汉川PHC500管桩 管桩

管桩的情况介绍
1 前言 预应力高强混凝土管桩(简称PHC桩)，是在近代高性能混凝土(HPC)和预应力技术的基础上发展起来的混凝土预制构件，它是建设部科技成果重点推广项目。
具体地说混凝土管桩，PHC桩是专业工厂里采用先张法预应力和离心成型工艺，经过蒸压养护而制成的一种空心圆筒体的等截面构件，运往施工现场后，通过锤击或静压的方法沉入地下作为建(构)筑物的基础。
这是一种新型的基桩，由于它的卓越性能，得到了建筑界人士的青睐，在国外发展迅速，日本、港澳地区及东南亚各国使用都很广泛。
据我所知，混凝土管桩，广泛应用在工业与民用建筑、桥梁、港口码头、水利工程等，在国家建设中发挥了愈来愈大的作用。
2 PHC桩特点 (1)单桩承载力高，单位承载力价格便宜。
桩身混凝土强度等级为C80，具有高强性能，φ600的PHC桩的单桩允许承载力达到2500至3200KN。
可作为高层、超高层建筑的基础。
混凝土管桩
其单位承载力的造价比预制混凝土方桩和钻孔灌注桩低，且仅为钢桩的1/3～2/3，并节省钢材。
(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。
由于采用工厂预制的生产方式，能利用先进的工艺和设备，质量容易控制，产品质量容易保证，且成桩质量监测方便。
(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。
(6) 施工现场文明。
施工现场无砂石、水泥，无泥浆污染，对施工现场狭窄的工程特别有利。
3 施工准备 3.1 PHC桩专项施工组织设计 PHC桩专项施工组织设计主要考虑施工方法、桩机与桩锤的选择等而。
桩机可按PHC桩的设计长度与施工成本，并结合实际现场情况选择。
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。
施工方法：
根据打桩施工区域内的地质情况和基础几何形状，要合理选择打桩顺序，对周围建筑物采取预防措施。
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 吊装与运输 PHC桩混凝土强度宜超过80%时才能吊装，吊装有两种方法：
当桩长大于13m 的PHC 桩宜采用支点法，两支点设在离桩两端0.21L 处;当桩长不大于13m时，可采用直接进行水平起吊，采用吊钩钩住管桩两端内壁直接进行水平起吊。
PHC桩强度达到100%时方可运输，桩在运输过程中支承应满足堆放的要求，并且要绑扎牢固。
PHC桩堆放场地要坚实平整，且下层要在两支点下放垫木，且垫木支撑点应在同一平面上。
本工程PHC 桩的堆放层数不得超过四层。
PHC 桩的吊装、运输及堆放过程中应轻起轻放，应避免振动、碰撞、滚落。
4 PHC 桩沉桩施工 4.1 施工顺序 沉桩施工顺序一般宜采用先长桩后短桩，先大径后小径的原则，自中间分两边对称前进， 或自中间向四周进行。
4.2 测放桩位 测放的桩位经测量监理复测无误后方可进行沉桩，并且每天施工前要检查即将施打的桩位与邻桩之间的尺寸是否正确。
为便于送桩高度控制设一定数量的水准点。
4.3 桩机就位 检查桩机，确保设备正常运转后移动设备就位、对中、调直。
4.4 插桩 首先用吊车取桩，起吊前在桩身上划出以米为单位的长度标记并将开口桩尖焊接到底桩上(短桩无桩尖)，起吊支点宜在桩端(无桩尖)0.3L 处;将桩吊起后，缓缓得将桩一端送入桩帽中，对位准确后，再用两台经纬仪(轴线互相垂直)双向调整桩的垂直度，通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整;插入时的垂直度偏差不得超过0.5%，确保位置及垂直度符合要求后先利用桩锤的自重将桩压入土中。
4.5 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。
4.6 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FGJ94-94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。
4.7 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。
5 成果记录整理 打桩过程中应详细记录各种作业时间，每打入0.5～1m的锤击数、桩位置的偏斜、*10击的平均贯入度和*1m的锤击数等。
按规范要求整理成表并进行质量评价，必要时进行静载与动载试验。
6 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。
7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。
换言之混凝土管桩，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。

管桩沉桩方法有多种，在我国国内施工过的方法有：锤击法、静压法、震动法、射水法、预钻孔法及中掘法等，而以静压法用得多。由于柴油锤打桩时震动剧烈、噪音大，为适应市区施工需要，近几年来我国各地开发了大吨位的静力压桩机施压预应力管桩的工艺，静力压桩机又可分为顶压式和抱压式，抱压式是桩机的夹板夹紧桩身，依靠持板的摩擦力大于入土阻力的原理工作，静力压桩机大压桩力可达5000-6000kN，可将直径500、600的预应力管桩压到设计要求的持力层，从而大大推动了预应力管桩的应用和发展。

主要有柴油锤击打或静力压桩两种，柴油锤要根据承载力合理选用锤重和冲击能量，原则是重锤低击优于轻锤高击，轻锤高击容易打烂桩帽。打入式成桩主要控制有桩长和后三阵贯入度或两者双控。静力压桩选用压桩重种约为特征值的2.2～2.5倍，静力压桩比较直观，成桩后承载力比较有保证。静力压桩的机械笨重，占地大，对场地尺寸和表层地基承载力有要求。两种成桩方式静力压桩要贵，机械进退场费也贵一点。目前珠三角大约是相差10Yuan/m。施工过程对配桩和接桩有些要求：例如配桩宜一根桩到底不用接桩，有接头宜接头在深处不宜在表面，接桩焊接要求高，要有专业焊工证，焊缝要均匀饱满，焊面有“鱼鳞状”纹路为好，焊接后要等凉却一定时间后才能继续施工，以免焊缝处入土急冷后冷脆影响使用寿命，有抗浮设计要求的，对焊缝要求很高，更应该控制好质量。

管桩施工不适用的地质情况
不宜使用管桩的工程地质条件：
1、弧石和障碍物多的地质。
2、有坚硬类层且又不能做持力层的地质。
3、石灰岩(岩溶)地区。
石灰岩不能做管桩的持力层，除非石灰岩上面存在可作管桩持力层的其他岩层。大多数情况下，石灰岩上面的覆盖土层属于软土层，而石灰岩是水溶性岩石几乎没有强风化岩，基岩表面就是新鲜岩石。在这中地质条件下应用管桩，常会发生下列工程质量事故。
长沙管桩
① 管桩一旦穿过覆盖层就立即接触到岩面，如果桩尖不发生滑移，那么贯入度就立即变小，桩身反弹特别厉害，管桩很快出现破损现象或桩尖变形、桩头打碎、桩身断裂，破损率往往高达30%～50%。
② 桩尖接触岩面，很容易沿倾斜的岩面滑移。有时桩身突然断裂，断桩后可很快发现;有时却慢慢倾斜，到一定时候桩身被折断。如果覆盖层浅而软，桩身跑位相当明显，即使桩身不折断，成桩的倾斜率也大大超过规范要求。
③ 施工时桩长很难掌握，配桩相当困难。桩长参差不齐、相差悬殊是石灰岩地区的普遍现象。
④ 桩尖只落在基岩面上，周围土体嵌固力很小，桩身稳定性差，有些桩的抗尖只有一部分在岩面上而另一部门却悬空着，桩的承载力难以得到保证。
4、从松软突变到特别坚硬的土层
大多数石灰岩也属于“上软下硬、软硬突变”的地层，但这里指的不是石灰岩，而是其他岩石如花岗岩、砂岩、泥岩等等。一般来说，这些岩石有强、中、微分化岩层之分。
管桩认这些基岩的强风化层做桩端持力层是相当理想的，不过有些地区，基岩中缺少强风化岩层，且基岩上面的覆土层比较松软。在这种地质条件下打管桩，有关类似于石灰岩地区，桩尖一接触岩面，贯入度就立即变小甚至为零。这种岩面一般比较平坦，成桩的倾斜率没有石灰岩地区那大。但打桩的破损率并不低，这是因为中间缺少一层“缓冲层”。这个道理如同铁钉一样，铁钉钉入有弹性的木板，敲一下进去一些，不会发生什么问题。铁钉若想钉入坚硬的岩石，只要敲几下就弯而折屈。
一些设计者在工程设计中仍以长细比来控制桩长或桩径，造成工程桩的不必要的浪费。长细比限值主要是为了保证桩身不产生压屈失稳，以及考虑施工条件的要求，对于端承桩因有一较坚硬的不变形的持力层，在桩顶竖向荷载作用下，桩身若过于细长，可能会像压杆一样出现失稳破坏。而对于摩擦型桩，桩身应力向下衰减，且桩会随着荷载加大而产生沉降，不会产生压屈失稳，所以不需考虑长细比的限制。根据我国的实际情况，迄今为止尚未发现质量正常的低承台桩在使用过程中出现压屈失稳的例子，所以两本规范不再提长细比的要求了。但具体应用中如遇到桩周土软弱或可液化，或8度以上地震区的情况，当桩身强度控制设计时，仍应慎重对待，可按相关规范验算桩身压屈。

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