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【摘 要】 phc桩基施工是某工程的建设重点。本文从施工部署、机械设备选配、施工工艺、施工方法、常见质量问题现象、原因分析与防治措施等方面论述了phc桩基施工管理要点与常见问题防治。
【关键词】 phc桩基；施工管理；机械选配；防治
新建宝山区庙行镇场北九年一贯制学校项目建设场地为地形开阔平坦的旷地。建设单位提供地形图红线范围内的场地，作为堆放材料，搭建临时设施的场地。现场临时供电采用集中管理，总配电箱设置不少于四个接入点，施工时每台桩机各一路接驳，另一路作为办公、生活区用电。在施工现场设置投光灯，用于夜间施工照明。该工程主要材料及半成品为预应力管桩，在压桩作业就近区域现场堆放，以减少二次倒运。进出施工区域的道路已具备，桩材能就近堆放。具体如图1所示：
图1 项目整体设计图
1 机械设备选配
1.1压桩设备选择依据及压桩可行性分析
本工程场地内地基土均属第四系沉积物，沉桩阻力较小，设计桩型为最大直径550mm，最大长度为49.55m，设计单桩极限承载力最大为4750KN，考虑到大量工程施工造成土体进一步挤密等因素，選用YZY-600T抱压式静力压桩机施工。
1.2主要施工机械配置
根据工程设计图纸、地质条件、采用的施工工艺与技术要求，综合工期、供给、外运等因素，设备的投入量和相应配套机具详见表1。
表1 主要设备、机具一览表
序号 设备名称 规格型号 单位 数量 功率（kw） 用途
1 静力压桩机 YZY-600T 台套 1 111 桩基施工
2 电焊机 BX1—315 台 3 22 接桩用
3 经纬仪 J6 台 1 沉桩垂直
度监控
4 水准仪 S3 台 1 高程控制
5 钢卷尺 JGW-50850m 把 1 测量
6 送桩杆 ?400 根 1 沉桩、送桩
2 phc桩基施工管理要点
2.1施工原则与施工工艺选择
2.1.1施工原则
施工时按“先施工试桩以缩短养护期，并尽量减少挤土效应对场地、管线的影响”的原则进行施工。
2.1.2施工工艺选择
本工程采用全液压静力压桩工艺，该工艺是通过静压力将桩压入土中的一种成桩工艺，其全部动作均由液压驱动，具有“自行移位”的全功能，能独立完成“吊桩→对桩→压桩”的全过程。移位时，行走机构采用提携式步履，把船体当作铺设的轨道，通过纵、横向油缸的伸程与回程，实现压桩机的纵横向行走。压桩时将桩垂直吊入压桩机内，利用塔架提供的反力，压桩油缸伸程把桩压入地层中，压桩完毕后，压桩油缸回程，并将压桩油缸提至行程顶部，重返上述动作，可实现连续压桩操作，直到用送桩器把桩送至设计标高。
2.2施工过程管理
根据建设单位提供的控制、水准点建立测量控制网，并在施工现场打桩影响范围外设置座标和高程控制点。平面控制网测设时保证测设精度，控制网测设后进行闭合校对。确保起点与终点吻合，现场水位点靠围墙布置，并定时复核校正。根据控制点设定建筑物轴线及角桩，按桩位布置图测放桩位。为防止桩机就位时桩机自重挤压土体使已测放桩位移位，在桩机就位后正式压桩前复核正确，桩定位偏差控制在10mm以内。桩按规格分别堆放，布置在打桩作业的起吊工作半径范围内，并考虑到打桩方向，避免转向。桩堆放层数不超过2层，支点垫木的位置根据吊点的位置确定，各层垫木在同一垂直线上。具体如图2所示。
图2 桩堆放示意图
预制钢筋混凝土桩外观质量如表2所示。
表2 预制钢筋混凝土桩外观质量
项目 内容
桩表面 表面平整，密实，掉角深度不超过10mm，局部蜂窝和掉角的缺损面积不超过桩表面积的0.5%，并不得过分集中。
表面裂缝 深度不得大于20mm，宽度不得大于0.15mm，横向裂缝长度不得超过连长的1/2。
蜂窝、麻面、裂缝和掉角 桩顶桩尖处不得有蜂窝、麻面、裂缝和掉角
桩现场驳运采用二吊点法、喂桩时采用一吊点，吊点设置在0.29L处（如图3所示），起吊过程中，用托绳稳住桩的下部，吊机尽量减小吊臂仰角，缓慢地将桩拖至桩机就近处后再开始垂直起钩，平稳地把桩喂至桩机夹持器中。
图3 二点吊示意图、一点吊示意图
根据已设定的控制点用直角坐标法对桩位进行二次复核，正确后下放首节桩，首节桩桩尖的中心点与桩位的偏差控制在20mm以内。当桩尖进入土层500mm后，用两台互成90°的经纬仪或铅垂线调整桩机桩架处于垂直位置，然后再调整首节桩的垂直度，使桩架与桩身保持平行，其精度误差小于桩长的1%，即可压桩，并在压桩过程中进行跟踪监测，指挥桩架保持其精度。如果超差，必须及时调整，但需保证桩身不裂，必要时排拔出重插尽可能拔出桩身，查明原因，排除故障，以沙土回填后再进行施工，不允许采取强扳的方法进行快速纠偏，而将桩身拉裂、折断。打桩送桩垂直度监控如图4所示。
当桩的混凝土强度达到设计强度的100%时，方可压桩。桩架要保持竖直，桩帽或送桩器与桩头周围应有5～10mm的间隙，锤与桩帽和桩帽与桩之间应设弹性衬垫，抱压式压桩时，夹持机构中夹具应避开桩身两侧合缝位置。在两台经纬仪的校核下使桩保持垂直，无异常时即可正式开始压桩。本工程接桩采用焊接法。桩段就位必须和相连接的桩节保持在同一轴线上，连接后桩身保持垂直。送桩后留下的孔洞及时用道碴回填夯实。桩顶标高允许偏差为±50mm。桩顶位移偏差控制在允许范围以内。
图4 打桩送桩垂直度监控示意图
3 常见质量问题现象、原因分析与防治措施 3.1桩身断裂
在壓桩过程中，桩身突然倾斜错位，当桩尖处土质条件没有特殊变化，而贯入度突然增大，施压油缸的油压显示突然下降并引起机台抖动，此时可能是桩身断裂。原因：桩材加工弯曲度超过规定，桩尖偏离桩的纵轴线较大，沉入过程中桩身发生倾斜或弯曲。桩入土后，遇到大块坚硬的障碍物，把桩尖挤向一侧。插桩不垂直，在压入一定深度后，用移机方法来纠正，使桩身产生曲折。多节桩施工时，相对接的两节桩不在同一轴线上，焊接后产生弯曲。桩材混凝土强度不够，在堆放、吊运过程中产生裂纹或断裂而未被发现。预防措施：施工前应把桩位下的障碍物清理干净，必要时对每个桩位用钎探检查。加强桩材外观检查，发现桩身弯曲超过规定（L/1000且≤20mm）或桩尖不在桩纵轴线上不宜使用。在插桩过程中如发现桩不垂直应及时纠正，桩压入一定深度发生严重倾斜时，不得采用移机方法来纠正。接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上，端面间隙要加垫铁片塞牢。
3.2桩顶损坏
在沉桩过程中，桩顶出现损坏。原因：桩材混凝土配比不良，施工控制不严，养护措施不力。桩顶端面不平，造成桩顶端面与桩轴线不垂直。桩顶与送桩杆的接触面不平，送桩时造成桩顶端面局部应力集中而损坏。预防措施：桩制作时，离心要均匀，桩顶加密箍筋位置要准确，并按规范养护。沉桩前检查桩顶有无凹凸现象，其端面是否垂直于轴线，桩尖是否偏斜。
3.3桩位偏移
在压桩过程中，相邻的桩产生横向位移或桩身上浮。原因：桩入土后，遇到大块坚硬的障碍物，把桩尖挤向一侧。多节桩施工时，相对接的两节桩不在同一轴线上，焊接后产生弯曲。桩数量较多且桩距较小，压桩时土被挤压到极限密实度后而向上隆起，相邻的桩被浮起。在软土地基施压较密集的群桩时，由于压桩引起的超孔隙水压力较大把相邻的桩推向一侧或浮起。预防措施：压桩前先将桩位下的障碍物清理干净，加强桩材外观检查。在压桩过程中，如发现桩不垂直要及时纠正，接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上，施焊严格执行规范。采用井点降水、砂井或盲沟等降水或排水措施。压桩期间不得开挖基坑，要等桩全部压完，停置两周后才能开挖。
3.4沉桩达不到设计标高
沉桩压力已达到或超过设计值，但桩尖未到达设计的标高位置。原因：工程地质情况未能勘探清楚，尤其是持力层的标高起伏不明，致使设计考虑的持力层或选择的桩尖标高有误。局部有坚硬夹层或砂夹层。施工中遇到地下障碍物，如大石头、旧埋设物等。群桩挤土效应导致桩入土阻力增加，桩机压力过小。预防措施：合理选择持力层或桩尖标高。遇有硬夹层或砂夹层时，可采用先钻后压法（预钻孔）穿透硬夹层，以利沉桩。先用回转钻孔机进行预钻孔取土、调整施工顺序，在工程场地布置应力释放孔和沟槽、减缓沉桩速度等，以减少挤土效应对工程场地的影响，释放土压力。
4 结语
综上所述，本工程针对phc桩基施工特点与难点，在阐明项目机械选配、施工工艺操作要点的基础上，重点分析了桩身断裂、桩顶损坏、桩位偏移、沉桩达不到设计标高等问题的防治措施。
参考文献：
[1]赵小兵.浅谈海上桩基施工安全管理[J].建筑施工.2013（09）
[2]周晓国.桩基施工管理浅析[J].建筑安全.2012（19）
【关键词】 phc桩基；施工管理；机械选配；防治
新建宝山区庙行镇场北九年一贯制学校项目建设场地为地形开阔平坦的旷地。建设单位提供地形图红线范围内的场地，作为堆放材料，搭建临时设施的场地。现场临时供电采用集中管理，总配电箱设置不少于四个接入点，施工时每台桩机各一路接驳，另一路作为办公、生活区用电。在施工现场设置投光灯，用于夜间施工照明。该工程主要材料及半成品为预应力管桩，在压桩作业就近区域现场堆放，以减少二次倒运。进出施工区域的道路已具备，桩材能就近堆放。具体如图1所示：
图1 项目整体设计图
1 机械设备选配
1.1压桩设备选择依据及压桩可行性分析
本工程场地内地基土均属第四系沉积物，沉桩阻力较小，设计桩型为最大直径550mm，最大长度为49.55m，设计单桩极限承载力最大为4750KN，考虑到大量工程施工造成土体进一步挤密等因素，選用YZY-600T抱压式静力压桩机施工。
1.2主要施工机械配置
根据工程设计图纸、地质条件、采用的施工工艺与技术要求，综合工期、供给、外运等因素，设备的投入量和相应配套机具详见表1。
表1 主要设备、机具一览表
序号 设备名称 规格型号 单位 数量 功率（kw） 用途
1 静力压桩机 YZY-600T 台套 1 111 桩基施工
2 电焊机 BX1—315 台 3 22 接桩用
3 经纬仪 J6 台 1 沉桩垂直
度监控
4 水准仪 S3 台 1 高程控制
5 钢卷尺 JGW-50850m 把 1 测量
6 送桩杆 ?400 根 1 沉桩、送桩
2 phc桩基施工管理要点
2.1施工原则与施工工艺选择
2.1.1施工原则
施工时按“先施工试桩以缩短养护期，并尽量减少挤土效应对场地、管线的影响”的原则进行施工。
2.1.2施工工艺选择
本工程采用全液压静力压桩工艺，该工艺是通过静压力将桩压入土中的一种成桩工艺，其全部动作均由液压驱动，具有“自行移位”的全功能，能独立完成“吊桩→对桩→压桩”的全过程。移位时，行走机构采用提携式步履，把船体当作铺设的轨道，通过纵、横向油缸的伸程与回程，实现压桩机的纵横向行走。压桩时将桩垂直吊入压桩机内，利用塔架提供的反力，压桩油缸伸程把桩压入地层中，压桩完毕后，压桩油缸回程，并将压桩油缸提至行程顶部，重返上述动作，可实现连续压桩操作，直到用送桩器把桩送至设计标高。
2.2施工过程管理
根据建设单位提供的控制、水准点建立测量控制网，并在施工现场打桩影响范围外设置座标和高程控制点。平面控制网测设时保证测设精度，控制网测设后进行闭合校对。确保起点与终点吻合，现场水位点靠围墙布置，并定时复核校正。根据控制点设定建筑物轴线及角桩，按桩位布置图测放桩位。为防止桩机就位时桩机自重挤压土体使已测放桩位移位，在桩机就位后正式压桩前复核正确，桩定位偏差控制在10mm以内。桩按规格分别堆放，布置在打桩作业的起吊工作半径范围内，并考虑到打桩方向，避免转向。桩堆放层数不超过2层，支点垫木的位置根据吊点的位置确定，各层垫木在同一垂直线上。具体如图2所示。
图2 桩堆放示意图
预制钢筋混凝土桩外观质量如表2所示。
表2 预制钢筋混凝土桩外观质量
项目 内容
桩表面 表面平整，密实，掉角深度不超过10mm，局部蜂窝和掉角的缺损面积不超过桩表面积的0.5%，并不得过分集中。
表面裂缝 深度不得大于20mm，宽度不得大于0.15mm，横向裂缝长度不得超过连长的1/2。
蜂窝、麻面、裂缝和掉角 桩顶桩尖处不得有蜂窝、麻面、裂缝和掉角
桩现场驳运采用二吊点法、喂桩时采用一吊点，吊点设置在0.29L处（如图3所示），起吊过程中，用托绳稳住桩的下部，吊机尽量减小吊臂仰角，缓慢地将桩拖至桩机就近处后再开始垂直起钩，平稳地把桩喂至桩机夹持器中。
图3 二点吊示意图、一点吊示意图
根据已设定的控制点用直角坐标法对桩位进行二次复核，正确后下放首节桩，首节桩桩尖的中心点与桩位的偏差控制在20mm以内。当桩尖进入土层500mm后，用两台互成90°的经纬仪或铅垂线调整桩机桩架处于垂直位置，然后再调整首节桩的垂直度，使桩架与桩身保持平行，其精度误差小于桩长的1%，即可压桩，并在压桩过程中进行跟踪监测，指挥桩架保持其精度。如果超差，必须及时调整，但需保证桩身不裂，必要时排拔出重插尽可能拔出桩身，查明原因，排除故障，以沙土回填后再进行施工，不允许采取强扳的方法进行快速纠偏，而将桩身拉裂、折断。打桩送桩垂直度监控如图4所示。
当桩的混凝土强度达到设计强度的100%时，方可压桩。桩架要保持竖直，桩帽或送桩器与桩头周围应有5～10mm的间隙，锤与桩帽和桩帽与桩之间应设弹性衬垫，抱压式压桩时，夹持机构中夹具应避开桩身两侧合缝位置。在两台经纬仪的校核下使桩保持垂直，无异常时即可正式开始压桩。本工程接桩采用焊接法。桩段就位必须和相连接的桩节保持在同一轴线上，连接后桩身保持垂直。送桩后留下的孔洞及时用道碴回填夯实。桩顶标高允许偏差为±50mm。桩顶位移偏差控制在允许范围以内。
图4 打桩送桩垂直度监控示意图
3 常见质量问题现象、原因分析与防治措施 3.1桩身断裂
在壓桩过程中，桩身突然倾斜错位，当桩尖处土质条件没有特殊变化，而贯入度突然增大，施压油缸的油压显示突然下降并引起机台抖动，此时可能是桩身断裂。原因：桩材加工弯曲度超过规定，桩尖偏离桩的纵轴线较大，沉入过程中桩身发生倾斜或弯曲。桩入土后，遇到大块坚硬的障碍物，把桩尖挤向一侧。插桩不垂直，在压入一定深度后，用移机方法来纠正，使桩身产生曲折。多节桩施工时，相对接的两节桩不在同一轴线上，焊接后产生弯曲。桩材混凝土强度不够，在堆放、吊运过程中产生裂纹或断裂而未被发现。预防措施：施工前应把桩位下的障碍物清理干净，必要时对每个桩位用钎探检查。加强桩材外观检查，发现桩身弯曲超过规定（L/1000且≤20mm）或桩尖不在桩纵轴线上不宜使用。在插桩过程中如发现桩不垂直应及时纠正，桩压入一定深度发生严重倾斜时，不得采用移机方法来纠正。接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上，端面间隙要加垫铁片塞牢。
3.2桩顶损坏
在沉桩过程中，桩顶出现损坏。原因：桩材混凝土配比不良，施工控制不严，养护措施不力。桩顶端面不平，造成桩顶端面与桩轴线不垂直。桩顶与送桩杆的接触面不平，送桩时造成桩顶端面局部应力集中而损坏。预防措施：桩制作时，离心要均匀，桩顶加密箍筋位置要准确，并按规范养护。沉桩前检查桩顶有无凹凸现象，其端面是否垂直于轴线，桩尖是否偏斜。
3.3桩位偏移
在压桩过程中，相邻的桩产生横向位移或桩身上浮。原因：桩入土后，遇到大块坚硬的障碍物，把桩尖挤向一侧。多节桩施工时，相对接的两节桩不在同一轴线上，焊接后产生弯曲。桩数量较多且桩距较小，压桩时土被挤压到极限密实度后而向上隆起，相邻的桩被浮起。在软土地基施压较密集的群桩时，由于压桩引起的超孔隙水压力较大把相邻的桩推向一侧或浮起。预防措施：压桩前先将桩位下的障碍物清理干净，加强桩材外观检查。在压桩过程中，如发现桩不垂直要及时纠正，接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上，施焊严格执行规范。采用井点降水、砂井或盲沟等降水或排水措施。压桩期间不得开挖基坑，要等桩全部压完，停置两周后才能开挖。
3.4沉桩达不到设计标高
沉桩压力已达到或超过设计值，但桩尖未到达设计的标高位置。原因：工程地质情况未能勘探清楚，尤其是持力层的标高起伏不明，致使设计考虑的持力层或选择的桩尖标高有误。局部有坚硬夹层或砂夹层。施工中遇到地下障碍物，如大石头、旧埋设物等。群桩挤土效应导致桩入土阻力增加，桩机压力过小。预防措施：合理选择持力层或桩尖标高。遇有硬夹层或砂夹层时，可采用先钻后压法（预钻孔）穿透硬夹层，以利沉桩。先用回转钻孔机进行预钻孔取土、调整施工顺序，在工程场地布置应力释放孔和沟槽、减缓沉桩速度等，以减少挤土效应对工程场地的影响，释放土压力。
4 结语
综上所述，本工程针对phc桩基施工特点与难点，在阐明项目机械选配、施工工艺操作要点的基础上，重点分析了桩身断裂、桩顶损坏、桩位偏移、沉桩达不到设计标高等问题的防治措施。
参考文献：
[1]赵小兵.浅谈海上桩基施工安全管理[J].建筑施工.2013（09）
[2]周晓国.桩基施工管理浅析[J].建筑安全.2012（19）