浅析预应力高强混凝土管桩在工程中的应用

摘要：本文对PHC管桩在工程中的工艺流程及实践问题进行了总结分析。

关键词：PHC　管桩　锤击

1、前　言

近年来，预应力高强混凝土管桩(简称PHC管桩)由于单桩承载力高、工程造价低、施工速度快、工效高、工期短等众多优点，广泛应用在工业与民用建筑、桥梁、港口码头、水利工程等领域，在国家建设中发挥了愈来愈大的作用。

PHC管桩的施工方法主要有锤击和静压两种。目前采用柴油锤、液压锤锤击法沉桩的施工工艺在我国占主导地位。本文对锤击法沉桩的工艺流程进行了较为详细的介绍，并就实践中的常遇问题进行了总结分析。

2.沉桩工艺流程

3、桩基施工中的常见问题分析

3.1　断桩及桩爆头现象

锤击沉桩过程中往往会出现断桩及爆头现象。

此类现象的出现，一方面是由于桩本身质量欠缺所致；另一方面，沉桩施工时桩锤落距选取过大及控制油门档位不当也极易引起断桩及爆头现象。桩锤落距越大，其下落速度越快，对桩头的冲击应力越大，在桩身上产生的应力渡越强，对桩身的损毁也就越大。

根据以上特点，在打桩施工时，设定了“重锤低击”这一基本原则，用以限制桩锤对桩身的冲击。“重锤低击”指的是在相同锤击能量的条件下应优先选用冲击体大一些的桩锤，以便在实际作业过程中采用小一些的落距，这样作，不仅贯人力强，且桩受到的冲击应力有限，则桩身桩头也不易破损。

如选用D50锤开4档油门进行作业，不如选用D62锤开3档油门进行作业更合理更合适。选择柴油锤宜通过静载试验桩或试打桩来选用或校核。由以上例子可以看出“重锤低击”是个相对问题。对于不同的锤重，不同的桩型，可以根据单桩竖向承载力设计值在一定的范围内选用，避免“大锤打小桩”、“一锤打天下”的不规范做法。

另外，在打桩施工时比较普遍的做法是在桩锤与桩帽，桩帽与桩之间加设弹性垫衬，比如硬纸皮、硬木、麻袋等。这种弹性垫衬可以延长撞击时间、降低锤击应力，并且可以使打桩应力分布更均匀，降低桩头被打烂或出现断桩的可能性。

3.2　桩身倾斜及桩偏位现象

打桩过程中，桩身倾斜及偏位的现象也比较普遍。

桩身倾斜的主观原因是桩机安装不正，桩架与地面不垂直，桩身、桩帽、桩锤的中心线不重合，产生锤击偏心，沉桩过程中桩身倾斜；桩偏位的主观原因多为施工测量人员放线不准。

以上两种现象的客观原因较为一致，当地质条件较为复杂，特别是在沿河海地区含碎石淤泥层中，桩尖遇到孤石等硬夹层时，锤击荷载作用下，桩尖跑偏，继续施打。将最终导致桩身倾斜及桩偏位两种后果。

沉桩施工初期，倾斜跑位较为严重时，需采取机械引孔措施。用钻机预先引孔扰动硬夹层，保证沉桩到位。由于有些管桩设计为端承摩擦承桩，如果引孔直径过大会影响管桩侧摩阻力发挥。引孔直径一般比桩直径小50－100mm，当砂夹层较厚时引孔直径取较大值。建议最大孔直径小于桩直径100mm。

当沉桩施工达到设计标高或者设计规定贯入度，但倾斜或偏位较明显时，应尽快将偏差量值反映给设计人员，再由设计人员计算确定是采取补桩、增加承台配筋还是扩大桩承台处理。

3.3　管桩静载试验的休止期

管桩静载试验的休止期，与桩的时间效应有直接关系。

桩在施工过程中不可避免地扰动桩周士，降低土体强度，引起桩的承载力下降，以高灵敏度饱和粘性土中的摩擦桩最明显。随着休止时间的增加，土体重新固结，土体强度逐渐恢复提高.桩的承载力也逐渐增加。以上这种成桩后桩的承载力随时间而变化的现象称为桩的承载力时间(或歇后)效应，我国软土地区这种效应尤为突出。研究资料表明，时间效应可使桩的承载力比初始值增长40％－400％。其变化规律一般是初期增长速度较快，随后渐慢，待达到一定时间后趋于相对稳定，其增长的快慢和幅度与土性和类别有关。

除非在特定的土质条件和成桩工艺下积累大量的对比数据，否则很难得到承载力的时间效应关系。另外，桩的承载力包括两层涵义.即桩身结构承载力和支撑桩结构的地基岩土承载力，桩的破坏可能是桩身结构破坏或支撑桩结构的地基岩土承载力达到了极限状态

只要不出现不合格的情况，时间可以尽量短。它带来的问题是。当实验出现异常时分不清责任。规范给出的时间要求是一般的经验总结，可以参照执行。

《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)的附录O中，规定了管桩静载试验的休止期：预制桩在砂土中入土7天后；粘性土不得小于15天；对于饱和软粘土不得小于25天。

3.4　桩上浮现象

桩上浮情况多数发生在大面积群桩施打过程中，由于打桩速度过快、打桩行走路线不合理等原因，挤压地下土层，软土层形成超孔隙水压力，产生挤土效应，使先打人的桩上浮、移位，桩的整体承载力降低。因涌起程度不同，会造成建筑物的不均匀沉降，严重危及安全。

在沉桩过程中，要求先打场地中央桩，后打周边的桩；先施打持力层较深的桩，后施打持力层较浅的桩等等：同时应严格控制沉桩速度。虽然采取以上

措施可有效减小管桩“上浮”现象，但实际仍无法完全消除。

《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)中第7.4.9条规定，沉桩结束后，宜普遍实施一次复打。

4、结　语

总之，桩基础的施工，会受到现场情况，地质条件，沉桩设备，桩的质量等因素的共同影响，所以在施工过程中应该具体问题具体分析，不能一概而论，全凭经验去做。另外，施工人员和设计人员的及时沟通也是保证桩基础工程质量的重要条件。