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摘要: 高强预应力混凝土管桩（PHC管桩）是一种采用预应力（通常采用先张法）工艺、经离心成型、常压—高压蒸汽养护工艺，在工厂标准化、规模化生产制造的預应力中空圆筒体细长混凝土预制件。本文结合某工程PHC管桩施工对其施工质量控制技术进行了探讨。
关键词: PHC管桩；承载力；质量控制；施工
Abstract: the high strength prestressed concrete pipe pile (PHC pipe pile) is a kind of using prestressed concrete (usually the first zhang method) technology, the centrifugal forming, atmospheric pressure-high pressure steam curing process, in a factory, large-scale production of standardized manufacturing prestressed hollow cylinder body slender 1 concrete. Combining with a project construction the PHC pipe pile construction quality control technology were discussed.
Keywords: PHC pipe pile; Bearing capacity; Quality control; construction
中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号
一、引言
高强预应力混凝土管桩（PHC管桩）由于具有单桩承载力较大、质量稳定、低噪音和无震动等特点,已在我国得到广泛应用，由此也引发了许多施工质量和安全技术问题。由于采用工厂化生产，桩身质量稳定可靠，并具有良好的抗弯、抗震性能，且施工速度快，费用节省等优点。经过多年的发展，PHC管桩正逐渐取代现场灌注桩、预制方桩等，成为这些地区建筑基础材料的主导。但由于高强预应力混凝土管桩施工往往疏忽过程控制,导致出现工程事故的报道也屡见不鲜。因此,加强对预应力混凝土管桩的施工质量控制具有较重要的实际意义。
二、高强预应力混凝土管桩施工质量控制要点
（1）施工前的质量控制
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；研究工程地质报告、桩位平面布置图、桩基结构施工图；审核承建单位的主要技术人员的资质；审核承建人的施工组织设计或施工技术方案；检查预应力管桩的合格证,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；检查备用电源的供电能力；审核周边沉降观测点布置。
（2）施工中的质量控制
复查测量放线、桩位及标高控制；沉桩过程中,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；沉桩到位后,检查油压表续数是否达到预定值,以及终压次数是否符合设计要求；组织设计院、质监站、甲方及施工方,确认静载试验以及动测的数量和桩号；审核土方开挖的施工技术方案；土方开挖过程中,监理人员须跟班检及时处理好施工中出现的问题。
（3）施工后的质量控制
静载试验和动测工作须在管桩复压完毕15d后进行；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；组织有关单位进行管桩验收；组织对桩基工程进行质量评定。
三、工程实例分析
某工程项目,施工场地浅层土土性较差,而且地下水位较高,勘察期间观测到的稳定混合地下水位0.30m～1.20m。工程地质情况如下:
①-1层吹填砂土(Q4ml): 厚0.20m～4.60m。灰色、松散、稍湿,主要成分为粉细砂,该层为近期吹填整平场地土,本层厚度变化大,性质不均匀。①-2层粉质粘土(Q4l): 厚度0.50m～1.70m,灰色、灰黄色,可塑,主要成分为粘性土,含植物根系,为硬壳层。②层淤泥质粉质粘土(Q4l): 厚1.60m～12.40m,青灰、灰、灰褐色,间杂灰黑色,呈流塑状态、局部软塑。③-2层粉质粘土夹粉砂(Q4l):厚2.00m～15.00m,青灰色、灰褐色,呈软塑状态、局部可塑。④层粉砂(Q4al): 厚0.60m～7.90m,青灰色,呈稍密状态、局部中密,饱和, 含贝壳、腐殖物等。⑤层细砂(Q4al): 揭露层厚4.80m～17.90m,层顶埋深10.20m～23.70m,层顶高程-18.47m～-5.68m。青灰色,饱和,呈中密状态、局部密实,含贝壳等,局部夹薄层粉质粘土，本层分布普遍。桩基采用PHC500(100)AB管桩,桩长26m,桩端位于⑤层细砂,单桩承载力特征值为1400kN。根据28d的静载荷试验结果,平均单桩承载力为设计要求的80%,其中最小值仅为60%。典型静载荷曲线见图1。
四、原因调查
根据试桩曲线对比,静载不合格的长桩其破坏形态呈陡降形,且破坏前一级沉降仅在1cm左右,与一般土体破坏所呈现的缓变形有较大差别。为进一步判断承载力不合格的原因,对所有试桩进行了土塞高度测试。测试结果表明,试桩不合格的管桩其土塞高度都较高,一般达到2/3桩长以上,明显偏高,且桩孔内水位很高。此后对部分管桩进行了清孔检测,孔内摄像可以看到在桩的接头部位出现渗泥的现象。根据施工情况、静载荷试验曲线以及管桩土塞实测结果,认为桩基静载不合格极有可能与桩身损坏有关。
五、现场监督管理要点分析
根据本工程的施工过程总结, 分析了出现问题的原因, 并从管理者角度提出了以下几点主要控制问题:
（1）焊接管理: 管桩接头质量的好坏直接关系到整根桩质量的好坏。对于软土地层,现场施工焊接时间与冷却时间必须满足管桩图集及一些规范要求,尤其在该区域浅层土性较差且地下水位较高的情况下,未冷却即开始打桩极易在接头部位发生冷淬、焊缝震裂和接头错位,从而影响桩身承载力。此类问题在桩基静载不合格中发生频率最高。
（2）桩锤控制: 目前Φ400和Φ500管桩都采用D80桩锤,桩锤与管桩直径不配套, 桩锤明显偏大,桩基在沉桩过程中也有可能发生破坏,同时也可能导致土塞效应无法完全产生。
（3）打桩顺序控制: 根据勘察报告显示,出现问题的桩基基本都位于河道内, 浅部河塘淤泥较厚。一般情况下试桩先于工程桩打设,由于该区域浅层土较差,后续工程桩施工对试桩会产生较大侧向挤压力,由于管桩第一节都在淤泥质土中,若管桩桩身或接头存在缺陷则会产生挠曲变形,从而产生脱节、错位等情况。
（4）养护控制: 根据03SG409预应力混凝土管桩9.2.1注: 明确“但采用锤击法沉桩时管桩的混凝土龄期仍不得少于14d。由于现场供桩紧张,存在部分管桩养护仅2d～3d即开始打桩,这也可能因养护时间不足出现桩身被破坏情况。
（5）休止期控制:由于现场施工规模较大,已打桩基在休止期内周边仍存在大量沉桩情况,对于该地层在沉桩过程中其孔隙水压力增长较快,影响范围会达到3倍～4倍桩长(约100m),因此会在试桩桩身产生水膜,尤其对于桩身较短情况下承载力影响明显。
（6）配桩控制: 试桩比工程桩一般长2m～4m,现场配桩情况比较复杂。假若发生现场打桩配桩错误,将会导致试桩长度减小,从而影响单桩承载力。
六、结语
预应力混凝土管桩基的特殊性和隐蔽性,其施工质量需要管理单位进行全程控制。因为此桩的检测和补救措施难以得到设计要求，所以施工前、施工中的监督管理尤为重要。因此,管理人员必须全面详细地熟悉整个施工工艺流程,事先提出质量控制和检验标准，监督施工单位严格遵守和执行，才能达到质量控制的目标。
参考文献:
[1]JGJ94-2008,建筑桩基技术规范[S].
[2]曾律弦.锤击PHC管桩的监理[J].湖南理工学院学报,2007,20(2):72-74.
[3]03SG409,预应力混凝土管桩[S].
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词: PHC管桩；承载力；质量控制；施工
Abstract: the high strength prestressed concrete pipe pile (PHC pipe pile) is a kind of using prestressed concrete (usually the first zhang method) technology, the centrifugal forming, atmospheric pressure-high pressure steam curing process, in a factory, large-scale production of standardized manufacturing prestressed hollow cylinder body slender 1 concrete. Combining with a project construction the PHC pipe pile construction quality control technology were discussed.
Keywords: PHC pipe pile; Bearing capacity; Quality control; construction
中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号
一、引言
高强预应力混凝土管桩（PHC管桩）由于具有单桩承载力较大、质量稳定、低噪音和无震动等特点,已在我国得到广泛应用，由此也引发了许多施工质量和安全技术问题。由于采用工厂化生产，桩身质量稳定可靠，并具有良好的抗弯、抗震性能，且施工速度快，费用节省等优点。经过多年的发展，PHC管桩正逐渐取代现场灌注桩、预制方桩等，成为这些地区建筑基础材料的主导。但由于高强预应力混凝土管桩施工往往疏忽过程控制,导致出现工程事故的报道也屡见不鲜。因此,加强对预应力混凝土管桩的施工质量控制具有较重要的实际意义。
二、高强预应力混凝土管桩施工质量控制要点
（1）施工前的质量控制
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；研究工程地质报告、桩位平面布置图、桩基结构施工图；审核承建单位的主要技术人员的资质；审核承建人的施工组织设计或施工技术方案；检查预应力管桩的合格证,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；检查备用电源的供电能力；审核周边沉降观测点布置。
（2）施工中的质量控制
复查测量放线、桩位及标高控制；沉桩过程中,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；沉桩到位后,检查油压表续数是否达到预定值,以及终压次数是否符合设计要求；组织设计院、质监站、甲方及施工方,确认静载试验以及动测的数量和桩号；审核土方开挖的施工技术方案；土方开挖过程中,监理人员须跟班检及时处理好施工中出现的问题。
（3）施工后的质量控制
静载试验和动测工作须在管桩复压完毕15d后进行；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；组织有关单位进行管桩验收；组织对桩基工程进行质量评定。
三、工程实例分析
某工程项目,施工场地浅层土土性较差,而且地下水位较高,勘察期间观测到的稳定混合地下水位0.30m～1.20m。工程地质情况如下:
①-1层吹填砂土(Q4ml): 厚0.20m～4.60m。灰色、松散、稍湿,主要成分为粉细砂,该层为近期吹填整平场地土,本层厚度变化大,性质不均匀。①-2层粉质粘土(Q4l): 厚度0.50m～1.70m,灰色、灰黄色,可塑,主要成分为粘性土,含植物根系,为硬壳层。②层淤泥质粉质粘土(Q4l): 厚1.60m～12.40m,青灰、灰、灰褐色,间杂灰黑色,呈流塑状态、局部软塑。③-2层粉质粘土夹粉砂(Q4l):厚2.00m～15.00m,青灰色、灰褐色,呈软塑状态、局部可塑。④层粉砂(Q4al): 厚0.60m～7.90m,青灰色,呈稍密状态、局部中密,饱和, 含贝壳、腐殖物等。⑤层细砂(Q4al): 揭露层厚4.80m～17.90m,层顶埋深10.20m～23.70m,层顶高程-18.47m～-5.68m。青灰色,饱和,呈中密状态、局部密实,含贝壳等,局部夹薄层粉质粘土，本层分布普遍。桩基采用PHC500(100)AB管桩,桩长26m,桩端位于⑤层细砂,单桩承载力特征值为1400kN。根据28d的静载荷试验结果,平均单桩承载力为设计要求的80%,其中最小值仅为60%。典型静载荷曲线见图1。
四、原因调查
根据试桩曲线对比,静载不合格的长桩其破坏形态呈陡降形,且破坏前一级沉降仅在1cm左右,与一般土体破坏所呈现的缓变形有较大差别。为进一步判断承载力不合格的原因,对所有试桩进行了土塞高度测试。测试结果表明,试桩不合格的管桩其土塞高度都较高,一般达到2/3桩长以上,明显偏高,且桩孔内水位很高。此后对部分管桩进行了清孔检测,孔内摄像可以看到在桩的接头部位出现渗泥的现象。根据施工情况、静载荷试验曲线以及管桩土塞实测结果,认为桩基静载不合格极有可能与桩身损坏有关。
五、现场监督管理要点分析
根据本工程的施工过程总结, 分析了出现问题的原因, 并从管理者角度提出了以下几点主要控制问题:
（1）焊接管理: 管桩接头质量的好坏直接关系到整根桩质量的好坏。对于软土地层,现场施工焊接时间与冷却时间必须满足管桩图集及一些规范要求,尤其在该区域浅层土性较差且地下水位较高的情况下,未冷却即开始打桩极易在接头部位发生冷淬、焊缝震裂和接头错位,从而影响桩身承载力。此类问题在桩基静载不合格中发生频率最高。
（2）桩锤控制: 目前Φ400和Φ500管桩都采用D80桩锤,桩锤与管桩直径不配套, 桩锤明显偏大,桩基在沉桩过程中也有可能发生破坏,同时也可能导致土塞效应无法完全产生。
（3）打桩顺序控制: 根据勘察报告显示,出现问题的桩基基本都位于河道内, 浅部河塘淤泥较厚。一般情况下试桩先于工程桩打设,由于该区域浅层土较差,后续工程桩施工对试桩会产生较大侧向挤压力,由于管桩第一节都在淤泥质土中,若管桩桩身或接头存在缺陷则会产生挠曲变形,从而产生脱节、错位等情况。
（4）养护控制: 根据03SG409预应力混凝土管桩9.2.1注: 明确“但采用锤击法沉桩时管桩的混凝土龄期仍不得少于14d。由于现场供桩紧张,存在部分管桩养护仅2d～3d即开始打桩,这也可能因养护时间不足出现桩身被破坏情况。
（5）休止期控制:由于现场施工规模较大,已打桩基在休止期内周边仍存在大量沉桩情况,对于该地层在沉桩过程中其孔隙水压力增长较快,影响范围会达到3倍～4倍桩长(约100m),因此会在试桩桩身产生水膜,尤其对于桩身较短情况下承载力影响明显。
（6）配桩控制: 试桩比工程桩一般长2m～4m,现场配桩情况比较复杂。假若发生现场打桩配桩错误,将会导致试桩长度减小,从而影响单桩承载力。
六、结语
预应力混凝土管桩基的特殊性和隐蔽性,其施工质量需要管理单位进行全程控制。因为此桩的检测和补救措施难以得到设计要求，所以施工前、施工中的监督管理尤为重要。因此,管理人员必须全面详细地熟悉整个施工工艺流程,事先提出质量控制和检验标准，监督施工单位严格遵守和执行，才能达到质量控制的目标。
参考文献:
[1]JGJ94-2008,建筑桩基技术规范[S].
[2]曾律弦.锤击PHC管桩的监理[J].湖南理工学院学报,2007,20(2):72-74.
[3]03SG409,预应力混凝土管桩[S].
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。