【摘要】 本文主要介绍预应力高强砼管桩在粘性土中施工工艺与施工方法，质量管理要求，需要引起注意的问题和事项。
【关键词】 预应力高强度砼管桩；PHC管桩静压法施工；质量管理
1 前言
预应力高强砼管桩（PHC）是采用预应力工艺、经离心成型、常压―高压蒸汽养护工艺在工厂标准化、规模化生产制造的预应力中空圆筒细长砼预制件，主要由圆筒形桩身、端头板合钢套箍等组成，由于采手了高强砼和蒸汽养护等一系列先进技术，预应力高强砼管桩具有耐打、耐压，设计选用灵活方便，穿透能力强，单桩竖向承载力高，抗震性能好，耐久性好，造价便宜，成桩质量可靠，施工速度快，施工现场文明简洁，无噪音，在城市施工不扰民，检测时间短等一系列特点，深受建设单位、施工单位、设计人员和监理人员的普遍欢迎，在10~40层楼房基础工程中，原来采用人工挖孔桩和钻孔灌注桩，有不少已被预应管桩所取代。预应管桩经过十几年的工程推广应用，目前已广泛用于房屋建筑、桥梁、码头等的基础工程，特别是工程工期紧的项目，具有独特的优点。
但是在使用过程中，特别在施工时，经常发现诸如桩头暴裂、桩偏位、桩身偏斜、场地松软的回填土、杂填土等场地等问题，给桩基施工带来不少麻烦，增加桩基处理费用等。本文通过某工程（PHC）管桩的施工，探讨管桩静压施工方法与质量控制要点，以及需要引起注意的问题。
2 工程概况
南京市江宁区某工程，建筑面积为21000m2，为三栋2～3层的电子厂房，桩基采用PHC管桩，共有545根桩静压法施工。桩型为PHC-400（90）AB―C60，D型桩尖，桩长约12m，即单节桩，以强风化泥质粉砂岩或中风化泥质粉砂岩为桩端持力层，要求桩进入持力层≥1m，单桩竖向承载力特征值分别为900KN，沉桩时以压力值控制为主控，压桩力约为2倍单桩竖向承载力特征值2倍即1800KN。
3 场地土层地质条件
根据工程地质勘察报告所描述的情况，本场地地貌形态单一，属于丘陵地貌单元，局部有坳沟，大部分地希较平坦，回填土较厚，达2m左右，主要土层可分为5层，各主要土层自上而下分布如下：素填土①，厚度0.4~5.7m，平均1.95m，层顶标高为14.64～22.07m；粉质粘土②-1，厚度0.6~8.0m，平均4.45m，层顶标高为13.61～19.60m；淤泥质粉质粘土③，厚度1.10~11.6m，平均5.67m，层顶标高为10.04～20.67m；残积土④，厚度0.4~4.4m，平均1.63m，层顶标高为3.25～17.37m；强风化泥质粉砂岩⑤-1，层顶标高为2.85～15.07m，平均8.72m，起伏较大，局部未揭穿；中风化泥质粉砂岩⑥，层顶标高1.76～12.93，平均5.68m，该层未揭穿，根据以上土层分析可知，本工程地层分布较为复杂，部分岩面标高程斜线，桩基可采用于采用预制管桩、人工挖孔桩钻孔灌注桩施工，桩基穿透粉质粘土不太困难，桩端进入持力层≥1m，也可以办到。
4 各种桩型的经济技术比较
根据工程经验，人工挖孔桩可靠性高，成本底，但本工程由于存在淤泥质粉质粘土，安全风险较高，不宜采用；工期要30～45天左右；桩完成需养护28天后才能进行开挖和检测；
采用钻孔灌注桩，技术成熟，可靠性没有人工挖桩和预应力管桩好，且造价比上述两种桩均高；工期需30～50天左右；桩完成后需要养护28天后才能进行开挖和检测；
采用预应力管桩，管桩可以工厂生产，技术成熟悉，且管桩已于过成的砼管桩（PC桩），发展成预应力高强砼管桩（PHC管桩），成桩可靠性高，工期25～30天内可完成；一般14天左右即可检测和开挖；不存在砼养护时间；施工速度快，整体比较，进度可提前30天。
预应管桩可采用锤击沉桩和静力压桩，锤击沉桩一般使用柴油锤，锤击沉桩由于容易桩头暴裂、产生噪音、存在振动受到限制；静力沉桩只要场地具条件，上述问题均可克服；
通过现场试桩，桩长控制在11~14m左右，压桩力控制在 200KN，以压力值为主控，从理论上讲均可满足设计要求，这样由于不存在接桩，省去焊接工序，加快了施工速度，简化了施工。
5 场地要求与处理
PHC管桩在沿海和长三角广泛采用，但需要特别重视场地条件，因压桩机重达300～600T，对场地一般要求达到100KN/M2，否则极易发生质量事故（如桩倾斜、挤断、桩偏位等），在南京河西地区和苏州多个工地曾出现上述问题，补救浪费大量的时间和财力；但这点往往易被建设单位和施工单位忽视。
6 管桩的施工
6.1 主要施工机械设备。目前市场上所用的桩机有抱压式和顶压式两种，以抱压式为主，抱压式桩机最大吨位可达800T，通常在600T，根据上述工程特点，实际上只要配重300T即可，这样可减小场地处理的费用。
6.2 对于静压桩机的机械性能要求：①桩机总重量加配重要求达到设计要求，压机机总配重达到300T，具有质量技术部门出具的监督检验合格证和出厂合格证；②桩机机架应坚固、稳定，并有足够刚度，沉桩时不产生颤动位移；③夹具应有足够的刚度和硬度，夹片内的园弧与桩径应严格匹配，夹具在工作时，夹片内侧与桩周应完整贴合，呈面接触状态，且应保证对称向心施力，严防点接触和不均匀受力；④压桩机行走要灵活，通常有步履式和履带式。最好采用步履式，目前采用液压步履式，以电动液压油泵为动力，明显提高工效，压桩机的底盘要能承受机械自重和配重的基本要求，底盘的面积要有足够大，满足地基承载力的要求。
根据以上的要求，结合实际工程情况，我们选用了YZY-600型静压桩机，考虑设计只要要求荷载较小，采用减小部分配重，只配足300T足以满足工程需要。
静压桩机施工基本原理：机身通过油缸支持安装在大小步履上的小车上，小车在大小步履轨道上由油缸控制运动，抱压桩时，借助自重及配重，以器缸液压互联动力系统方式通过夹头相交压力施加压桩力，管桩在自重及配重静压力作用下逐渐将桩压入地基土中，管桩在沉入土层过程中，桩尖把土挤向周围，从而产生桩侧摩阻力与桩端端阻力。
6.3 沉桩前准备工作。①打桩前协同建设单位认真做好障碍物的清除与管线的保护工作。施工场地应平整，，排水应畅通。②认真做好轴线或控制点的引测工作，现场必须设置两个以上的轴线控制点，用砼保护好，并引测到固定构筑物上。③开工前认真细致地向所有参与施工人员进行技术交底，安全交底和分析相应地质条件下应采取的措施。④开工前对进场的机械设备应作全面系统的检查工作，做好各部位的保养和润滑。
6.4 管桩的主要施工工艺与方法。①放样定桩位：采用全站仪测量放样，随压随放。压桩机就位时，应对准桩位，启动平台支腿油缸，校正平台处于水平状态，启动门架支持油缸，使门架作微倾15，以便吊管桩。②吊桩定位，调整垂直度：先拴好吊桩用的钢丝绳及索具，启动吊车吊桩，管桩在施工中起吊，可采用一点法（位置距桩头0.29L处），使桩尖垂直对准桩位中心，微微启动压桩油缸，当桩入土至50cm时，启动压桩油缸，进入压桩状态。③压桩：启动压桩油缸，把桩徐徐压下，控制施压进度，一般不超过2m/min，达到压桩力的要求以后，必须持荷稳定。若不能稳定，必须再持荷，一直到持荷稳定为止，持荷时间由设计人员与监理在现场试桩时确定。
7 施工质量控制措施
完善的管理措施是质量控制技术落实的基本保证，是要有一整套质量技术保证措施。
7.1 严格按照设计图纸，工程合同文件，有关现行施工规范和质量标准要求制定各分项工程的实施措施。
7.2 高强砼预应力管桩质量控制：运到现场的管桩应按规定要求进行严格检查，对于不合格产品或次品，坚决退回。
7.3 桩在运输过程中起吊、堆放必须保持平稳，无大振动，以保证桩身不受损伤。
7.4 桩位放样：要求设置相对固定的控制点，由专人进行测量放样。
7.5 桩机就位：桩机就位后必须用经纬仪在桩机两个方向相互垂直的地方，观测桩机，桩的中心线，设计的桩位是否在同一垂直线上，其偏差不应超过施工规范要求的允许偏差。
7.6 压桩：工程桩正式施工前应进行试压桩，以确定压桩标准，一般情况下应以桩长和压桩力双控进行施工；如桩顶标高在地面以下，需要送桩，送桩器下端应设置桩垫，要求厚度均匀，并与桩全面接触，送桩轴线必须与桩轴线一致。
7.7 截桩：露出地面或未能送至设计桩顶标高的桩，即必须截桩，截桩要求用截桩器，严禁用大锤横向敲击、冲撞。
8 质量检查与验收
质量检查依据：建筑地基基础工程施工质量验规范（GB50202-2002）、建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）、GB13476―1999和江苏省建筑安装工程施工技术操作规程（DGJ32/J28-2006）和设计图纸要求：
8.1 压桩前的技术检查：压桩机的压力表的校定证书、控制测量成果和桩位测量结果。
8.2 外观检查：管桩随车提供合格证和砼检测报告，检查管桩本身是否有裂缝，外形尺寸。
8.3 压桩过程检查：压力表压力值、桩垂直度、压入深度、桩顶标高。
8.4 桩承载力的检验：打桩结束以后，按桩基规范要求随机抽检1%且不少于3根桩进行单桩静载荷试验，以确定单桩竖向承载力极限值。本工程A、B、C、D楼共抽检5根工程桩，检测结果如下表，结果符合设计图纸要求和施工规范规定。
8.5 桩身质量检测：桩身质量采用小应变动力检测方法，共抽检545根管桩，其中南京宁桥工程技术有限公司检测545根，南京市建筑安装工程质量检测中心检测89根，检测结果表明，全部为一类桩，桩身质量满足设计要求。
静载检测各桩的检测结果
8.6 桩偏位检测。开挖后对桩位逐一进行量测，绝大部分桩位偏差在20～85mm，个别桩位偏差超过设计允许，已报设计单位，设计单位已出图结结构进行了加固，其它均符合设计和施工验收规范要求。
8.7 沉降观测。建筑物的沉降观测随建筑物施工进度分别进行跟踪监测，一年之后竣工验收前观测,根据南京南大岩土工程技术有限公司的观测成果，最大沉降量2.3mm，最大沉降差为1.5mm，在规范规定范围之内，沉降速度小于0.005mm/d,，满足高层和一级建筑沉降观测稳定标准（低于0.01mm/d），符合建筑变形测量规范（JGJ8-2007）和南京地区建筑地基基础设计规范（DGJ32/J12-2005）要求。
9 结语
高强砼预应力管桩（PHC）经过二十多年应用，其生产工艺成熟、技术先进，同时由于目前压（打）桩装备技术进步明显，效率高，工期效益显著，成本比较优势明显，特别适合在软土和部分粘性土中使用，工期可大量宿短，单桩竖向承载力高等优点，值得在适用的范围大力推广应用。
参考文献
1 建筑桩基技术规范，JGJ94-2008.中国建筑工业出版社
2 建筑地基基础设计规范，GB5007-2002.中国建筑工业出版社
3 建筑桩基检测技术规范，JGJ106-2003.中国建筑工业出版社
4 建筑地基基础工程施工质量验收规范，GB50202-2002.中国建筑工业出版社
5 建筑变形测量规范，JGJ8-2007 .中国建筑工业出版社
6 江苏省建筑安装工程施工操作规程（DGJ32/J28-2006）.中国建筑工业出版社
7 桩基工程（第三版）.中国地质大学出版社
