地铁车辆段高强度预应力管桩施工

李岳风 高智鑫

中国水利水电第五工程局有限公司，中电建铁路建设投资集团有限公司

摘要：由于本车辆段施工地质情况较复杂，再加上运用库、联合检修库等单体建筑主体建筑功能及其大体量影响，为保障施工质量，决定采用高强度预应力管桩（简称：PHC管桩）对这些单体地基进行加固处理，如何高标准的保障PHC管桩施工质量成为一大难点。

关键词：车辆段、地质复杂、大体量

0 前言

PHC管桩采用先张法，经离心加工成型，具有节约材料，成型快，强度高，承载力大，工期短等特点。

PHC管桩施工目前分锤击与静压两种施工方法，本车辆段由于地质条件及单体结构不同，PHC管桩采用PHC-400-AB-95及PHC-500-AB125两种，单桩承载力最高1500KN，施工方法采用静压施工，其相对于锤击法施工更加直观、安全，具有便于监测及控制的特点，目前在市场上应用比较普遍。

1 概述

圃田车辆段位于京港澳高速以东、郑汴物流通道以南、河沟王村地块范围内，段址成南北向布置，红线占地约31.9公顷，站场南北向长约1100m，东西向宽约300m。

圃田车辆段内联合检修库、调机工程库及材料库、物资总库、镟轮库、洗车库、运用库及辅跨、蓄电池检修间及叉车库均采用PHC管桩基础处理，PHC管桩共计约13万米，工程量较大，施工较密集。

2 高强度预应力施工技术

2.1技术准备

（1）进行桩位编号，便于打桩时做打桩记录和查阅。

（2）“三通一平”，清除场地内障碍物。根据本工程场地的特点，桩机在进场前，现场应做好场地平整，水电管网要保证，排水沟要畅通。

（3）桩基础施工前，根据工程特点编制试桩施工方案，试桩施工前要对作业班组、机械操作人员、指挥人员等与施工有关的人进行安全、质量、工程技术的交底。

（4）打桩机进场(备齐相关手续及经过相关培训)并安装到位。

2.2材料准备

（1）PHC管桩:规格质量必须符合设计要求和施工规范的规定，并有出厂检验报告及合格证。

（2）焊条（接桩用):型号、性能必须符合设计要求和有关标准的规定，采用E43牌号。钢板（接桩用):材质、规格符合设计要求，采用Q235。

（3）主要机具有:柴油打桩机、电焊机、桩帽、运桩小车。索具、钢丝绳、钢垫板或槽钢，以及木折尺等。

（4）施工前必须先试桩，如发现地质有异常问题，可及时将情况汇报到监理公司、甲方以便对设计进行调整，并同时做好沉桩记录。

（5）工程桩施工完毕后，应采用静载试验对单桩竖向承载力进行检测，检测桩数不少于1%且不少于3根。

2.3PHC管桩施工

2.3.1施工流程

测量放线、放样桩→桩机就位→复查桩位→上节桩吊入就位→安装桩尖→管桩对位→检查桩及桩架垂直度→抱压送桩→焊接接桩→继续抱压送桩→送桩至满足静压力要求→稳压及终压→吊拔送桩杆→移机→回填桩孔

2.3.2PHC管桩施工

（1）测量放线、放样桩:测量人员放样出试桩位置，桩位定位位移偏差必须满足设计规范要求(100mm)。

（2）桩机就位:打桩机就位时，桩机应对准桩位，保证桩机垂直稳定，确定在施工过程中不发生倾斜、移动。

（3）PHC管桩堆放、吊桩

PHC管桩堆放场地必须平整、坚实，堆放层数不宜超过3层。当两点支承时，应设在距两端0.21倍桩长处，设三点支承时，应设在距两端0.15倍桩长及中点处。

随时检查桩和打桩架的垂直度，第一节管桩插入地面时的垂直度偏差不得超过0.3%,桩尖、送桩器应与桩身应在同一中心线上。

（4）压桩

1）用经纬仪正、侧两面直角交会检查桩的垂直度偏差小于0.5%后方可压桩。当桩尖插入桩位土体后，压紧桩顶，当桩入土50cm时再次校正桩的垂直度和桩机的水平，保证桩的纵横垂直度偏差不超过0.5%，

2）压桩应保持连续，遇障碍物应清除后再压桩。

3）为确保桩顶高程达到设计要求，压桩前应确定基准面的高程，在送桩至桩顶高程后，还须认真丈量送桩杆余尺，确保桩顶高程达到设计要求。

（5）电焊接桩

1）接桩应保持上、下节桩的轴线一致，下节桩若有倾斜，接桩时应调整上节桩的垂直度，使其符合要求。

2）本工程电焊接桩采用手工电弧焊工艺。焊接层数为3层，内层焊渣必须清理干净后方可施焊下一层。焊缝应连续、饱满，不得虚焊漏焊，且根部必须焊透。每个接头焊接完毕验收合格并自然冷却后方可压桩(需冷却8min)。 焊接时技术员要旁站并做好隐蔽工程验收记录。

3）焊缝质量要求:表面没有明显的咬边、焊瘤、焊渣、凹痕、夹渣。

（6）送桩

1）当上节桩沉至离地面0.5～1.0m时停压，套上送桩杆，调节桩架，使送桩杆帽与桩顶接触平实，送桩杆与桩轴线成一直线后送桩，直至达到桩顶设计高程。

2）移机后，由吊车拔送桩杆，并及时回填送桩孔。

2.4PHC

管桩检测

2.4.1检测内容

压桩结束后，需要对桩基进行检测,桩基检测依据设计要求采用《建筑桩基检测技术规范》(JGJ 106-2003-2014)及《基桩完整性检测技术规程》(DB33/T 1127-2016)进行。检测的项目主要有桩身的完整性质量检测、单桩竖向抗压极限承载力检测。

2.4.2桩身质量检测

（1）桩身质量检测：检测数量按规范要求抽检不少于20%且不少于10根。

（2）桩身质量检测：主要通过现场低应变反射波法对桩身缺陷进行判定，对桩身质量进行分级。根据规范分为四个等级，分别为Ⅰ、II、III、IⅣ类桩。其中Ⅰ类桩为桩身质量优良桩; II类桩为合格桩;IⅢ类桩为明显质量缺陷桩，需要与相关单位研究，确定处理方案或继续使用，按要求修补后或经研究可继续使用的视为合格桩;IⅣ类为不合格桩。

2.4.3单桩承载力检测

单桩承载力检测：主要通过现场静荷载试验以及高应变动力检测进行，主要检测单桩承载力是否满足设计要求。静荷载试验检测数量，按规范要求随机抽检总桩数的5%且不少于5根。试桩极限承载力均应≥2.2Ra1(Ra1为试桩单桩竖向承载力特征值)。

3 常见问题及预防

3.1挤土效应

（1）原因：静压法施工PHC管桩属于挤土类型，往往由于沉桩时使桩四周的土体结构受到扰动，改变了土体的应力状态，再加上施工方法与施工顺序不当，成桩量大，成桩过密，加剧了挤土效应。

（2）防治方法

1）明确打桩的范围外的距离。

2）控制打桩速率，一般控制在1m/min左右。

3）设置PHC管桩施工引孔、设置抗震沟等措施，进行有效地防范。

4）采用跳打法，跳打的距离10m左右；

5）合理布置施工顺序，从中央向边沿打设和分段打设为最好。

3.2桩身倾斜

原因

1）静压桩机机械维修不及时，如液压系统漏油导致桩机支撑下滑。

2）静压桩机自重加配重总重量大，沉桩过程中，桩机产生不均匀沉降，桩身发生偏移。

3）施工中桩身不垂直，桩帽、桩身不在同一直线上。

（2）防治方法

1）施工前注意静压桩桩机的检查维修，以避免影响施工量。

2）场地要平整坚硬，在较软的场地中适当铺设碎石或者对施工场地进行局部回填平整。

3）桩帽、桩身及送桩杆应在同一直线上，沉桩时宜设置经纬仪在两个方向上进行校准。

4）尽量减少接桩，PHC管桩接头不宜超过3个，接桩时上、下段桩的中心线偏差不宜大于2mm。

3.3桩身破坏

（1）原因

1）施工过程中由于斜桩现象的出现或桩端、送桩杆不平整导致桩端应力集中，使桩头爆裂。

2）桩机施工压力值超高。

（2）防治方法

1）选用桩机合理有效的施工方法，控制桩身的垂直度，避免斜桩的发生。

2）控制好桩机施工终止条件，以终压力达满载值为控制条件，当压力值未能达到设计要求，但桩顶标高已达到设计标高，宜继续送桩( 1m范围内)，直至压力值达到设计要求，施工结束后及时与设计单位联系，出具处理方案。

4 质量保证

4.1建立健全质量保证体系

贯彻执行ISO9001：2015质量保证体系，建立完善的质量管理机构，健全质量管理制度和质量控制程序。

4.2建立安全施工管理机构，健全文明施工保证体系

成立以项目经理为组长，项目总工、生产经理为副组长，工区各部门和施工队负责人为组员组成的安全管理领导小组，负责PHC管桩施工安全决策及监督，同时下设各施工队成立相应组织，班组长指定为安全施工负责人。

4.3强化安全技术交底，做好技术保障

项目部成立由项目技术总工牵头的技术管理部门对相关安全员、技术员、质检员、施工员、其他管理人员及劳务分包队伍进行含施工工艺、相关技术标准，施工图纸的内容、国家规范规定要求及安全保障措施等相关内容的方案交底、安全技术交底，并在施工过程中由各级安全管理人员层层把关，监督各项安全举措落实到位。

4.4加强安全监测监控

为了有效预防PHC管桩发生重大安全事故，根据工程实际情况，结合规范规定要求，编制监测方案，现场进行监测点布置，同时在架体搭设和钢筋安装，混凝土浇捣前、施工过程。

5 结语

本文简单的对PHC管桩静压施工及问题进行了简单分析，总而言之，在PHC管桩施工过程中，需要严谨的施工顺序及严格的技术支撑，需要严格把握材料质量，规范每个环节和过程，制度落实到每个人，才能保证施工质量，才能促进建设工程地基处理施工的长期稳定发展。

参考文献

[1]余程.PHC管桩静压施工质量管理探讨[J].散装水泥,2021,(02):87-89+92.

[2]陈鹏程.PHC管桩预防挤土效应措施方案[J].居舍,2021,(08):37-38.

[3]彭玉来.静压PHC管桩施工技术要点探析[J].建筑技术开发,2020,47(11):59-60.

作者简介

李岳风：(1999-)，男，四川岳池县人，现任职中国水电五局郑州地铁8号线一期土建施工01标08工区项目工经部技术员，从事城市轨道交通工程技术管理工作。

高智鑫（1994——），男，河北保定人，助理工程师，主要从事轨道交通施工工作。