不同地质环境下PHC管桩施工质量控制.doc

不同地质环境下PHC管桩施工质量控制 　　摘要：PHC管桩具有单桩承载力高、沉桩质量可靠、造价便宜等优点使其得到广泛应用。本文就不同地质环境下PHC管桩施工质量控制进行了探讨，对PHC管桩作了详细的概述，并针对几种不同的地质环境对PHC管桩的施工作了详细论述分析，以期能为PHC管桩在不同地质环境下的施工提供参考。 关键词：PHC管桩；不同地质环境；施工质量控制 PHC管桩，即预应力高强度混凝土管桩，是20世纪60年代后期我国逐渐应用在铁路桥梁工程基础建设的一种新型可靠的建筑材料。随着我国经济建设的加快和建筑技术的发展，PHC管桩在如今我国社会中已经被广泛地应用在了不仅铁路桥梁工程，甚至包括工业与民用建筑、公路、冶金等领域中。因此，在PHC管桩施工中难免会遇到不同的地质环境，为了在这种情况下，保障PHC管桩的施工质量，就要针对不同的地质环境采取相对应的施工技术。本文就不同地质环境下PHC管桩施工质量控制进行了探讨，以期能为PHC管桩在不同地质环境下的施工提供参考。 1 PHC管桩概述 PHC管桩具有较好的抗裂、抗弯性能以及一定的穿透能力，可以任意接长桩的长度，国内已有80m长的PHC管桩项目施工完成，并取得了良好的效果。另外PHC管桩还具有成桩质量高，施工速度快，施工工期短、对环境污染小等优点。但PHC管桩也有其适用的土层，在不同的地质条件下，PHC管桩施工产生的挤土效应会引起土体的隆起，桩体上浮等问题，另外，在某些地层中会出现承载力不足，沉桩困难、桩体断裂等情况。 2 砂性土质条件下PHC管桩的施工 密实砂土层中的标准贯入试验和静力触探试验结果表明，将PHC管桩静力压入砂层地基中极困难。通常情况下，常用桩位处预引孔技术来解决静压沉桩困难情况，但由于砂性土结构松散，粘聚力小，土体受扰动易发生液化、流砂等特点，在砂性土地基中预引孔及压桩过程中极易出现塌孔从而导致沉桩困难或失败。 为了解决砂性土地基中引孔易塌孔问题，可采用大密度泥浆护壁来解决。某住宅小区静压PHC管桩施工时，为了穿越砂层，采用螺旋钻机引孔作业的同时配制密度不小于1.15g/cm3的膨润土泥浆，以0.6MPa压强将泥浆通过中空螺旋钻杆注入预引孔内，在砂土孔内壁形成泥皮以利于砂土孔壁稳定。同时螺旋钻机和静压桩机协调配合，使引孔作业和压桩作业连续进行，避免成孔留置时间过长而增加砂土塌孔的可能性。该工程桩基竣工时，低应变反射法检测结果显示I类桩占到80%左右，无III、IV类桩。 当PHC管桩需要穿越的砂层较厚时，静压桩施工极为困难，应优先采用锤击法进行施工。确定施工机械时，应选用筒式锤，采用“重锤低击”方式进行施工。同时，应选用能穿越硬土的开口桩尖或者穿透力强的锥形桩尖；为了减少管桩的挤土效应和土塞效应，可辅助引孔措施。 当PHC管桩的持力层为砂层时，引孔将扰动土体，损失大部分土体的有效承载力，为了保证单桩承载力，将不宜使用引孔措施，此时锤击的大部分能量作用在桩身上，桩头部分受到的应力最大，为了避免桩头应力过大而导致破坏，可以通过调节桩机燃油泵的排油量来减少锤击能。具体的做法为调整顶杆与顶销之间的调整垫片的厚度，从而调整压油杠杆与泵体安装平面之间的距离，垫片越厚，相同挡位上的供油量越少。沉桩过程中因超孔隙水压力上升引起的“抱头效应”可通过施工休止来消除，并通过休止复打来控制桩体的上浮。 3 深厚软粘土条件下PHC管桩的施工 软土具有含水量高、饱和度高、垂直渗透性低以及抗剪强度低、压缩性高以及承载能力低、结构性强、灵敏度高等特点。PHC管桩沉桩过程中，随着应力的增大和土骨架间联结的破坏，土骨架间的有效应力转移到孔隙中的水体中，从而引起桩周土体孔隙水压力升高，有效应力减小。若土体中的超孔隙水压力未得到及时、有效的消散，将造成桩基的承载力下降。在超孔隙水压力以及地下水对管桩产生的浮力以及由于管桩施工产生的挤土效应的共同作用下，管桩会产生上浮现象。只有等到超孔隙水压力消散到小于单桩抗浮极限承载力标准值与管桩自重之和时，管桩才会停止上浮。为了减轻管桩上浮以及土体的挤土效应，在管桩施工时应降低打桩速度，保证土体有足够的休止时间，同时使打桩过程中形成的超孔隙水压力得到及时的消散，桩周土体重新固结，桩周土体有效应力增大，土体强度增强。待超孔隙水压力消散后，对上浮的管桩应进行复打。为了减轻挤土效应，应根据现场具体情况采取应对措施： （1）测量桩顶、桩周及周围建筑物的位移，掌握地基土体的隆起和管桩的上浮情况并测量打桩引起的超孔隙水压力的积累和消散过程。 （2）设置应力释放孔，减少地基土体的变形及其影响范围，释放沉桩所产生的有效应力并加快超孔隙水压力的消散。 （3）在压桩场地四周及邻近建筑物的地方开挖防挤沟，减