作者：梁小平
来源：《广东科技》 2014年第12期
梁小平
（四川电力送变电建设公司，四川成都 610051）
摘 要：PHC桩全称为预应力高强混凝土管桩，这是一种新型的基桩，在工业与民用建筑、港口码头、水利工程、桥梁等都有广泛的应用。在施工过程中，PHC桩将会碰到各种质量通病，将主要讲述PHC桩的几种质量通病，并找出解决措施，来对施工质量进行监控，并介绍其管理要点。
关键词：PHC桩；质量通病；施工质量监控；管理措施
0 引 言
PHC桩是一种采用专业工厂里离心成型工艺和先张法预应力，通过蒸压养护而制成的一种空心圆筒体的等截面构件，然后通过静压或锤击的方法沉入地下来作为建筑物基础的基桩。在我国建设中广泛应用工业与桥梁、港口码头、民用建筑、水利工程等。这也使其发挥的作用越来越大。在PHC桩施工过程中，经常会发生打歪、打坏、打不下去等问题。在实际施工中，这些问题发生的原因是非常复杂的。这既有桩的制作质量上的原因，有土层变化复杂的原因，也有操作工艺上的原因等。所以，在发生这些问题时必须及时地分析，积极地处理。在必要的时候需要与设计单位来共同研究解决。
1 PHC桩施工工艺流程
首先进行试桩，由质监单位、建设单位、设计单位、监理单位、勘察单位、总包单位及施工单位共同确定打桩原则，现场最终确定锤重、贯入度、桩锤落距、持力层等，并经检测满足设计要求后方可进行全面的桩基施打。施工流程包括：桩位放线→桩机就位→起吊预应力管桩→管桩就位、校正→打桩→中间检查→打桩→送桩→移机→桩检测→验收。
2 PHC质量通病及监控措施
2.1 管节破裂、桩身断裂
这种现象表现为桩身在锤击过程中突然倾斜或错位，贯入度突然增大，并伴有桩锤跳起后桩身回弹现象。
2.1.1 分析原因
桩身在施工中出现较大弯曲，原因有：
（1）如果桩身弯曲程度在桩制作时超过规定，桩尖偏离桩的纵轴线将变大，在沉入地下后桩身会发生弯曲或倾斜。
（2）在桩沉入土后遇到坚硬大块的障碍物时，将桩尖挤向另一侧。打入地下一定深度后不垂直稳桩再用走架方法校正，以此让桩身产生弯曲。多节桩施工时，相接的两节桩不在同一轴线上产生了弯曲。
（3）桩在长时间反复打击中，受拉应力的作用，桩身当拉应力值大于混凝土抗拉强度，桩身表面混凝土剥落，某处产生横向裂纹，如钢筋超过流限，拉应力过大，桩即断裂。
（4）制作桩的混凝土强度不够或桩在堆放、吊运过程中产生裂纹或断裂未被发现。
2.1.2 预防措施及处理方法
（1）施工前，查清桩位区地质情况，以此来清除地下障碍物如旧墙基、旧桩基基础、条石等。
（2）施工前应对桩位下的障碍清理干净，必要时对每个桩位用钎探探测。对桩构件要经行检查，发现桩尖不在桩纵轴线上或桩身弯曲超过规定（L/1000且≤20mm）的不宜使用。一般一节桩的细长比不宜超过40。
（3）在稳桩过程中发现桩不垂直需要及时纠正，在打入一定深度后桩发生严重倾斜时，不应采用移架方法来校正。在保证上下两节在同一轴线上，桩接头处需严格按照操作去运行。
（4）桩在吊运、堆放过程中，不得使用桩开裂程度超过有关验收规定的桩，需严格按照有关规定进行。
2.2 桩顶破碎
（1）这种现象表现：沉桩过程中在桩顶出现混凝土碎裂、掉角以及桩顶钢筋全部打坏外露。
（2）分析原因：
①在设计时没有考虑到施工机具、工程地质条件等因素，桩顶钢筋网片不足，或者混凝土设计强度偏低，桩顶面与主筋距离过小。
②混凝养护措施不当或养护时间过短，导致混凝土与钢筋在承受冲击荷载时，不能很好地协调进行，以至于容易使桩顶严重碎裂。
③桩顶面不平，桩顶平面与桩轴线不垂直，桩顶保护层过厚或桩顶与桩帽的接触面不平，桩沉入时不垂直，使桩顶面倾斜，造成桩顶面局部受集中应力而破碎。
④锤重选择不当。桩锤大，打击力过大，桩顶混凝土承受不了过大的打击力，会发生碎裂。
（3）预防措施：
①正确选择配合比是在预制管节时保证混凝土质量的关键。管桩混凝土需要达到设计强度，最好时间在28天以上，然后通过蒸养出厂的管节，需要进行1~3个月的自然养护期。
②通过工程地质条件、长度、断面尺寸，并选用合理的桩锤。沉桩需要实现“重锤轻击”的原则。
③必须平整桩顶，桩顶平面需要垂直于桩轴线，不得偏斜桩尖，必须剔除有缺陷的管节，符合整修要求后才可以使用。
④必须平整桩冒与桩顶的接触面，选择硬木来为垫木提供材料，要有平整的端面，及时更换破碎缺损的地方，打桩时应该加垫硬纸板、麻布袋等缓冲垫。在桩帽上需要留逸气孔。
⑤选择合理的沉桩顺序，避免因增加击打次数而增大后打桩的摩擦力。
（4）解决方法：
①当桩顶发现有打碎的现象时，需要及时停止打击。如果桩顶未失去承载能力且破碎不严重时，需要及时更换桩锤或加厚桩垫，在沉桩继续时桩顶损毁不能再扩展才能将桩节打入地层。如果桩节损坏严重，混凝土钢筋网片、露筋剥落和主筋变形严重，需要去除损毁的部分，补强比原桩节混凝土高一强度等级的快墙混凝土，如果强度合格将继续沉桩。
②如果桩节的修复不能成功，则需去除这节管桩，采用新的管节继续沉桩。
③如采用以上措施还不能解决问题，则需同有关部门商定去除损坏的桩节，在原桩位停止沉桩，采用补桩等方法。
2.3 桩被打歪
桩顶不平，桩身混凝土凸肚，桩尖偏心，土中有障碍物或接桩不正确，都可能造成打歪桩的现象；此外，打歪桩也常常与操作有关系，例如在桩初入土时，桩身可能倾斜，如果没有纠正就继续，很容易就把打歪桩。为防止桩被打歪，可采取以下方法：
（1）为确保垂直打桩机的导架需仔细检查两个方向的垂直度，否则，会偏离桩位。
（2）必须对准竖立起来的桩位，同时，正确地将桩顶套入桩锤下的桩帽内，不要将其偏在一边，在承受轴心锤的前提下将桩击入土中。
（3）开始打桩时，用小落距桩锤将桩逐渐打入土中，而且随时注意桩的垂直度，当桩在击入土中一定深度后稳定下来，再将桩按照需要的落距逐渐打入土中。
（4）桩尖偏心、桩顶不平很容易使桩打歪，因此必须注意桩的验收检查和制作质量工作。
2.4 桩打不下
在打入土中1~2m下不去时，突然贯入度变小，桩锤回弹严重，将可能遇上混凝土基础或旧的灰土等障碍物，需要彻底钻透或彻底清除后再打。或者拔出桩，在得到甲方和设计者的同意下适当移位再继续击打。当桩击入土下很深的程度打不下去，这会有以下几种状况：
（1）桩身或桩顶已被打坏，锤的冲击无法有效地传递给桩，不能使之继续击入土中。
（2）土层中夹杂有其它硬土层或较厚的砂层，在可能遇上孤石、钢渣等障碍物时，不能盲目击打，否则将造成桩身折断、桩顶破碎。需要同设计勘探部门共同研究然后制定详细的计划解决。
（3）在打桩过程中因特殊情况中断，需桩停歇一定时间后再击打，可能不会顺利地将桩打入土中。其主要原因在于土的固结作用，使得桩与桩身周围的土结合牢固，钢筋混凝土桩因承受荷载而变成了直径较大的土桩，所以无法将桩继续打入土中。所以在保证打桩的连续性时，必须做好各方面的准备。
2.5 管桩桩位允许控制偏差
管桩桩位允许控制偏差如表1所示。
3 工程质量的管理要点
（1）严格按试桩确定的打桩原则和经审查批准的设计图纸及国家现行施工验收规范进行施工。出现特殊情况应立即停止施工及时汇报并同建设、设计、监理、地勘、施工等单位研究决定后方可继续施工。
（2）打桩过程中要严格控制施工安全、质量、进度，落实各项技术负责制度，做到责权明确。
（3）认真作好桩定位轴线的移交、复查工作。
（4）所有桩位放好后要认真检查一遍。
（5）打桩过程中，提前对每一桩位进行复查。
（6）桩身画好每米线，打桩过程中记录好每米锤击数。
（7）单桩长度不够即采用接桩，打桩时就注意任意单根PHC管桩总锤击数不超过2500锤，最后1m锤击数不超过300锤，若超过以上数值须由建设、设计、监理、地勘、施工等单位研究决定后方可施工。
（8）当桩端位于其它土层，贯入度达到试桩确定要求，但持力层未达到设计要求持力层，且桩端下4倍桩径深度范围内无软弱下卧层时，应继续锤击三阵，按每阵贯入度不大于设计要求或试桩确定的贯入度数值加以确认才能进行收锤。
（9）当遇到贯入度剧变，桩身突然发生倾斜，移位或有严重回弹，桩顶或桩身出现严重裂缝、破碎等情况时，应暂停打桩，通知相关人员分析原因，采取相应措施及时进行处理。
4 结束语
综合上述问题，PHC桩在施工过程中，所遇到的问题比较多，而且问题原因也比较复杂。这些原因有工艺上的，也有在制作质量上的，所以在发现这些问题时，需要认真的研究调查，做到具体分析，具体处理，以此才能实现对PHC桩的质量监控与管理。
参考文献：
［1］ 杨大生. 预应力混凝土管桩［M］. 北京：中国建筑工业出版社，2007.
［2］ 孙东. 混凝土结构设计规范［M］. 上海：化学工业出版社，2006.
［3］ 王香兰. 先张法预应力混凝土管桩［M］. 北京：人民交通出版社，2007.
作者简介：梁小平（1968~），男，一级建造师，大专，从事输变电施工管理工作。
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