周成林
湖南路桥建设集团有限责任公司 湖南长沙 410004
摘要：文章对某高速公路软土路基中PHC管桩的预制、运输、存放，现场施工准备、插桩、沉桩、接桩、送桩、记录、质量检测等施工工艺和施工方法进行了总结和分析，对施工中出现的桩身开裂、棱角掉落、桩位偏斜等质量问题进行了总结，并提出相应的防治措施，从而有效确保了PHC管桩的施工质量。
关键词：PHC管桩；高速公路；软土路基
PHC管桩，即预应力高强度混凝土管桩（pre-stressed highstrengthconcrete），具有桩身工厂标准化生产，质量稳定；沉桩机械化施工速度快，接桩便捷，质量可靠；抗弯、抗拔性能优，承载力高；造价低，经济性好；污染小，文明施工等特点。某高速公路A标段位于河北省保定市境内，存在软土路基的情况，采用PHC管桩对软土路基进行加固处理。
1、管桩的预制
管桩预制的常用工艺为离心成型，按慢速、中速、高速分别进行，确保混凝土密实与壁厚均匀。成型后采用常压蒸汽或高压蒸汽养护，常压蒸汽养护为带模养护，按预养、升温、恒温、降温四个阶段进行，升温速率不宜超过25℃/h，恒温温度不宜超过90℃；高温蒸汽养护在脱模以后按升压升温、恒压恒温、降压降温三个阶段进行。质量控制除满足设计图纸外，还应符合《混凝土质量控制标准》（GB50164—2011）和《先张法预应力混凝土管桩》（GB13476—2009）之规定。检验项目包括混凝土抗压强度、尺寸偏差、保护层厚度、抗弯性能、外观质量等。接头处的套箍和端板必须逐根检查，端板厚度和电焊坡口尺寸必须100%合格。
2、管桩的运输与存放
管桩运至堆场使用70T吊车两支点法吊装，两吊点位置至桩端的距离为桩长的0.21倍。吊装时保持水平，吊索与桩身水平夹角大于45 度，轻起轻放，严禁抛掷、碰撞、滚落。在平板车上用钢缆对管桩两个支点处进行封固，防止滚动，车身保持平稳，避免振动和撞击。管桩堆场要坚实平整，建有排水设施。可单层堆放，需叠层堆放时，最下层的桩应设置两个垫木支点，支点位置距两端均为0.207L（L为管桩长度），垫木支承点应在同一水平面上，底层最外缘管桩的垫木处用木楔塞紧。若场地经过加固处理也可着地平放。
3、现场施工
现场采用锤击法施工，使用ZJB150 全步履式锤击桩机，施工锤重≥16T，落距2.0m。施工程序为：原地面整平压实→测量定位→地下障碍物钎探、清除→桩机就位→吊桩对中，插桩入土1～2m→校正桩身垂直度→锤击沉桩→接桩→锤击沉桩→打至持力层→测量高程，确定停桩标准→收锤→移机，桩机进行下一循环。
3.1 施工准备
地面整平压实，打桩设备调试，桩位放样后进行人工探桩，探测地下障碍物并予以清除，以防造成偏位、管塞、打不下去等质量事故。采用十字拉线法，设置4个控制点，随时校核管桩偏位情况。从下至上在桩身划出长度标记，以便观察桩的入土深度及记录每米的锤击数。合理制定配桩方案，使每个承台下方的管桩接头错开，不处在同一断面上。
3.2 插桩
用桩机上的起吊重钩吊桩提升至垂直状态，要控制起吊速度，严禁吊起过快造成碰撞，损坏管桩。桩头要套入送桩器，桩尖对准桩位中心点，缓缓施打插桩入土1～2m，在距桩身25m左右处，侧呈90°的两个方向，架设经纬仪，控制垂直度偏差小于0.5%时，开始施打。
3.3 沉桩
开始时起锤应小落距，空打轻压，当桩身稳定，达到一定入土深度且贯入度小于100mm/击时，提高落距至规定高度，转入正常施打。在施工全过程应有专人专岗监控垂直度，及时调整校正。
在桩帽与桩头、桩帽与桩锤之间应设置弹性衬垫，其厚度15～20cm 为宜，施工过程中应及时检查并更换。沉桩质量控制要点：①打桩顺序应严格按施工组织设计安排进行，每根桩应一次性连续施打到位，停歇时间不宜过长，防止土固结，增大沉桩阻力。②严格控制首节桩的垂直度，确保其导向作用。桩入土3m后严禁用桩机调整垂直度，不得采用顶拉桩头、桩身等强行纠偏方法。③防止挤土效应造成已打入的管桩上浮，要监测单根桩和单个墩完成后的桩顶标高，必要时进行复打。
3.4 接桩
在首节桩顶距地面0.8～1.0m处采用焊接法接桩。用铁刷子清除端板的杂物和铁锈，坡口处应刷至露出金属光泽。控制上下桩节错位偏差≤2mm，纵横双向垂直度偏差≤0.5%，上下节桩端板之间的间隙≤2mm。采用E43 焊条，先对称点焊，待上下桩节固定后再分层对称焊接，层数≥两层，电流适中，焊缝饱满，杜绝夹渣、咬边、气孔等质量通病。焊好后应自然冷却15min以上方可继续沉桩，严禁用水冷却或焊好即沉桩。拼接处坡槽的焊接应分三层对称进行环缝焊接，减少焊接变形，正确掌握电流和强度，每层焊接应均匀，焊渣必须及时清除方可再焊下一层，坡口槽的电焊必须满焊，焊缝不得有夹渣、气孔等，每次焊接完成后应等接头处冷却时间不小于1min方可进行沉桩。
3.5 送桩
当设计桩顶低于原地面时，应进行送桩，送桩深度不宜大于2.0m。送桩时要做好原始记录，特别要注意最后100cm，桩底须落入可靠的持力层，最后三阵每阵平均贯入度≤3cm。施工控制以现场最终打入贯入度为主，试桩桩长和设计桩长为辅。同一承台的桩，打完一起送桩，避免送桩坑造成导向作用，影响后续打桩的垂直度。
3.6 施工记录
原始记录是打桩作业全过程的真实写照，应逐根记载操作时间、落锤高度、入土深度、每米锤击数、总锤击数、距设计标高2～3m时则以30cm为单位记录锤击数、最后3 阵每阵10击的贯入度、桩顶标高、桩的平面位移和垂直度等原始记录，同时还应记录打桩过程中发生的异常情况和处理措施。
3.7 质量检测
PHC管桩质量检测应按《建筑基桩检测技术规范》中的相关规定执行，用高、低应变法和载荷试验检测管桩的竖向与水平承载力、桩身完整性，其中桩身完整性检测频率为100%。
4、质量问题及防治措施
4.1 桩身开裂、棱角掉落
原因分析：桩身混凝土强度不合格；堆放存储不符合要求，桩身施打前已开裂；土质发生变化，贯入过程中出现回弹现象；桩帽、桩垫、锤垫不符合要求；锤击能量过大，偏心击打，使桩身受力超过极限应力。防治措施：①确保管桩的成品质量，严格进场检查，混凝土强度等各项指标必须满足设计和技术规范要求，加强运输与存放的管理工作。②遇地质变化时，及时与设计、监理等各方联系，调整作业方案。③作业过程中，加强桩帽、桩垫、锤垫的检查，避免偏心击打，保持桩身垂直。
4.2 打入桩偏位，垂直度偏差大
原因分析：地质发生变化，遇有孤石、岩石等造成桩体滑移；边坡处富余偏位不足；设备垂直盘不准确。防治措施：①加强仪器管理，确保其精度，必要时，可采用两台经纬仪定位，第三台经纬仪复核。②施工前认真分析地质情况，加强观测，采取措施预防桩体滑移。③合理安排施打顺序，边坡应考虑富余偏位。
5、结语
高速公路软土路基工程桩基施工完成后，检测结果表明，PHC管桩各项指标符合技术规范和设计要求。与常用的钻孔灌注桩相比，PHC管桩在质量、经济、进度、环保等方面优点十分明显，可在以后公路软土路基处理中更多的应用。
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