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摘要：1.高强混凝土PHC管桩特点：单桩承载力高；抗弯性能好；质量稳定可靠；应用范围广；施工速度快。2.高强混凝土PHC管桩施工：打桩准备；验桩；锤击沉桩；接桩施工及质量控制。
关键词：预应力高强混凝土PHC管桩特点及施工要素
1、前言
预应力高强混凝土管桩（简称PHC桩），即预应力高强度混凝土管桩。是采用先张预应力离心成型工艺，并经过10个大气压（1.0Mpa左右）、180℃左右的蒸汽养护，制成一种空心圆筒型混疑土预制构件，标准节长为12—15m长，直径从300mm～800mm，混凝土强度等级≥C80。构件运往施工现场后，通过锤击或静压的方法沉入地下作为工程的基础。
2、高强混凝土PHC管桩特点
（1）单桩承载力高由于PHC管桩桩身混凝土强度高，可打入密实的砂层和强风化岩层，由于挤压作用，桩端承载力可比原状土质提高70%～80%，桩侧摩阻力提高20%～40%。因此，PHC管桩承载力设计值要比同样直径的沉管灌注桩、钻孔灌注桩和人工挖孔桩高。
（2）抗弯性能好。PHC桩选用高强度、低松驰的阴螺纹钢筋作为预应力主筋，使桩身具有较高的预压应力，其抗弯、抗裂性能良好，PHC桩有卓绝的贯入性能，能穿透密实的砂层，能适应复杂的环境与地理条件。
（3）质量稳定可靠。PHC管桩是工厂化、专业化、标准化生产，桩身质量可靠；运输吊装方便，接桩快捷；机械化施工程度高，操作简单，易控制；在承载力，抗弯性能、抗拨性能上均易得到保证。
（4）应用范围广。桩身耐防腐性能好，规格长度容易调整，使设计选用范围广，容易布桩，对桩端持力层起伏变化大的地质条件适应性强。
（5）施工速度快，工期短。PHC桩在工厂商品化生产，能按施工要求及时供桩，施工前期准备时间短，一般能缩短工期一～二月。
3.高强混凝土PHC管桩施工
3.1打桩准备
3.1.1控制网的布置
桩基施工过程中测量控制网，以便于打桩过程中掌握桩位，亦便于在复核样桩时作备查的依据。
3.1.2确定桩位和打桩顺序
确定桩位时，首先确定轴线位置，然后确定每个桩的准确位置。桩基轴线位置偏差不得超过2cm。桩的定位采用多种方法相结合的方法进行确定，如用小木桩、撒白灰点等。为避免原标定的桩位在打桩过程中周围土层被挤紧而造成的定位点偏移，施工过程中应随时对桩位进行校正检查，并应利用控制桩对桩基轴线作系统检查，每2天不少于1次。
为了使桩能顺利地打到设计标高和减少因桩打入先后对相邻桩造成的挤压和变位，打桩前应先根据桩的密集程度拟定打桩顺序。根据施工经验，打桩的顺序以中央向边沿打设和分段打设为最好。为使施工过程顺利进行，在施工过程中遵循先打密集群桩，后打间距较大的桩；先打中间桩，再打边桩；根据入土深度，宜先长桩后短桩的原则进行施工。
3.1.3桩锤的选择
选择桩锤时，必须充分考虑桩的形状、尺寸、重量、入土长度、结构形式以及土质、气象等条件，并掌握各种锤的特性。桩锤的夯击能量必须克服桩的贯入阻力，包括克服桩尖阻力、桩侧摩阻力和桩的回弹产生的能量损失等。如果桩锤的能量不能满足上述要求，则会引起桩头部的局部压曲，难以将桩送到设计标高。鉴于本工程有软、硬两种土层，故选用了蒸汽锤，锤重8t。
3.1.2桩架的选择
桩架的设置、安装和准备工作对打桩效率有很大影响。桩架选用履带行走式桩架，其最大特点是移动灵活，使用方便，运行机构为履带，对路面要求比较低。
3.2验桩
PHC桩的质量验收项目主要有外观质量、尺寸偏差、砼抗压强度和抗弯性能等四项。只根验收合格的成品桩才可沉桩。
3.3锤击沉桩
因地层较软，初打时可能下沉量较大，宜低锤轻打，随着沉桩加深，沉速减慢，起锤高度可渐增。在整个打桩过程中，要使桩锤、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。必要时应将桩锤及桩架导杆方向按桩身方向调整。要注意尽量不使管桩受到偏心锤打，以免管桩弯扭破坏。打桩较难下沉时，要检查落锤有无倾斜偏心，特别是要检查桩垫桩帽是否合适。如果不合适，需更换或补充软垫。每根桩宜连续一次打完，不要中断，以免难以继续打下。
3.4接桩施工
接桩采用端板式焊接接头。当下节桩的桩头距地面0.6～0.8m左右时，开始进行接桩。先将焊接面清刷干净，再在下节桩头上安装导向箍引导就位，当PHC桩对好后，对称点焊4～6点加以固定，然后拆除导向箍。由2名电焊工手工对称施焊，焊接层数应大于等于二层，内层焊渣必须清理干净后再焊下一层，要保证焊缝饱满连续。焊条采用J422焊条，焊条直径为φ4.0mm、φ3.2mm。焊接具体操作与要求按规范中的有关条款之规定执行。焊好的桩接头应自然冷却3～8分钟后方可锤击沉桩。
3.6在沉桩过程中碰到下列情况应暂停打桩，查明原因后再按处理方案施工：
（1）沉桩过程中桩的贯入度发生突变；
（2）桩头混凝土剥落、破碎；
（3）桩身突然倾斜、跑位；
（4）地面明显隆起、临桩上浮或桩位水平移动过大；
（5）贯入度或锤击数与试验成果明显不符；
（6）桩身回弹曲线不规则。
4、PHC管桩与基础底板连接技术
为有效防止基础上浮并保证基础和桩基的整体协同工作，PHC桩必须伸入基础不少于10cm，同时在基础钢筋绑扎前，将PHC桩顶部的60cm高度内中间空部份灌入砼，砼不低于C40的砼，并微掺UEA膨胀剂（掺量10%），同时沿孔周边设置锚筋。锚筋伸入基础底板内，与底板砼刚接。
5、质量控制
（1）施工前应检查进入现场的成品桩，接桩用电焊条等产品质量。
（2）施工过程中应检查桩的贯入情况、柱顶完整状况、电焊接桩质量、桩体垂直度、电焊后的停歇时间。重要工程应对电焊接头作10%的焊缝探伤检查。
（3）施工结束后应作载荷试验，以检验设计承载力，同时应作桩体质量检验。载荷试验及桩体质量检验数量要求同打（沉）入式混凝土预制桩施工。
（4）先张法预应力管桩的质量检验如表3所示。成品桩均在工厂生产，随产品出厂有质量保证资料，一般在现场仅对外形进行检验。
6、施工体会
（1）PHC桩强度高，抗弯性能好，具有卓绝的贯入性能，施工速度快，工期短。
（2）PHC桩由于采用预应力螺旋筋，抗裂性好，因此成桩质量可靠，不易损坏，实际施工中，无一根桩破裂报废，这是其它预制桩所不具有的特点。
（3）施工现场文明，特别适合工期短、城市环境条件下的桩基施工。
（4）“重锤低打”能有效降低锤击应力。桩锤对桩头的锤击速度越快，在桩身上产生的应力波强度也越高，即打桩应力与锤击速度成正比，所以为降低锤击应力并保持较好的贯入度，采用了较重的桩锤和较低的速度施打，效果良好。
（5）桩头衬垫效应对锤击应力也有直接影响。为延长锤击作用时间、降低锤击速度，并借以降低锤击应力，选用软厚适宜的木桩垫，收到良好效果。
（6）选择合理的打桩施工顺序，能减小桩的侧向位移，对周围建筑物不会有大的影响。应根据基础形状和长应先里后外，先深后浅，由中心逐渐往外侧对称施工。