浅谈静压PHC管桩施工全过程质量控制及其应用

1 工程概况
该工程位于厦门市五缘湾。上部建筑为剪力墙结构,下部基础采用PHC管桩基础,桩身断面尺寸为Ф500,单桩竖向抗压承载力极限值为4000KN,桩身混凝土强度等级为C80,设计桩端持力层为全风化花岗岩。场地为滩涂回填地貌，管桩需穿透层厚平均达6m的淤泥层。
2 静压PHC桩的特点
PHC管桩桩身采用工厂化生产，利用高强混凝土经离心钢模蒸养成型，并施加预应力，因而桩身质量相对稳定、竖向承载力高、成本低；采用静力压桩法沉桩更具有施工工艺简单、噪音低、工期短等优点，施工过程中还可定量地监测其压桩力，易于分析处理沉桩质量；因此在厦门等沿海地区得到广泛的应用。但是PHC管桩属薄壁混凝土构件，抵御弯曲荷载的能力较差，易产生脆性破坏；同时PHC管桩施工过程中还存在因挤土量大、接桩质量不稳定等问题。
3 施工全过程质量控制要点
针对上述特点及问题，PHC管桩静压施工时的质量检查及控制显得尤其重要，本文结合比较具有代表性的工程实例就PHC管桩静压法施工全过程中的各个环节的控制要点展开讨论，希望能为同类工程积累更多的经验。
3.1施工前期准备
做好前期准备工作是确保施工质量和工期的重要前提。
a) 开工前施工单位应抓紧熟悉图纸，了解工程地质勘察报告，根据土层分布情况和设计单桩承载力标准值初估配桩尺寸及压桩机配重，压桩机配重应满足设计要求；
b) 做好场地三通一平，因该项目场地为滩涂地貌加之雨季影响，根据场地实际情况回填部分素填土土头垃圾使得场地承载力满足桩基行走要求；
c) 基准点应设置在通视条件好、稳定且不受施工影响的地方，并由监理单位复核确认。
3.2桩身进场验收
PHC管桩虽然为工厂化生产，质量比较稳定，但桩身脆，抗弯能力差，运输起吊环节可能造成断裂，因而桩身进场验收尤其重要。需逐根进行外观检查，对桩身合缝处、桩头、桩身漏浆及粘皮、麻面，表面缺陷深度大于1公分的应及时退货，验收合格的用红漆做上标记和标注桩长，保证现场不被误用和方便配桩；管桩现场堆放场地应平整、坚实, 底层桩应在距桩端0.2倍桩长处设置两个枕木支点,以上各层可直接叠放,本工程堆叠不大于5层,堆放位置应便于施工取用,避免长距离二次转运。
3.3试桩
试桩是核对地质勘察、设计指标与现场实际情况是否相符的关键环节。试桩桩位应由设计人员主导，选择受力及土层具有代表性且接近原勘察孔位易于核对的位置。试桩时应逐层记录压桩力变化,尤其是接近预计的持力层时,要加密读数以验证场地土层划分的准确性。该工程设计桩端持力层为全风化花岗岩,设计人员对静压PHC管桩成桩采用“双控”标准,即控制桩长要求桩端达到持力层，同时控制压桩力,规定成桩时的最终压桩力值不小于单桩极限承载力标准值。
桩长控制的核心在于试桩标准如何确定何时进入持力层,一般要么按工地质勘察报告的土层标高,要么需确定一压桩力数值,否则标准不明就无法实现。此外,终压持荷要求、超送长度限制、接桩间歇时间控制等也应一起在成桩标准中加以明确。试桩之后施工单位就可以据此最终确定配桩方案。
3.4成桩控制
PHC管桩施工快捷,其挤土效应更加彰显,挤土处理不当容易引起偏位、上浮、桩身倾斜甚至断桩，施工组织设计中应遵循合理的沉桩顺序,一般宜采用：先深后浅, 先大径后小径,自中间分两向或向四周进行的原则。遇有特定建筑则应先邻近、后退离。必要时应采用开挖隔离沟、开引孔、跳打、延长间歇时间、选用开口桩型等方法减少挤土效应。具体沉桩时应注意首节桩压入前的垂直度检查调整；该项目临近海边，接桩应密挂避风挡帘，焊接时应对称同步进行,同时保障足够的冷却间歇,一般宜控制在3～5分钟之间。当桩身已出现倾斜时,不可在接桩时加垫片调整,人为地造成接桩处弯折,这样今后受力反而更不利。另外，为防止海水侵蚀，要求施工单位对接头做防腐防锈处理，待接头冷却后用沥青满涂。桩基进入持力层达到成桩标准后方可停压,未满足要求的应经设计人员确认。成桩全程均为隐蔽工程,须按规定做好记录并由监理旁站签认。当沉桩的最后桩顶标高高于设计标高时,应进行截桩,截桩采用专用割桩机，严禁直接使用大锤横向敲击,或利用压桩机行走强行扳断等野蛮施工。切断的余桩尚应妥善保存,将其用于超送的接桩,既方便又节约。
3.5土方开挖
该项目地下室需进行深基坑开挖，且开挖土层基本为淤泥层，开挖不当容易造成桩身缺陷、偏位,甚至引发倒桩、断桩现象。因此深厚软土层中的开挖一定要选择适当大小的机械,开挖前要求施工单位先复核桩位并插上旗杆进行标记，按方案分层、顺序开挖,并按方案中的行车路线及时清运土方,桩周余土严格要求采用人工清除,严禁使用大型机械野蛮开挖、单边开挖或碰撞开挖后悬空的桩身。对开挖后悬空的桩身应及时组织割桩至设计标高，同时为避免桩周淤泥倒灌至桩芯孔，要求施工单位同步跟进用沙袋对割好的桩头进行暂时封堵，待灌芯施工时取走。此外若土方开挖由后续施工单位负责时,应在土方开挖前进行桩位偏差中间验收,以分清责任,待开挖到设计标高后,再做最终验收,并以此为准判定桩偏位是否合格。
3.6验收及异常情况处理
静压PHC管桩对复杂地质情况的适应性远不如冲、钻孔灌注桩,因此在施工中时常会遇到一些异常情况需要进行处置,该项目场地基础存在一定的原滩涂排洪沟条石基础，导致浅层淤泥土中含块石无法压入,采用钎探排查,开挖引孔后再压桩；对部分深层条石障碍则报设计人员视情况决定补桩；缺陷桩、断桩确认后需由设计单位出具处理方案,深层一般补桩,扩大承台；浅层可开挖后接桩,具体可按设计、图集处理。浅层的桩身开裂可在桩芯孔加挂托板后灌注C30无收缩细石混凝土灌芯,灌芯范围应不小于开裂处上、下各1m。本工程虽无桩身开裂情况，但考虑地下水具有微腐蚀性，所有桩身均加挂托板填芯至设计深度。
其它常见异常情况有：
穿超密实砂层压桩困难,此时应选用穿透能力较好的开口、或圆锥型桩头,选用壁厚较大的AB或B型桩,利用桩芯孔辅以高压水冲引孔(但在含砾的砂层中应慎用水冲,若出现砾石积累,反而会弄巧成拙) 。此外在配桩时应避免在未穿透此层时进行接桩,防止由于超静孔隙水压消散,桩身摩阻力恢复后出现“抱桩”。
到达设计标高时终压力不足,此种情况在持力层为残积土层时较为常见,此时应及时与设计人员联系决定桩基的超送深度和最终控制压力,决定是否需改变配桩长度。如果较多地出现终压力不足经设计许可终压的情况,施工单位应对这类桩在间歇后有选择的安排复压,利用复压情况判断桩身承载力的恢复情况,防止因经验不足造成大面积静载不合格。此外复压对处理挤土引起的桩身上浮也十分有效,这是静压法施工的一大优势,施工单位要善于利用。
地质情况与地质勘察结果严重不符,此时应果断停止施工,发联系函,各方会商是否按规范要求补做施工勘察。切不可一味赶工,独自承担风险。
4 结语
本文根据静压PHC管桩的施工特点以及前人经验并结合工程实例总结了静压PHC管桩施工各主要环节的质量控制要点,经工程实例试验检测表明该控制要点效果良好，其中Ⅰ类桩86根，Ⅱ累桩18根，各约占委托检测104根桩的83%和17%，单桩竖向抗压极限承载力满足设计要求。
参考文献
[1].吴振雄.PHC管桩静压施工控制要点[J].福建建筑.2007(4):82-83.
[2].张丽娜..静压PHC桩施工中的质量控制[J].工程施工技术.2007(3):75-76.
[3].胡周生.PHC桩质量事故的分析及处理[J].建筑技术发开.2003.7:47-48.
[4].郑桂心.地下室开挖不当引起PHC管桩事故的分析[J].福建建筑.2007(3):73-74.