PHC管桩引孔施工技术及常见问题浅析

摘要：根据预应力管桩自身及施工技术的特点，简述了PHC管桩引孔施工方法，就管桩工程中常见问题简单分析

关键词：管桩；引孔；施工技术；问题

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

前言

随着预应力混凝土管桩（PHC）的不断推广，目前各类建筑桩基础都有采用管桩施工形式。合理的选择桩基础形式，既能保证工程的质量和安全，又能得到很高的经济效益。管桩桩身混凝土强度达C60和C80,具有较好的抗弯强度和较高的抗压强度，而且管桩规格繁多，桩径通常可选300-600mm，节长通常可选5-12m。施工时可以根据现场实际情况，选用不同壁厚的管桩，依据设计要求合理配桩，从而减少截桩带来的不必要的浪费。管桩施工工艺简单、施工质量可靠、施工进度快、施工现场整洁、工程造价低。现在在市区中施工，由于噪音和振动原因使工程不能顺畅进行时，采用静力压桩施工方法就能满足无噪音、无振动要求。

目前，预应力管桩在沿海地区应用最为广泛，其自身优点和施工特点使其在桩基工程中发展形势迅猛。但管桩施工受场地、地质条件及打桩方式的局限，使其在工程应用中暴露了一些问题。本文针对管桩施工特点简单介绍管桩引孔施工方法并浅析管桩施工中出现的一些常见问题。

工艺原理

管桩在施工时桩基碰到沙层类土层或土层上软下硬突变的情况时，施工中经常采用引孔的方法来处理。桩基引孔施工技术措施，即在桩基原位预钻孔，在原位对浅层土进行钻孔取土，减少桩在打入时土对周围建筑物或桩的挤密效应，以减小沉桩时浅层土对桩的侧向阻力，降低桩尖处土层的空隙水压力从而减小桩底阻力，并减少由于土层上软下硬突变产生的拉应力对预应力混凝土管桩桩身的断裂降低施工难度，使施工机械能够达到设计要求的送桩深度。

该方法对桩基穿越浅层砂土或粘土夹粉砂质土尤其有效。因为在地下水作用下，砂土的压缩效果比较粘土小，在压桩力的作用下，桩尖及桩端前部侧壁的阻力会因孔隙水压力增大的缘故异常增大，使沉桩过程中的阻力大大超过设计的极限承载力，若在此标高上停止打桩，则会发生桩基在相应土层部分的桩的承载力会大大降低，如沉桩达不到设计标高，会影响桩基承载力、影响工程的本身质量。

施工工艺

2．1施工流程

管桩基础引孔施工流程如下：

施工准备——测量放线——引孔、成孔——桩机就位——吊桩定位——对中调直——静压沉桩——接桩焊接——再静压桩——终止压桩。

2.2施工要求及质量控制

1)采用引孔静力压桩方法施工，其桩位是由引孔位置决定的。在取土引孔前，要做好定位工作，孔位的平面偏差不大于2cm。取土引孔施工的过程中应控制好引孔的垂直度，引孔前桩架的垂直度偏差不超过0.5％引孔时利用经纬仪校正钻杆垂直度，钻杆垂直度偏差控制在0.5％以内。

2)引孔孔径以小于预制桩桩径50mm为宜。例如桩径450mm的管桩，引孔孔径宜采用400mm。如沉桩时需穿过10m以的厚砂层，桩身要有相应刚度，桩径不宜小于400mm，长细比不宜超过40。

3)引孔深度以小于桩总入土深度0.5～1.0m为宜，以保证沉桩时最少有0.5～1.0m是桩尖进入原状土中。

4)引孔工序完成后与打桩时间间歇不宜超过24h，以免造成坍孔影响桩的入土深度。同时必须确保引孔的垂直度及护壁质量，以保证沉桩效果。

5)锤击送桩时，施工中锤与桩顶的接触面应平整，使锤的冲击力通过桩帽均匀地传递给桩项。桩帽中的减振材料应经常更换。灵活调整控制柴油锤的供油量，从而控制锤的冲击能力，有效地避免发生断桩或无法接桩的事故。

3.常见问题浅析

3.1挤土效应和振动影响问题

静压法施工预应力管桩属于挤土类型，沉桩时使土体受到扰动，改变了土体的应力状态，产生挤土效应，同时，桩的接头多且焊接质量不好或桩停在了硬夹层等原因，都会引起挤土和产生较大的振动。对这种情况，一般可以通过合理布置桩的密度，必要时采用引孔及控制沉桩速率(1m／min)、设置袋装砂井或排水板来加以减弱和消除，同时在沉桩过程中加强建筑物、管线的监测。另外，在施工过程中控制桩的停歇，一是避免停歇时间过大：二是避免在砂质粉土、砂土层中焊接；三是合理布置桩的连接位置，避免出现同截面处连接。

3.2预应力管桩承载力低于设计要求的问题

问题产生的原因有以下几点

1）管桩入土深度不足。

2）管桩桩端未进入持力层。

3）贯入度过大。

4）管桩桩身倾斜大、桩头断裂等。

上述施工中发现的原因采用引孔技术可以得到解决。引孔后再压桩，可以减小一般压桩工艺在施工过程中对土壤的挤压效应，因为在静压桩施工前，引孔机已经按照桩位把整个桩孔的土壤取出来，形成一个相对孔洞，在静压桩施工时桩对土壤的摩擦挤压力大大减小。从而避免以上情况的发生。

3.3关于先引孔再沉桩对单桩承载力影响的问题

1)对于端承桩，引孔孔径应小于桩径，以保证有一定的桩侧摩阻力。但对于摩擦桩，为了减少引孔对桩侧摩阻力的影响，引孔孔径尽量取小，宜为桩径的60％～80％。在钻孔取土工作中选择合适的引孔孔径尤为重要，合理的孔径在预应力管桩压人后，刚好能够与土层紧密结合，又不会产生太大的挤土效应。如果钻孔直径太小，所取土层体量太小，挤土效应减少的不明显，不利于对周边结构的保护。而钻孔直径太大，又将影响到预应力管桩人土后与周边土层的结合程度，如果需要考虑部分桩身摩擦承载力的话，将会影响桩的有效承载力。因此，施工现场应该结合工程实际情况，选用适合的钻头，保证现场施工需要。

在引孔取土后，桩沉入时虽然较未引孔前的挤土量减少，桩四周土层对桩的摩擦力会有所降低，但在桩周土重新固结后，土层对桩身的侧壁阻力会恢复，引孔的技术措施并不影响桩身的承载力。

2)在引孔静力压桩施工中为了减少取土引孔对周围土体的扰动，应尽量减少引孔深度，以引孔深度通过坚硬土层或厚砂层为准。引孔深度小于总桩长1.0m，这样桩锤击过程中，对桩周土仍有挤压实力，即桩周摩阻力QS及桩端承载力Qp可按预制桩的参数确定。

3)桩基施工应根据地质条件及时改进施工方法以取得较好的工程效果。

4.结语

预应力管桩就其自身及施工技术的特点被建筑工程广泛采用。大部分地区浅层普遍存在粉砂或粉质粘土夹粉砂土层，会对桩基的静压施工造成较大的困难。如果适当的选定方案，采用预钻孔引孔技术后。会降低施工难度，确保桩基施工的桩身完整性及按图施工的质量控制，大幅度提高了施工进度并降低工程造价。在今后的工程中随着预应力管桩工程实践的不断积累，以及施工工艺及施工机械的不断完善，预应力管桩的施工技术将达到更高的技术水平。

参考文献：

[1] GB50202—2002，建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].北京：中国计划出版社，2002．

[2]JGJ94—2008，建筑桩基技术规范[S]．北京：中国建筑工业出版社，2008．

[3]GB50026—2007，工程测量规范[S]．北京：中国计划出版社，2007．