的特殊防腐涂料。

 

　　总结

 

　　PHC桩具有高承载力、经济效益好、施工便捷、质量稳定可靠、环境污染少等众多优点，得到了建筑界人士的青睐，发展迅速，大量应用于工业与民用建筑。虽然目前PHC桩在水利工程上应用不多，实践经验尚不够丰富，但随着PHC桩技术的广泛应用和发展，以及人们对PHC桩的理论研究和工程实践经验的不断积累，应用于水利工程上的技术水平也会不断地得到提高。

 

　　参考文献

 

　　[1]郭导，吕凡昌。预应力PHC管桩施工技术浅谈[J]．港口科技，2008，(4)．

 

　　[2]何争妍。预应力高强混凝土管桩在水利工程中的应用[J]．浙江水利科技，2005，(6)．

 

　　[3]任福松，松卫乾。PHC管桩在软基处理中的应用[J]．交通标准化，2007，(11)．