超厚砂层下预制管桩沉桩技术研究

超厚砂层下预制管桩沉桩技术研究

王忆 ,李翔宇,卢本彬

中建八局第一建设有限公司，山东省济南市250000

摘要：分析PHC管桩施工技术，对同类工程施工具有借鉴意义。

关键词：超厚砂层下；预制管桩；沉桩技术

前言：

中国农业银行股份有限公司济南分行商河档案库项目1#档案库采用承台基础，基础形式采用预制管桩基础(PHC桩)。

表1 1#档案库预制管桩设计参数

1施工准备

施工图纸会审并形成图纸会审纪要。

平整及处理场地内影响打桩的土坑及地下障碍物；达到场地平整、排水通畅、打桩机来回行走不陷机的要求。

现场设置基桩轴线控制点及水准点，并且标记明显，做好保护。

施工现场工作人员到位、配套工种齐备；并向施工人员进行技术、安全交底。

供电、供水、道路、排水、照明、临时板房或厢房等设施满足现场施工要求。

2桩机就位

桩机由桩基础施工单位分车运输至场内，在现场进行拼装、检查。正式启用前，需报监理验收，验收合格后方可投入使用。

3试桩

按设计图纸要求，在预应力管桩全面施工前应先进行试桩确定施工参数，桩基大面积施工前应进行试桩，确定沉桩的参数。试桩可采用工程桩试打桩时配合小应变测法确定，测试数量不小于总桩数的1%，且不少于3根。试桩位主要挑选靠近钻探点且地质情况不太好的桩位（最不利因素原则）。

施工具体程序如下：桩机移至桩位后，调整好桩机的水平度，在使用的管桩上每米划线作标记，便于观察和记录，吊桩采用一点双钩起吊，绑扎点距桩端0.2L。焊接桩尖对位后，由两人同时成90°角由正前、侧面两方向用吊线垂直观测，指挥机手调整桩身垂直度，确认调整好后再进行施压，记录员必须认真如实记录每节压桩力值。

当第一节桩基本入土却距收压标准较远时，距地面0.5m左右停压再以同样方法起吊另一节桩来接桩。接桩时上、下节桩中心必须重合，校正垂直度，平面错位偏差不得超过2mm。由两人同时对称逆时针施焊，焊缝饱满、连续分层进行，焊渣清理干净。焊完冷却后方可施压，收压前要复压，并测量反弹值。

4管桩施工

静压预制桩通常适用于高压缩性粘土层或砂性较轻的软粘土层等软土地基。在沉桩过程中，桩尖直接使土体产生冲切破坏，桩周孔隙水受此冲切挤压作用形成不均匀水头，产生超孔隙水压力，扰动了土体结构，使桩周约一倍桩径范围内的一部分土体抗剪强度降低，发生严重软化（粘性土）或稠化（粉土、砂土），出现土体重塑现象，从而可容易地连续将静压桩送入很深的地基土层中。压桩过程中如发生停顿，一部分孔隙水压力会消失，桩周土会发生径向固结现象，使土体密实度增加，桩周的侧壁摩阻力也增长，尤其是受扰动而重塑的桩端土体强度得到恢复，致使桩端阻力增长较大，停顿时间越长扰动土体强度恢复增长越多。因此，静压沉桩不宜中途停顿，必须接桩停留时，宜考虑浅层接桩，还应尽量避开在土质好的土层深度处停留接桩。

5接桩和截桩

根据图纸要求，同一水平面内桩接头数不得超过桩基总数的1/4，桩身长34m，现场接桩桩长的搭配尺寸为“15+9+10”，“9+10+15”，“10+15+9”，“14+10+10”四种搭配形式，以满足图纸要求。

接桩采用二氧化碳保护焊工艺。

1、焊丝采用气保护实心焊丝，焊丝要有出厂合格证。

2、桩尖焊接时保证桩尖中心与桩中心重合。

3、接桩前用钢丝刷清理桩头的杂物，露出金属光泽。

4、在上节管桩头高出地面0.5-1.0m时进行接桩，下节桩桩头处宜设导向箍，以便上节桩就位准确。

5、上、下节桩对齐，错位不超过2mm，桩节弯曲矢高不得大于桩长的0.1%且不得大于20mm。

6、管装焊接时，宜先在坡口周围对称焊4-6点，待上下节桩固定后再拆除导向箍，然后分层焊接。由两人同时逆时针方向同速进行施焊，焊缝饱满、连续，不得有夹渣、咬边、焊瘤等。

7、焊接桩时应遵守“二遍三道”的原则，不能一遍成活。

8、所有焊缝用钢丝刷清理干净，药皮要清理掉。焊好的桩接头应自然冷却8分钟后方可继续沉桩。

10、桩打好后桩头高出地面的部分应小心保护，严禁施工机械碰撞或将桩头用作拉描点；送桩遗留的孔洞，应立即回填或做好覆盖。

11、截桩头宜采用锯桩器截割，严禁采用大锤横向敲击截桩或强行扳拉截桩。

12、每根桩须对照设计要求桩长及相邻桩焊缝错开的原则，选用合理的桩节组合，以使接桩次数尽量少，任一单桩的接头数量不宜超过3个。

13、对于处于中腐蚀土层范围的焊接接头，需增加焊缝厚度，腐蚀裕量不小于2mm。

对于抗拔管桩，需采用抱箍式机械快速接头方式。

1）在机械连接盒内涂入沥青涂料；

2）焊缝坡口需满焊封闭，满焊hf=6mm；

3）使用3个机械连接卡将两桩连接固定；

4）使用六角螺栓进行加固。

管桩施工完毕收压后，待土方开挖至基坑承台底时，对高出桩顶标高的桩头进行截除，截桩时应采用TQ-500/400型管桩通用截桩机，按桩顶标高割除。对突出较短（≤50cm）的桩头也可用破桩器从头部破除。禁止用大锤横向敲击打碎。

6送桩

若桩长快压至桩顶标高，而距最后收压标准不远时，可送桩，送桩时应选择合适桩长的管桩作为送桩器，让送桩管桩端面紧贴桩端面，送桩至收压标准。整条桩施压时应连贯，一气呵成，意外停机时，尽量不超过2小时（特殊要求时例外）。送桩深度不宜低于设计桩顶标高，抗拔桩应预留锚入承台部分长度。当桩顶压至接近桩顶标高需送桩时，应测出桩的垂直度并检查桩顶质量，合格后立即送桩。场地桩洞应及时覆盖，并设立警示牌，避免行人及车辆误入桩洞，产生危险。

7灌芯施工

填芯混凝土应采用微膨胀混凝土，强度等级比承台高一等级。浇灌混凝土前，应先将桩内壁浮浆层清除干净。可采用内壁涂混凝土界面剂或采用微膨胀混凝土以提高填芯混凝土与管桩桩身混凝土的整体性。

8桩孔防护

对施打出来的桩孔及时进行安全防护，以免人员坠落。用蛇皮袋人工装满土块扎紧，垫于桩孔顶部或用挖掘机回填平整场地。

9打桩技术及注意事项

1、用吊机吊桩时压柱架底盘较宽,必须将桩运至底盘前然后起吊。

2、吊桩竖直后用撬棍将柱稳住并推到底盘插粧口缓慢落下,离地面10cm左右,再利用撬棍协助对准柱位插柱。

3、两台卷扬机同时启动,放下压梁、柱帽套住柱顶顺势下压。两台卷扬机“同步”,确保压梁不偏斜,使桩在压柱过程中保持压梁中轴线与柱中轴线在同一直线上。

4、多节桩施工时,接桩面应距地面0.5m以上。

5、压桩沉入深度是以设计标高或允许静压力值控制,或标高与静压力值同时控制。

6、压柱时尽量避免中途停歇。

7、当桩尖到砂层时,可采用最大的压桩力作用在桩顶,采用停车再开、忽停忽开的办法,使桩缓慢下沉穿过砂层。

8、当桩阻力超过压桩机能力,或由于来不及调整平衡,压桩机发生较大倾斜时,应立即停压并采取安全措施,以免造成断桩或其他事故。

9、沉桩过程中,桩身倾斜或下沉速度加快时,暂停施压。

10、施工中应密切关注压桩力是否与桩轴线符合,压梁导轮和龙口的接触是否正常,有无卡住现象。

11、快达到设计标高时,不能过早停压,严格控制一次成功：

10桩基检测

目的是检测桩的竖向承载力是否满足设计要求。

1）试验加载装置：

试验采用压重平台反力装置。压重平台反力装置作为荷载反力，将大于最大试验荷载的荷重在试验开始前一次性加上平台，试验时用油压千斤顶分级加载。

2）试验加载方法和沉降观测

（1）试验加载：采用快速维持荷载法，即每隔一小时加一级荷载。每级加载为要求最大试验荷载的1/10，第一级可按2倍分级荷载加载，在每一级荷载作用下，观测桩的沉降量。

（2）桩的沉降观测：在桩顶两边对称设置2个百分表，每一小时测定一次沉降量；百分表精度为0.01mm。

11结束语

本文针对PHC桩基施工技术的研究，为以后PHC管桩施工提供了很好的借鉴经验。

参考文献：

[1]《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008.

[3]《先张法预应力混凝土管桩》GB13476-2009

[3]《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012

[4]《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011