维普资讯 http://www.cqvip.com COMMUNICATIONS STANDARDIZAn0N PHC 任福松.杜卫乾 (r扣交一公局海威丁程建没有限公司,北京100071) 摘要:软土地基处理,特别是软土层较厚的地基,处理是否到住,对施工质量、进度和工程造价具有直接的影响。实践 证明,PHC管桩对深层软土地基处理切实可行、质量可靠、施工方便,跟其他处理工艺相比,具有进度快、造价低的优点。 关键词:PHC管桩;压桩机;接桩;送桩;桩帽 中图分类号:U445.55l 文献标识码:A 文章编号:1002—4786(2007)l1-0048—05 Application of PHC Piles on Softsoil Treatment REN Fu—song,DU Wei-qian (China Communications First Highway Bureau Haiwei Engineering Development Co.,Ltd.,Beijing 1 0007 1,China) Abstract:Soflsoil subbase treatment,especially for thick soflsoil subbase,has direct influence on construction quality,progress and engineering cost.Experience shows that PHC pile is flexible,reliable and convinence for thick soflsoil subbase treatment.Compared with other treatment technique,PHC pile has advantages of fast progress and low cost. Key words:PHC pile;pile pressing-in machine;pile extension;pile follower;pile cap 1工程背景 3 PHC管桩简介 沪宁高速上海段拓宽改建工程III标段全长 10.850kin,原路基宽26m,双向四车道,拓宽后路 管桩使用起源于国外,目前我国已广泛用于工 业和民用建筑施工中,但在高速公路软基处理方 基总宽为42m.双向八车道。主要的改建工程包 括:软土地基处理、路基土方填筑、桥梁工程、排 水工程、路基防护、汽孑L、机孑L、人孑L、箱涵及结 面,应用还较少。该技术与传统高速公路地基处理 方法相比.具有质量可靠、 I 期短、承载力高、造 价经济、管理方便等优点;但与T民建管桩设计仍 构物下管线搬迁等。 2工程地质情况描述 项目沿线均为软土层,厚度在28m~32m之间, 主要南粉质粘土层、淤泥质粉质粘土层、淤泥质粘 有一定的差别。目前公路路基以沉降控制为主,承 载力一般都能满足实际要求,故设计一般采用疏桩 结构,以节省造价。 预应力管桩,由专业厂家采用先张法预应力工 土层、粘土层、砂质粉土层和粉质粘土夹粉砂等组成。 沿线暗浜分布复杂,桩基持力层起伏大,存在 可液化土层。由于沿线软土呈软塑一流塑状,具有 中高压缩性、地基承载力低的特性,故根据T程地 艺,结合离心成型、蒸汽养护等丁艺而制成的,是 一种细长空心等截面预制构件。预应力管桩种类较 多,在软基处理方面,常用的有PTC、PHC管桩。 常见的PHC管桩的基本型号如表1所示。 4 PHC管桩施工工艺及质量控制 按有关设计规范规定,软土深度大于10m时, 质情况.决定对部分路段实施PHC管桩进行软基处 理  ̄OMMUNiCATIONS STANDARDIZATION. .蕊 邑 维普资讯 http://www.cqvip.com 表1 PHC管桩基本型号表 预应力主筋 螺旋筋 端头板 套箍 D 壁厚T 桩长L 单位再 (IIln1) (IIIII1) (Il1) 直径(IIIII1) 根数 直径 L1 L2 厚度 焊口 厚度 长度 量(t/m) (根) (IIIII1) 间距(mm) 长度(IIIII1) 间距(mm) (IIIII1) (IIIII1) (IIIII1) (IIIII1) 300 70 7~11 7.1 9.0 6 4 50 1 2oo 100 16 4.5 1.3 120 0.135 400 80/95 7~13 9.0 1O.7 7 4 50 1 200 1O0 16 4.5 13 120 0.244 500 100 7~13 9.0 10.7 1O 5 50 1 500 10O 18 4.5 13 120 0.335 500 125 7~13 9.0 10.7 1O 5 50 1 500 100 18 4.5 1.3 120 0.394 600 11O 8-12 9.0 1O.7 13 5 50 1 500 100 18 6.5 1.3 120 0.454 600 130 8~12 9.0 10 7 13 5 50 1 500 100 18 6.5 1_3 120 0.514 800 110 8~12 10.7 12.6 15 6 50 1 5o0 100 20 6.5 1.7 160 0.639 800 130 8~12 10.7 12.6 15 6 50 1 500 1O0 20 6.5 1.7 160 0.733 软基处理采用(b400预应力薄壁砼管桩静压法施工。 a)静力压桩机设计压桩力80t,要求静压机压 施工内容包括:地表处理、压桩至设计深度、浇注 桩力大于lOOt,压桩速度大于等于1m/rnin,一次压 桩帽、铺筑碎石垫层、钢塑格栅施工等,以形成复 桩行程1.5rn~2.Om,白带压力表并经过标定: 合地基 b)起重机(起吊重量大于等于3t),长挂车; 4.1 施工准备 c)水准仪、经纬仪、皮尺、3m直尺、锤球绳等。 4.1.1路基基底处理 4.1.3其他 路基基底处理的主要内容为: 除应注意上述施工准备T作以外,还应注意以 a)清除地表杂草、树根等,整平地表,路基外 下几点: 侧开挖临时排水沟,清表深度大于等于30cm,整 a)阅读设计文件和地质资料,根据施工组织设 平 实,压实度为90%,横坡不小于3%: 计要求,制定施_T计划,确定合理施工顺序,根据 b)回填至原地面,整平压实,压实度达到 m[程需要补充静力触探,进一步了解土层结构及其 90%,对于局部潮湿地段掺灰6%,整平压实,保 强度: 持3%横坡: b)做好施工排水,根据PHC桩数量,选择近便 c)路基基底质量检验要求见表2 道场地,作为PHC桩堆场。 表2路基基底质量检验要求 4.2施工 序 质量要求和允许 检查规定 备 4.2.1施 工艺(见网1) n 检查项目 偏差 注 检查频率 检查方法 1 底层厚度 ≥25cm 6处/2000mz J 量 2 底层压实度 ≥90% 6处/2000m 密度法测量 桩位放样卜 静压机就位卜 经纬仪调整垂度卜_.叫静压第一节桩 3 灰土层厚度 ≥20cm 6处/2000Ill2 尺量 4 灰土层压实度 ≥90% 6处/2000m2 密度法测量 5 底板处理宽度 ≥路堤坡脚线+2m 6处/200m 皮尺测量 4.1.2设备配置 巫 PHC管桩施T设备的具体配置为 罔1 PHC管桩施T r艺流程罔 COMMON}e赢T.}10N8。STA树 AF{e"i }ON。№ ti 2007(ISSUE No ̄71 I 『49 维普资讯 http://www.cqvip.com 4.2.2成品质量要求和检验标准 本工程中采用的PHC桩,外径为400mm,壁厚 为80mm。成品的检验标准为: 节桩,并按“长桩在下、短桩在上”的顺序匹配; b)成PHC桩质量要求和检验标准见表3,每 批桩进场前,检验资料上报给监理工程师,批准后 a)根据设计桩深度匹配长度.处理深度大于 24m,不超过3节桩,深度小于等 24m,不超过2 方可进场。 4.2.3运输、起吊和堆放要求 表3管桩成品的验收标准 项目 优等品 一等品 麻面小允许,局部粘皮累计面积不 局部粘皮和麻面.累计面积不大于 大于总面积的0 2%,深度< ̄5r-am 总面积的0.5%,深度≤10ram j等品 等外品 1 粘皮和麻面 合缝 不允许 不允许 漏浆长度≤15cm,宽度≤5mm 漏浆长度≤30cm.对称漏浆的搭接 长度≤20cm.宽度≤3mm 2 漏浆 裙板 不允许 与桩身连接唧顺平整. 裙板内无空声 不允许 不允许 不允许 漏浆长度≤1/4周长,深度≤3mⅢ 3 4 5 裙板 空洞和蜂窝 断筋、脱头 不允许 不允许 不允许 不允许 6 7 8 9 内外表面露筋 表面裂缝 桩端面 整度 桩身弯曲度 允许 不允许 不允许 不允许有明显裂纹 达小到_二等品标 准,但外观完 除优等品、 不得H{现环向及纵向裂缝.但龟裂及水纹不在此限 桩端面混凝土及主筋头水得高 端板 面 弯曲≤L/1500 ±0 3%L ≤0 3%D +10mm~+5mm 弯曲≤L/1200 +0.5%L或一0.4%L ≤0.4%D +1 7mm~+2mm 弯曲≤L/1OO 十0 7%L或一0.5%L ≤0.5%D 正偏差不限—.5mm 整.对A主筋断 1O 桩身长度 筋不超过1条, 等品、 等 对AB型桩.断 品以外的管 11 12 端鄙倾斜 擘厚 筋 超过2条. 桩 裂缝宽度≤1mlFI 13 14 保护层厚度 桩外径D +5mm~0 +2mm~一2mm +7mm~一3mn1 —4mm--2mm +1Omm- ̄5mm +5mm~一4lnm 15 桩身 顺度 坍落 平顺无起级 允许 高差:3mm(桩身+400), 高差:≤5ram(桩身≤+400),  ̄7mm(桩径≥+4oo)-< < ̄5mm(桩径≥+4oo)- 不允许 砂浆浮浆≤20mnl 砂浆、浮浆 砂浆不允许,浮浆厚 内表面混 16 度≤5mm 砂浆、浮浆无 累计石粒≤50粒 累计长度凝土 粒露 内裂缝 小允许 不允汁 不允许 不得Ⅲ现横向和纵向裂缝,但龟裂 及水纹小在此限 < ̄50cm.宽度≤Ilnnl 17 产品标 l 标识止确,字迹清楚,周围尢污迹 字迹清楚 由于PHC桩长细比大,且自重大,起吊、运输 过程中易产生环裂.宜用两支点法或两头勾吊法挂 车运输.悬臂宜不超过1.0m。运输时,应绑同、分 序 号 表4 PHC桩的运输、起吊和堆放质量及检验要求 检查规定 检查项日 质量要求 备注 检查频率 检查方法 层叠放并错位而昔,堆高不超过5层。工地堆放时, 应选择密实平整场地,或垫木支承,堆高不超过5 层。相关质量及检验要求见表4。 4.2.4施工技术要求 4.2.4.1 桩位放样 定出桩位.消石灰作圆形标 l 管桩运输 运输时悬臂长度≤1.0m 随时 皮尺测量 2 堆放场地 3 堆高 密实平整或垫术 ≤5层 二端起吊 随时 随时 随时 目测 目测 目测 4 起吊方式 c囝MMUNIOATIClf《S STANDARD ZATION:N ̄1 1l2o( fISSUE No:171) 维普资讯 http://www.cqvip.com 记.圆心用小木桩标记,注意保护。 打下,气割切断钢筋。 4.2.4.2压桩钢绳绑桩单点起吊,小心移入,调 4.2.5 质量检测 平桩机,开动纵横两向油缸,移动桩机调整对中, 质量检测主要包括沉桩质量及地基处理效果检 经纬仪双向检查垂直度。第一节桩入土30cm~50cm 测。对于小应变检测频率,应为桩基总数的10%; 后.校正垂直度,误差控制在0.5%以内,开动压 对于小承载板测定,复合地基的承载力应不小于 桩装置,记录时间和压力表读数,保持连续压桩, 170kPa:静载试验加载值,若设计荷载为2.0,检 控制压桩速度为1 m]min~2m/min。 测频率应为总桩数的0.3%。最终检测结果均应符 4.2.4.3接桩及焊接要求 接桩时,桩头应高出地 合设计要求。 面1.0m左右:在下节桩头加上定位板,将上下桩接 5桩帽施工 直.错位不大于2ram;桩间空隙楔形铁片垫实焊 当小应变检测或静载试验验收合格后,方可进 牢:焊接前,上下端表面,L}j铁刷清理十净,至坡口 行桩帽施丁。桩帽施工主要包括以下几方面: 处刷出金属光泽:分层焊接,坡口四周对称点焊6 a)桩头位置地面按桩帽设计尺寸立模; 点,两焊工对称进行;焊接层数不少于2层,层间 b)绑扎钢筋,浇注砼并养护; 焊皮清理干净,焊缝达到二级焊缝要求;焊接接头 c)施工质量及检验要求见表6 自然冷却.时问不少于8min,严禁用水冷却。 表6桩帽施工质量及检验要求 4.2.4、4送桩 利用水准仪确定地面标高,在送桩 序 检查规定 杆上作记号,在送桩过程中,动态检查其深度。送 检查项目 允许偏差 备注 号 检查频率(%) 检查方法 桩器下端设置桩垫,保证桩垫厚度均匀,与桩顶全 断面接触, 1 轴线偏位 ±15ram 2 经纬仪 纵横方向 4.2.4.5终止压桩按设计压桩力送桩,达到设计 高程后结束送桩。对于同一地质类型的地段,若出 2 平面尺寸 +__30ram 2 皮尺测量 现静压力显著增加或送桩时静乐力显著减小等异常 3 帽顶标高 +20ram 2 水准仪 情况,暂停施工并报告 理,及时制定处理措施。 4 砼强度 C30 2 取样试验 28d 4.2.4.6 PHC桩施工质量及检验要求见表5。 表5 PHC桩施工质量及检验要求 6质量通病预防及处理 序 质苗要求和 检查规定 由于地质条件复杂、_丁艺不熟悉、施_丁不当、 检查项 备注 弓 允许偏差 检查彩!率 榆查方法 桩自身质量等原因,管桩施lT易发生各种质量问 纵横 题 1 桩位偏差 ±1Oem 抽查2% 经纬仪 方向 6.1 桩身断裂 2 第一节桩垂直度 ≤0 5% 查施T和监理记录 经纬仪 6.1.1 原冈 3 后续桩乖“度 ≤1% 查施I‘和监理记求 经纬仪 a)预制桩时,桩身超过规定要求,桩尖偏离纵 轴线较大.沉桩中发生倾斜或弯曲: 4 接桩时错位偏差 ≤2mn l全部 尺量 b)桩入土后,遇坚硬障碍物,桩尖挤向一侧; 5 焊接层数 ≥2层 全部 【{测 稳桩不垂直,压入一定深度后,用走架法校正,使 ≥6点(对称 6 焊接点数 伞部 }_I测 桩身弯曲: 位置) c)制桩砼的强度不够,桩身有裂纹或断裂未被 7 桩长度 伞长(扣除 士塞长度全部 锤球法测越 发现。 ) 6.1.2处理方法 8 桩头标高偏差 +_5cm 抽查2% 水准仪测量 a)施工前检查 弯曲超过规定L/IO00且大于等 4.2.4.7截桩如需截桩,应有确保管桩质量的措 于20ram,或桩尖不在轴线上的,不予使用: 施,严禁大锤硬砸。具体操作时,可将不需截除的 b)施工前清理干净桩位下障碍物,必要时每 桩端部用钢箍包紧,沿钢箍上沿槽凿打穿后.用锤 个桩位用钎探检查: COMMDN1CATIONS STANlDA 下lQ No 1 I ̄007(iSSOE N0 17i 1 维普资讯 http://www.cqvip.com c)稳桩过程若桩不垂直应及时校正 桩压人 邻桩浮起 : 一定深度后,发现严重倾斜时,不宜采用移架校 C)施工密集群桩时,沉桩使孑L隙水压力把相邻 正,按桩时保证上下节桩在同一轴线上.接头操作 桩推向一侧或浮起。 按要求执行; 6.4.2处理方法 d)桩堆放、起吊 严格按规定执行,开裂超过 a)施工前,桩位下障碍物清理干净,必要时每 规定时,不得使用。 个桩位钎探检查; 6.2掉角 b)适当加大桩距或采用跳打法打桩: 6.2.1 掉角原因 c)沉桩期间不得开挖基坑.沉桩完毕后(一般 a)预制砼配合比不良,施工控制不严,养生措 两周左右).隔适当时间方可开挖。 施不足: 7施工注意事项 b)桩顶不平,顶面与轴线不垂直,保护层过厚; 施工注意事项如下: c)桩顶桩帽接触不平,沉桩不垂直,使顶面倾 a) 撞 查压桩前,检查桩身规格和 斜.局部应力集中: 长度组合,是否满足设计要求.压桩按“从内侧向 d)桩顶衬垫损坏。 外侧、先长桩后短桩”顺序进行,压后排桩之前, 6.2.2 处理方法 检查前排桩偏位情况: a)制桩时,振捣密实,桩顶箍筋位置准确,成 b)垂直度控制及检查 桩过程中,桩身必须 型后加强养护: 保持垂直,距桩机20m处成90。,各设置经纬仪一 b)沉桩前检查构件,不符合规范的桩不得使 台.检查桩身垂直度并记录: 用.或处理后使用; c) 过 蕉 检奄注意起吊方法,施工 c)检查桩帽与桩的接触面,如不平整,经处理 时.记录压力表读数、压桩速度.出现异常情况及 后才能施工; 时停止,接桩焊接时.检查桩身垂直度、焊缝质 d)沉桩时稳桩垂直,衬垫不合格要及时更换。 量.送桩时检查送桩深度,复核桩头标高; 6.3沉桩达不到要求 d)施工结束后质量控制 高出地面的桩头,小 6.3.1 原因 心保护.严防施工机械碰撞,机械挖土时,严防铲 a)南于勘察点不够或资料有误,使得对地质情 斗碰桩.导致桩头破损,压桩完毕,须验收合格 况不明.持力层标高标注不明,致使设计桩长有误; 后,才能进入下道丁序施工。 b)对局部硬夹层、软夹层了解不清楚,包括地 8 PHC管桩对软基处理的效果 下障碍物、犬块石头、混凝土块等, 桩很难达到 按设计要求进行,碎石垫层施工后,进行沉降 设计要求: 观测 每断面埋设两块沉降板.断面间距200m, c)由于地质结构不稳定.同一层+强度差异很 桥头段两侧50m范围内,各设置沉降观测断面。对 大,桩沉到陔层时,进入较深持力层,才能达到贯 路基位移.设置位移桩检测仪。 人度.或容易穿越砂夹层;群桩施工,造成砂层越 9结语 挤越密.会有沉不下去的现象。 软土地基处理,特别是软土层较厚的地基,处 6.3.2处理方法 理是否到位,对施 质量、进度和工程造价都有直 a)详细探明T程地质情况必要时及时补勘; 接的影响。实践证明,PHC管桩对深软士地基处 b)合理选择施工方法及压桩顺序; 理,切实可行、质量可靠、施丁方便,跟其他处理 c)如遇到砂层,及时和设计院联系,使用PTC 丁艺相比,具有进度快,造价低的优点。 管桩代替PHC管桩。 参考资料 6.4桩移位 [1】JG94—94,建筑桩基技术规范【S]. 6.4.1 原因 『21 GB13476—1999,先张法预应力砼管桩『S1. a)遇坚硬障碍物,桩尖挤向一侧; h)桩多,桩问距较小,沉桩时土向上隆起,相 收稿日期:2007—08—08 COMMUNICATIONS STANDARD! ̄T!ON,NO.{{1 Oo ssoE Nc蟪71)