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1、超高强预应力混凝土管桩（PHC 桩）施工技术总结摘要：成都市 标段工程基础施工中，采用超高强预应力混凝土管桩 (PHC 桩) ，打桩前需做好桩锤、桩架选择，确定管桩龄期，打桩过程中插桩、锤打均采取了相应的技术措施。该工程中 PHC 桩所具有的单桩承载力高、桩身耐锤击性好、穿透力强、造价便宜等特点均得到很好的体现。 关键词：超高强预应力混凝土管桩 锤击应力 成都市 A 标段地下室东西长 120m，南北宽 90m，地下室的 1#、2#、3#、4#主楼地上33 层，地下 1 层，局部地下有夹层，地下室总建筑面积 11220。地下室主楼部分采用框架剪力墙结构，地下室非主楼采用框架结构。根据设计要求，该
2、工程选用的管桩为 PHC-A400 型管桩。基础采用筏板基础，桩采用超高强预应力混凝土管桩(PHC 桩)，规格为40095，为了有效控制桩的浪费，减少管桩入土后露出土面的桩身长度，达到节约成本的目的；本工程进行了 3 根非工程试桩，再根据地勘报告及 3 根非工程试桩的报告相互对照与分析、研究，最后确定管桩的桩长分别为 5.7m、 7m、8m、9m、10m，主楼共打设1431 根桩，设计单桩承载力 1100kN。 1 PHC 桩特点 (1) 严格按照国标 GB13476-1999 及西南地区相关图集川 03G316，其混凝土强度等级不低于 C80 级。 (2) 单桩承载力高，设计范围广。(3)
3、单桩可接成任意长度，不受施工机械能力和施工条件局限。 (4) 成桩质量可靠，沉桩后桩长和桩身质量可用直接手段进行监测。 (5) 桩身耐锤击和抗裂性好，穿透力强。 (6) 造价低廉。其单位承载力价格仅为钢桩的 13-23，并节省钢材。 (7) 施工速度快，文明施工。2 打桩准备 21 桩锤的选择 选择桩锤时，必须充分考虑桩的形状、尺寸、重量、入土长度、结构形式以及土质、气象等条件，并掌握各种锤的特性。桩锤的夯击能量必须克服桩的贯入阻力，包括克服桩尖阻力、桩侧摩阻力和桩的回弹产生的能量损失等。如果桩锤的能量不能满足上述要求，则会引起桩头部的局部压曲，难以将桩送到设计标高。鉴于本工程的土层特点，故选
4、用了夯锤，锤重 6t。 22 桩架的选择 桩架的设置、安装和准备工作对打桩效率有很大影响。桩架选用 W-1001 型履带行走式桩架，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。23 施工组织设计和桩位测设 根据打桩施工区域内的地质情况和基础几何形状，要合理选择打桩顺序，对周围建筑物采取预防措施。根据桩基施工图进行桩位测设。 24 堆存吊运 管桩一般需设计两个支点，其吊点需符合位置要求。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。 25 管桩龄期的确定 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
5、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。 26 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。 3 打桩阶段技术措施 31 插桩 桩打入过程中修正桩的角度较困难，因此就位时应正确安放。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垂直角，即用两个方向(互成 90)的经纬仪使导架保持垂直。通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整。经纬仪应设置在不受打桩影响处，并
6、经常加以调平，使之保持垂直。 32 锤打 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；同时，初打时保证落距在 0.5-0.8 米，全落距打桩时保证桩锤落距不超过 1.2 米。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。必要时应将桩锤及桩架导杆方向按桩身方向调整。要注意尽量不使管桩受到偏心锤打，以免管桩受弯受权。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。 4 打桩记录和周围建筑物观察 打桩过程中应详细记录各种作业时间，每打
7、入 05-1m 的锤击数、桩位置的偏斜、最后 10 击的平均贯人度和最后 1m 的锤击数等。 若桩基施工区域旁有临近建筑物，打桩过程中应详细观察周围建筑物沉降或上升情况，在建筑物上设置观察点，利用远处的固定水准点进行对比分析，从而确定沉降或上升情况。若桩基施工区域与已有建筑物的距离较近，施工前则需在两者之间增设防震沟，防震沟的设置有效地降低了对临近建筑物的影响，防震沟的深度需比临近建筑物的基础深度至少低 1 米，宽度一般为 1 米左右，沟中满填黄砂，用来缓冲土的挤压力。 5 PHC 管桩与基础底板连接技术 为有效防止基础上浮并保证基础和桩基的整体协同工作，在筏板基础钢筋绑扎前，采用了如此的作法
8、，从而保证了管桩与基础的连接。土方开挖至设计标高露出管桩后，清理管桩孔内的垃圾及污物，用十一夹板作底模，用 12 号铁丝悬吊于孔内，钢筋按要求绑扎，用不低于 C40 的混凝土灌筑，混凝土中微掺 UEA 膨胀剂(掺量 10) 。待基础底板钢筋绑扎时，管桩锚筋与基础底板钢筋要焊牢，基础底板钢筋与管桩桩头也要焊牢。 6 试压桩 61 试桩要求 为确定单桩承载力是否满足设计要求，打桩前进行了单桩竖向抗压静载试验。试桩数量为不少于 3 根且不少于总数的 1%；结合现场的实际情况，按照每栋地下基础为一个单位分别进行试桩，每栋 4 根分为四组，第一组试桩 1 根；第二组试桩 1 根；第三组试桩 1根；第四组
9、试桩 1 根，且每根位置在不同的阀板及承台中。62 试桩标准 按建筑桩基技术规范(JQJ 9494)单桩竖向抗压静载荷试验中有关标准，采用慢速维持荷载法进行。 63 试桩装置和加载时间 竖向静载荷抗压试验采用锚桩横梁反力装置。整个加荷利用电动油泵带动 2 台 5000kN油压千斤顶加荷，用荷重传感器、荷重显示器和 04 级精密油压表显示荷载，电测位移计和机械表两种手段同时测读沉降值，计算机采样、记录、整理和打印数据。为防止仪器受外界干扰，特备有一空调封闭工作间，以保证仪器的正常工作。试桩沉桩 10d 后即可加载。64 试桩结果 试桩为正式工程桩，根据试桩的 Qs 曲线和 s1gt 曲线报告显示
10、，据此算出试桩结果统计特征值：Qum1110kN ，因此单桩竖向极限承载力标准值 QukQum1110kN，满足设计要求。 根据试桩的 Qs 曲线和 s1gt 曲线显示，7 施工体会 (1) “重锤低打”能有效降低锤击应力。桩锤对桩头的锤击速度越快，在桩身上产生的应力波强度也越高，即打桩应力与锤击速度成正比，所以为降低锤击应力并保持较好的贯入度，采用了较重的桩锤(桩锤重 6t)和较低的速度施打，效果良好。 (2) 桩头衬垫效应对锤击应力也有直接影响。为延长锤击作用时间、降低锤击速度，并借以降低锤击应力，选用软厚适宜的木桩垫，收到良好效果。 (3) 管桩的入土端的端头处需用 1 块圆形钢板进行封
11、头，再把 4 块三角形钢板组成的十字锥行加焊在圆形钢板封头，以便现场施工，保证了管桩的入土效果及施工进度。(4) 选择合理的打桩施工顺序，能减小桩的侧向位移，对周围建筑物不会有大的影响。桩基侧向位移是软弱地基施工中经常见到的一种现象，根据不同情况进行综合分析，制订出合理的打桩施工方案，并采取相应措施，可以把打桩危害降低到最低限度。基础形状规则的打桩施工顺序应先里后外，由中心逐渐往外侧对称施工。本工程基础形状规则，施工时遵循“对称施工”的原则，确保了基础内挤压应力的平衡。 制定有效的沉桩流水路线，并根据桩的入土深度，宜先长后短、宜先高后低，若桩较密集，且距建筑物较远，场地开阔时，宜从中间向四周进
12、行；若桩较密集，场地狭长，两端距建筑物较远时，宜从中间向两端进行；若桩较密集，且一侧靠近建筑物时，宜从相邻建筑物的一侧开始，由近向远进行；桩数多于 30 根的群桩基础，应从中心位置向外施打；承台边缘的桩，待承台内其他桩打完并重新测定桩位后，再插桩施打，通过采取以上措施，有效地降低了桩基由于挤土效应所产生的侧向位移和上浮。若遇到有围护结构的深基坑中的管桩，宜先压桩后再做基坑的围护结构，这样的施工顺序可以避免由于基坑四周的围护结构使压桩的土体无法扩散，造成先施工的管桩被后施工的管桩挤上来，使桩的承载力达不到设计要求，又避免了在基坑的压桩过程中土体扩散而挤坏四周的围护结构及降低基坑围护结构的止水效果；同时应对日成桩量进行必要的控制。(4) 防震沟的设置有效地降低了对临近建筑物的影响，裙楼东侧建工园招待所基础为条形钢筋混凝土基础，深 1m，基础底板边离大厦地下室外墙仅 2.5m，桩基施工前开挖了一条宽 08m、深 2m 的防震沟，沟中满填黄砂，经观察和检测，在整个施工过程中，对招待所结构无不良影响。 (5) PHC 桩采用 C80 混凝土，强度高；钢筋采用预应力螺旋筋，抗裂性好，因此成桩质量可靠，不易损坏，实际施工中，仅 3 根桩破裂，补救措施也方便快捷。 (6) 采用 PHC 桩，可做到现场清洁，文明施工。
