陈相永 潘清波 李春宇 王震
山东电力工程咨询院有限公司 山东 济南 250013
【摘要】PHC 管桩，即用先张法工艺制作的预应力高强混凝土管桩（代号PHC），因其质量稳定，性能可靠，生产周期短，抗弯、抗拉性能好等优点，应用越来越广泛。同时，随着应用的增多，PHC 管桩施工也逐渐暴露出质量问题。做为建构物的基石，PHC 桩施工质量控制尤为重要。
【关键词】PHC 管桩；锤击法；全过程；质量控制一、前言
鲁西某项目为火力发电厂项目，地基处理全部选用 PHC 管桩，主要选用PHC-600AB130，PHC-500AB125， PHC-400AB95 桩型，全部为群桩受力，总数量达 10000 余根，PHC 管桩用量大。同时，根据本项目的地质特点，持力层在 5 层土以下（见图 1 地质剖面图），有粉砂、中粗砂夹杂，局部厚度 2.0m，沉桩困难， 有爆桩及断桩的风险。为了完成本项目的桩基施工，沉桩质量达到优良，避免爆桩及断桩，团队按照策划、程序、修正、卓越的理念，对本项目的桩基施工进行了全过程质量控制。
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图 1 地质剖面图二、锤击法 PHC 管桩施工前准备
1.图纸会审
熟悉图纸，了解设计意图、掌握和明确设计要求，提出异议，尤其是桩长（大
于 15 米的是否可以优化）、检测数量、高低应变跟踪检测等问题。经过会审，结
合厂家生产桩长最长为 14 米的实际情况，部分建构筑物桩长修改为 14 米，节省了材料，减少了机械耗能。
2.安全、技术交底
安全、技术交底要求全员参与、要有针对性。由现场技术负责人向班组进行技术交底，交底要具体到施工工序的每一个细节，并将绿色施工的相关要求贯彻到每个工人心中。
3.定位放线
工程测量要有具备资质的专业人员完成，人员要有相应的资格证、测量仪器要有年检合格证明；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， 并在桩位中心用钢筋或竹签作好标记，将测量放线、验线记录报监理审核，同时将桩位编号平面图一并上报。桩位经监理单位复核合格后进入下一道工序。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应复核正确，桩定位偏差控制在 20mm 以内。
4.场地整平
施工前要先整平场地，桩机就位要平稳，如果有大树根、大块的建筑垃圾、旧基础等影响打桩时，应提前清理。
5.注意事项
合理安排打桩顺序，尽量遵循先中间后两边、先密后疏、先深后浅的打桩顺序；熟悉场地地层资料，了解岩土层横纵向分布、持力层深度和强度，做到心中有数。技术交底时要针对性安排打桩顺序、控制打桩速率、起锤高度、高低档选择等。
三、 管桩质量控制
1.按照设计要求的桩型，采购管桩。要提供管桩厂家的资质等相关资料和质量保证体系、主要管理人员资质、质量管理制度等质保资料。经过筛选，选定建华管桩（菏泽）公司产品，距离现场不超过 200 公里，就地取材。
2.过程中经常到管桩生产厂家监督、抽查管桩生产质量，转达施工现场各个监管单位的质量反馈意见。检查厂家的原材料质量、生产环节质量管控措施，要求其提供完整的质量证明材料、既要保证管桩规格、强度、壁厚等质量要求，又
要做到外形上美观。
3.管桩的运输和装卸。按要求运输车上排放枕木、管桩堆放要加垫木、不得多层摆放；装卸时必须专人指挥，吊装一定要平稳、轻起轻放，不得磕碰管桩。
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4.管桩的到场检查。管桩外观质量检查的内容，包括：粘皮和麻面、桩身合缝漏浆、局部磕损、内外表面漏筋、端板漏筋、表面裂缝、桩端面平整度、桩套箍凹陷、内表面混凝土塌落、接头及桩套箍与桩身结合面是否有漏浆、蜂窝等现象；对自检和联合检查中发现的问题管桩，做好“不合格”的标识不得使用；对所有进场管桩都应做到摆放整齐、标识明显。根据表 1、表 2 对照现场进行逐根检查。
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四、施工过程的质量控制1.开工前准备
提前做好打桩施工准备工作，明确打桩顺序、喂桩方向，测量仪器位置，电焊材料及设备，送桩器位置，设备主要部分的检查和维修，工人的分工等，都要提前按排好。
2.桩起吊、就位
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（L 为桩长）处（如下图所示），起吊过程中，用托绳稳住桩的下部，吊机尽量减小吊臂仰角（并尽量减少吊臂促出长度），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。
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图 2. 二点吊示意图 图 3. 一点吊示意图
对于由桩机自备卷扬机吊桩操作同理。桩的起吊、转运过程中．操作人员均应按起重安全操作规程进行。
3. 打桩(锤击施工)
打桩用桩架的导滑夹具或桩箍将桩嵌固在桩架两导柱中，垂直对准桩中心， 缓缓放下插入土中，待桩位置及垂直度校正后即可将锤连同桩帽压在桩上，同时应在桩的侧面设置标尺，始可击桩，并做好记录。如桩头表面不平时，可用麻袋或厚纸板垫平，亦可先环氧砂浆补抹平整。
开打时首先下放重锤、套牢桩顶。焊好桩尖、调整好垂直度的前提下重锤开始自然下落（使得桩帽与桩顶紧密接触）、桩尖入土，之后通过两台仪器测量再次对桩的垂直度进行修正；第二步是冷锤下落，即重锤提起，高度小于两米，再
次自然下落，之后仍然是仪器测量修正垂直度；此过程反复进行，直到桩尖入土3 米；第三步是重锤轻击。使用低档小落距击打，之后再校对垂直度。该步骤重
复进行，直到桩尖入土 5 米。以上过程中如果出现垂直度偏差过大不可调整时， 提桩重新操作。通过此三个步骤的细心操作，是首节控制桩垂直度的重要保障， 也是整棵桩垂直度控制的有效措施。
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4.桩尖安放与焊接
桩尖制作要有质量证明材料；要严格按照设计要求（标准图集）进行加工制作；进场桩尖批量验收，合格后方可使用；安放桩尖前，技术人员现场核对桩位是否准确，必要时重新放点；起桩时技术人员监督桩尖的平稳摆放和焊接；桩尖焊接前开始进行垂直度的测量，先点焊一侧再测量修正垂直度，直到使得桩的中心线与桩尖圆心重合，后开始满焊。
5.管桩焊接
5.1.管桩拼接成整桩采用端板焊接连接，焊接前桩头预埋铁件必须清除污锈，露出金属光泽。接合面之间的间隙不大于 2mm。焊接时，应将四周点焊固定， 然后对称同时焊接以减少焊接变形，焊缝要求连续饱满，焊缝厚度必须满足设计要求。
5.2.拼接处坡口槽的电焊部分应分三层对称进行环缝焊接，并采取措施减少焊接变形，正确掌握焊接电流和速度，每层焊接厚度应均匀，每层间的焊渣必须敲清后方可再焊次一层，坡口槽的电焊必须满焊，电焊厚度宜高出坡口 1mm，焊缝必须每层检查，焊缝不宜有夹渣、气孔等缺陷。
5.3.接桩部位焊接采用二氧化碳气体保护焊，焊接质量应符合《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001），除进行焊接外观质量检查，还应按接头总数的 10%做超声波检查或 2%做 X 拍片检查。接桩应尽量缩短时间，以避免停打时间过长导致桩周土重固结而影响沉桩。
5.4.焊缝完成后，应及时检查验收，待焊缝降温 8min 后再行打桩，严禁用水冷却或焊好后立即沉桩,
5.5.遇有大风天气时，应在接桩旁设立挡风墙；遇有大雨天气时，应立即停止焊接，待雨停后，清理完接头部位水渍再继续焊接。
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6. 送桩
按照规范要求，送桩器要与设备型号、桩帽、桩型、地层强度等相匹配、整体刚度强、长度满足设计标高要求；在送桩器与桩顶之间必须加衬垫，厚度不小于 12cm；按照设计要求送桩停锤的唯一标准--设计桩顶标高；达到此位置，最后三阵要满足设计的贯入度指标；遇特殊情况必须及时上报,不得擅自停锤；出现暴桩等质量问题时要书面分析质量事故的原因、制定下一步的整改预防措施。
7.垂直度控制
垂直度控制是管桩施工质量控制的重点，一方面桩机就位要平稳；另一方面第一节开始打桩时的垂直度控制尤其重要：入土时的落锤、冷锤、低档轻击三个操作步骤是控制整棵桩垂直度的基础，尤其前三米的半落距冷锤操作尤为重要。第三是在电焊接桩后和送桩开始时的击打都应是低档轻击；测量的方法是通过经纬仪，先看下端桩尖再看顶端桩帽下部桩体，首节桩垂直度不大于 0.3%，即 11 米的桩上下垂直度偏差不得超过 3.3cm；岩土层强度上的突然变化，会对桩尖下行方向（桩的垂直度）产生重要影响，现场技术人员要向桩机操作人员进行技术交底，对施工区域的岩土层进行详细了解：地层强度、深度、变化等等，做出具体操作要求。
8. 桩帽和灌芯
桩帽加工严格按照设计说明制作，灌芯长度、混凝土强度、钢筋规格等严格按照规范和设计进行；钢筋加工严格按设计图纸进行，钢筋笼长不得小于设计长度，不得出现钢筋笼上浮；所有原材料都要有质量证明材料，进场后会同监理进行抽样复试合格后方可使用；使用商砼时要有生产企业的质量证明材料；混凝土灌注时及时测定塌落度，确保和易性；对于不合格的混凝土，要坚决退回处理； 按要求留置试块，做好养护；认真做好隐蔽工程和灌注记录；基坑开挖时，要有专人监护，大型机械不得挂碰桩头；需要截桩时，要事先统计通报，严格控制标高，确保满足设计要求。
五、结束语
经过团队的努力，按照规范及表格化检查表单，对桩基施工的全过程进行质量控制。通过对施工完的厂房及附属建筑共计 8000 余根桩进行检测，全部为一类桩，桩头爆桩率仅有 4.8‰，远远高于同期国内施工水平，质量优良。
六、参考文献
《预应力混凝土管桩技术标准》JGJ/T406-2017
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）
《电力工程地基处理技术规程》（DL/T 5024－2005）
《焊缝无损检测超声波检测技术、检测等级和评定》（GB/T11345-2013）
《焊缝无损检测超声波检测验收等级》（GB/T29712-2013）
《先张法预应力混凝土管桩》（GB13476-2009）
《建造工程绿色施工规范》（GB/T 50925-2014）