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[摘 要]本文采用PHC桩工程实例，对桩基施工全过程，从管桩选型、打桩设备选型、打桩参数确定、管桩制作及运输、作业顺序、关键工序控制等方面提出了相应的措施，对确保工程施工的安全和质量，有一定的借鉴作用。
[关键词]软地基处理 静压PHC管桩 施工工艺 施工监理
中图分类号：TV56 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0270-02
一、工程概况
预应力高强度混凝土管桩（PHC管桩），具有工厂化制作、周期短、成桩质量可靠、单桩承载强度高等特点，造价低廉。其单位承载力价格仅为钢桩的1/3-2/3，并节省钢材。预应力高强度混凝土管桩的品种、规格、型号和标志方法按现行国家标准《先张法预应力混凝土管桩》执行。
某2×600MW燃煤发电厂地处长江南侧江苏省境内，长江流域多为冲积平原，表层土承载力较差，主厂房区、烟囱等主要建筑物地基处理采用了静力压入式预应力高强度混凝土管桩方案。根据地勘报告和试桩报告，桩基持力层选定为粉砂夹粉土层（⑧号），桩基进入持力层≥6.0米。管桩长27～37米，分二节或三节接长，管桩外径600mm，壁厚110mm，混凝土等级为C80。对用于下节桩的管桩桩底，另加开口钢桩靴，桩靴取500mm，成品管桩的单桩结构强度竖向承载力设计值不小于3480KN。管桩施工压桩机具选用GZY-600T型静压桩机，采用抱压式施工，施工参数参照试桩报告中的数据确定，最大压桩力约2800KN左右，通桩性较好。
二、管桩的制作生产、运输、堆放、吊装要点：
管桩从制造成型到打桩施工的间隔时间宜尽量长些，混凝土强度应达到设计强度等级标准值以上（若在工厂制造，一般按80%的设计强度等级标准值出厂），故要求现场要堆存一定量的桩，按“先进场桩先打”的原则，满足管桩的强度要求；起吊时一般需设计两个支点，才能满足吊装要求；管桩堆存需要使用软垫（木垫）；管桩起吊运输中应免受振动、冲撞。
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。
三、静力压桩施工工艺：
本工程桩位布置较密（最小间距仅1700mm），压桩施工前，结合桩位布置图和地质条件，本着群桩范围内，先内后外的原则，按照工程进度从固定端开始，逐步向扩建端方向推进。
本工程地层上部为淤泥质软土，且施工时地下水离地表距离仅2米左右，水位较高，大面积压桩施工时的挤土则容易引发地基土中的超孔隙水压力增加而造成地表土隆起和桩体偏移等状况。因此在桩基区域内上部淤泥质软土中布设塑料排水板，用于消散压桩施工时的超孔隙水压力，压桩速率和压桩后的时间间隙时间控制均参照试桩时的数据进行。同时在压桩过程中实施24h孔隙水压力和深层土体位移监测，孔隙水压力监测采用钢弦式孔隙水压力计和VW-1型振弦读数仪进行。土体水平位移监测设备采用70mm的PVC管作为测斜管、土体位移仪和经纬仪（相关资料备阅）。通过监测分析，我们发现影响孔隙水压力變幅的主要因素为：在一定的场地范围内沉入土中的桩的数量，沉桩数量越少，作业面积越大，则空隙水压力增量越小，反之，则空隙水压力增量越大。所以，一方面要控制每台桩机的打桩速率，另一方面同时要合理安排每台桩机的作业面积及桩机之间的作业场地间距；现场的土体水平位移与孔隙水压力超警戒时间是一致的，这与桩体的挤土现象有关，并且土体水平位移的方向与测斜孔和沉桩区域的相对位置关系特征明显，桩位置越近，土体水平位移值越大。如果孔隙水压力超过临界值，必须立即采取措施，放慢压桩速度，否则可能导致土体隆起和断桩的可能。另外，现场采取适当的深管井排水措施，对降低地下水，降低孔隙水压力起到了一定的作用。
现场表面为软土层，而静压桩机的本身自重达200多吨，压桩时加上配重后总重量达到约600吨，地面必须进行适当处理，对坑洼和软土进行密实加固，并在场地上铺设不少于600mm厚的碎石垫层，以保证桩机能够安全移动和压桩工作。
静力桩施工前，首先核对桩位坐标，压桩施工中，抱桩器的四个环形钢板压力需均匀，管桩的垂直度必须严格控制，在通视安全之处（一般距压桩机远于15米）使用两台经纬仪成90度布置进行测量，桩的垂直度偏差不得大于0.5%，如果超限，必须及时调整，但必须保证桩身不裂，必要时须拔出重插，不得采用强拔进行快速纠偏，否则可能导致桩身拉裂、甚至折断。起吊桩时，操作应缓慢平稳，不得直接拖拉桩体或碰撞拖曳其它桩体。
送桩：为将管桩打到设计标高，需要采用送桩器，送桩器用钢板制作，长4m。设计送桩器的原则是打入阻力不能太大，容易拔出，能将冲击力有效地传到桩上，并能重复使用。
接桩：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。接桩时可在下节桩头上安装导向箍，以便新接桩节的引导就位。上节桩找正方向后，对称点焊4—6点加以固定，然后拆除导向箍。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；施焊第一层时，宜适当加大电流，加大熔深。采用手工焊接，第一层用ф3.2或ф4.0的E4320型焊条，第二层以后用ф4.0—ф5.0的E4320型焊条，要保证焊接质量。对称多层焊接，焊接速度要慢，焊缝应连续饱满，并采取有效措施减少焊接变形，焊接接桩结束后，需自然冷却5min～10min钟后，再进行压桩施工。
压桩施工中如遇到异常情况：如桩身倾斜、位移、断裂、破损和裂缝等情况，应会同有关方面查明原因，进行必要的处理。在大风、雨天和气温较低条件下接桩焊接施工应有可靠的防护措施。
压桩停机控制标准：按照桩底标高控制为主，压桩力指标控制为辅的原则进行。
压桩施工完毕，必须对桩的实际位置、桩顶标高进行实测，提供实际桩位布置图及桩体检测资料给下道工序施工单位（办理交接手续），桩体检测包括大应变（PDA）和小应变测试，验桩根数分别取桩总数的5%和20%。大应变测试主要用于管桩承载能力的检测，并与试桩数据对比，小应变测试主要用于桩身质量和完整性的检测。检测工作一般在基坑挖土后进行比较方便，根据现场检测报告，单桩极限承载力最大4600KN，最小为2600KN。 因为种种原因，难免压桩过程中出现高桩或低桩，对此进行处理需遵守下列程序：
⑴机械挖土时，要禁止机械碰撞混凝土桩身，PHC管桩本身延展性较差，如果机械碰撞很有可能导致桩身裂缝或断裂，降低桩体承载力。
⑵对需要截桩的桩体，尽量采用截桩机具进行，以减少对桩体的冲击，当不得已采用人工截桩时，必须严格执行管桩图集的要求。
⑶对于低桩樁体，必须按照图集要求，将桩体挖出，采用混凝土接桩的方法，恢复至设计标高。
⑷桩基工程验收前，施工方必须有完整的自检记录、验收记录和桩基检测报告。并执行《地基与基础工程施工及验收规范》等相关规范要求。
四、高强预应力混凝土管桩施工的监理要点
1）施工前的监理控制
1.检查建筑场所和邻近的高压电缆、通讯线路和其他地下管线；
2.研究工程地质报告、桩位平面布置图、桩基结构施工图；
3.审核施工单位的主要管理人员的资质；
4.审核桩基施工组织设计或桩基施工技术方案、桩基检测及孔隙水压力监控方案、土体位移监控方案；
5.对主要施工机械、测量设备及检测试验设备进行核查；
6.检查预应力管桩的合格证和质量证明资料及生产厂商资质，并进行管桩外观检查，核对管桩直径、壁厚、长度，以及生产日期；
7.检查备用电源的供电能力；
8.审核周边孔隙水压力监控点和土体位移监测点布置；
2）施工中的监理控制
1.复查测量放线、桩位及标高控制；
2.沉桩过程中，检查压桩压力值变化情况、监控孔隙水压力及土体位移情况、检查接桩的焊接质量。桩的对中定位和垂直度的控制情况。接头施焊要对称进行，焊缝要饱满，焊接时间要控制恰当，焊接完成后须自然冷却5min～10min，才可继续沉桩；
3.沉桩到位后，检查是否符合设计要求；
4.组织设计院、检测单位、建设单位、施工单位，确认静载试验以及动测的数量和桩号；
5.审核土方开挖的施工技术方案，确定挖土顺序；
6.土方开挖过程中，防止发生土体位移导致桩体整体倾斜、断桩。
3）施工后的控制
1.低应变和高应变检测工作必须在管桩成桩完毕28d后进行；
2.审查施工方提交的沉桩记录、隐蔽工程记录、桩位平面布置图及偏差记录；
3.组织对桩基工程进行桩基质量验收；
4.组织桩基工程和基础施工单位的工序交接，办理交接签证；
附录：
于平，男，1965年8月出生，汉族，高级工程师，多年从事火力发电厂工程监理工作。
[关键词]软地基处理 静压PHC管桩 施工工艺 施工监理
中图分类号：TV56 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0270-02
一、工程概况
预应力高强度混凝土管桩（PHC管桩），具有工厂化制作、周期短、成桩质量可靠、单桩承载强度高等特点，造价低廉。其单位承载力价格仅为钢桩的1/3-2/3，并节省钢材。预应力高强度混凝土管桩的品种、规格、型号和标志方法按现行国家标准《先张法预应力混凝土管桩》执行。
某2×600MW燃煤发电厂地处长江南侧江苏省境内，长江流域多为冲积平原，表层土承载力较差，主厂房区、烟囱等主要建筑物地基处理采用了静力压入式预应力高强度混凝土管桩方案。根据地勘报告和试桩报告，桩基持力层选定为粉砂夹粉土层（⑧号），桩基进入持力层≥6.0米。管桩长27～37米，分二节或三节接长，管桩外径600mm，壁厚110mm，混凝土等级为C80。对用于下节桩的管桩桩底，另加开口钢桩靴，桩靴取500mm，成品管桩的单桩结构强度竖向承载力设计值不小于3480KN。管桩施工压桩机具选用GZY-600T型静压桩机，采用抱压式施工，施工参数参照试桩报告中的数据确定，最大压桩力约2800KN左右，通桩性较好。
二、管桩的制作生产、运输、堆放、吊装要点：
管桩从制造成型到打桩施工的间隔时间宜尽量长些，混凝土强度应达到设计强度等级标准值以上（若在工厂制造，一般按80%的设计强度等级标准值出厂），故要求现场要堆存一定量的桩，按“先进场桩先打”的原则，满足管桩的强度要求；起吊时一般需设计两个支点，才能满足吊装要求；管桩堆存需要使用软垫（木垫）；管桩起吊运输中应免受振动、冲撞。
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。
三、静力压桩施工工艺：
本工程桩位布置较密（最小间距仅1700mm），压桩施工前，结合桩位布置图和地质条件，本着群桩范围内，先内后外的原则，按照工程进度从固定端开始，逐步向扩建端方向推进。
本工程地层上部为淤泥质软土，且施工时地下水离地表距离仅2米左右，水位较高，大面积压桩施工时的挤土则容易引发地基土中的超孔隙水压力增加而造成地表土隆起和桩体偏移等状况。因此在桩基区域内上部淤泥质软土中布设塑料排水板，用于消散压桩施工时的超孔隙水压力，压桩速率和压桩后的时间间隙时间控制均参照试桩时的数据进行。同时在压桩过程中实施24h孔隙水压力和深层土体位移监测，孔隙水压力监测采用钢弦式孔隙水压力计和VW-1型振弦读数仪进行。土体水平位移监测设备采用70mm的PVC管作为测斜管、土体位移仪和经纬仪（相关资料备阅）。通过监测分析，我们发现影响孔隙水压力變幅的主要因素为：在一定的场地范围内沉入土中的桩的数量，沉桩数量越少，作业面积越大，则空隙水压力增量越小，反之，则空隙水压力增量越大。所以，一方面要控制每台桩机的打桩速率，另一方面同时要合理安排每台桩机的作业面积及桩机之间的作业场地间距；现场的土体水平位移与孔隙水压力超警戒时间是一致的，这与桩体的挤土现象有关，并且土体水平位移的方向与测斜孔和沉桩区域的相对位置关系特征明显，桩位置越近，土体水平位移值越大。如果孔隙水压力超过临界值，必须立即采取措施，放慢压桩速度，否则可能导致土体隆起和断桩的可能。另外，现场采取适当的深管井排水措施，对降低地下水，降低孔隙水压力起到了一定的作用。
现场表面为软土层，而静压桩机的本身自重达200多吨，压桩时加上配重后总重量达到约600吨，地面必须进行适当处理，对坑洼和软土进行密实加固，并在场地上铺设不少于600mm厚的碎石垫层，以保证桩机能够安全移动和压桩工作。
静力桩施工前，首先核对桩位坐标，压桩施工中，抱桩器的四个环形钢板压力需均匀，管桩的垂直度必须严格控制，在通视安全之处（一般距压桩机远于15米）使用两台经纬仪成90度布置进行测量，桩的垂直度偏差不得大于0.5%，如果超限，必须及时调整，但必须保证桩身不裂，必要时须拔出重插，不得采用强拔进行快速纠偏，否则可能导致桩身拉裂、甚至折断。起吊桩时，操作应缓慢平稳，不得直接拖拉桩体或碰撞拖曳其它桩体。
送桩：为将管桩打到设计标高，需要采用送桩器，送桩器用钢板制作，长4m。设计送桩器的原则是打入阻力不能太大，容易拔出，能将冲击力有效地传到桩上，并能重复使用。
接桩：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。接桩时可在下节桩头上安装导向箍，以便新接桩节的引导就位。上节桩找正方向后，对称点焊4—6点加以固定，然后拆除导向箍。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；施焊第一层时，宜适当加大电流，加大熔深。采用手工焊接，第一层用ф3.2或ф4.0的E4320型焊条，第二层以后用ф4.0—ф5.0的E4320型焊条，要保证焊接质量。对称多层焊接，焊接速度要慢，焊缝应连续饱满，并采取有效措施减少焊接变形，焊接接桩结束后，需自然冷却5min～10min钟后，再进行压桩施工。
压桩施工中如遇到异常情况：如桩身倾斜、位移、断裂、破损和裂缝等情况，应会同有关方面查明原因，进行必要的处理。在大风、雨天和气温较低条件下接桩焊接施工应有可靠的防护措施。
压桩停机控制标准：按照桩底标高控制为主，压桩力指标控制为辅的原则进行。
压桩施工完毕，必须对桩的实际位置、桩顶标高进行实测，提供实际桩位布置图及桩体检测资料给下道工序施工单位（办理交接手续），桩体检测包括大应变（PDA）和小应变测试，验桩根数分别取桩总数的5%和20%。大应变测试主要用于管桩承载能力的检测，并与试桩数据对比，小应变测试主要用于桩身质量和完整性的检测。检测工作一般在基坑挖土后进行比较方便，根据现场检测报告，单桩极限承载力最大4600KN，最小为2600KN。 因为种种原因，难免压桩过程中出现高桩或低桩，对此进行处理需遵守下列程序：
⑴机械挖土时，要禁止机械碰撞混凝土桩身，PHC管桩本身延展性较差，如果机械碰撞很有可能导致桩身裂缝或断裂，降低桩体承载力。
⑵对需要截桩的桩体，尽量采用截桩机具进行，以减少对桩体的冲击，当不得已采用人工截桩时，必须严格执行管桩图集的要求。
⑶对于低桩樁体，必须按照图集要求，将桩体挖出，采用混凝土接桩的方法，恢复至设计标高。
⑷桩基工程验收前，施工方必须有完整的自检记录、验收记录和桩基检测报告。并执行《地基与基础工程施工及验收规范》等相关规范要求。
四、高强预应力混凝土管桩施工的监理要点
1）施工前的监理控制
1.检查建筑场所和邻近的高压电缆、通讯线路和其他地下管线；
2.研究工程地质报告、桩位平面布置图、桩基结构施工图；
3.审核施工单位的主要管理人员的资质；
4.审核桩基施工组织设计或桩基施工技术方案、桩基检测及孔隙水压力监控方案、土体位移监控方案；
5.对主要施工机械、测量设备及检测试验设备进行核查；
6.检查预应力管桩的合格证和质量证明资料及生产厂商资质，并进行管桩外观检查，核对管桩直径、壁厚、长度，以及生产日期；
7.检查备用电源的供电能力；
8.审核周边孔隙水压力监控点和土体位移监测点布置；
2）施工中的监理控制
1.复查测量放线、桩位及标高控制；
2.沉桩过程中，检查压桩压力值变化情况、监控孔隙水压力及土体位移情况、检查接桩的焊接质量。桩的对中定位和垂直度的控制情况。接头施焊要对称进行，焊缝要饱满，焊接时间要控制恰当，焊接完成后须自然冷却5min～10min，才可继续沉桩；
3.沉桩到位后，检查是否符合设计要求；
4.组织设计院、检测单位、建设单位、施工单位，确认静载试验以及动测的数量和桩号；
5.审核土方开挖的施工技术方案，确定挖土顺序；
6.土方开挖过程中，防止发生土体位移导致桩体整体倾斜、断桩。
3）施工后的控制
1.低应变和高应变检测工作必须在管桩成桩完毕28d后进行；
2.审查施工方提交的沉桩记录、隐蔽工程记录、桩位平面布置图及偏差记录；
3.组织对桩基工程进行桩基质量验收；
4.组织桩基工程和基础施工单位的工序交接，办理交接签证；
附录：
于平，男，1965年8月出生，汉族，高级工程师，多年从事火力发电厂工程监理工作。