摘要：近几年来，高强预应力管桩由于其具有施工工期短、单桩承载力高及造价较低等优点，在沿海地区得到了迅猛发展及推广应用。同时由于锤击法施工在环保等方面的缺点日益突出，故静压法施工越来越普遍，由此而引发的许多关于静压管桩的质量技术问题也倍受人们的关注。
关键词：(PHC)高强预应力混凝土管桩,单桩承载力,控制措施
1 工程概况
长沙市南国新城工程基础施工中，采用了静压PHC桩，该工程为框剪结构，由裙楼和三栋塔楼组成，塔楼基础采用的是φ500的PHC桩，(PHC-A500-100高强预应力砼管桩，A型，桩径500mm壁厚100mm)为摩擦端承桩，裙楼采用独立柱基。桩长由桩端持力层和压力值进行双控，以压力值为主，单桩竖向特征值2000KN，单桩竖向极限承载力4000KN(终压值)，总桩数1015根，其中A座389根;B座329根;C座297根。由于打桩前做好桩机调试，并验收了成品桩，打桩过程中压桩、接桩、送桩均采取了相应的技术措施。该工程中PHC桩所具有的单桩承载力高、穿透力强、施工速度快、造价便宜等特点均得到很好的体现。
2 静压预应力管桩的优点及缺点
静压法施工是通过静力压桩机的机构自重和桩架上的配重作反力将预制桩压入土中的一种成桩工艺。下面简要谈谈预应力管桩中静压法施工有哪些优缺点。
2.1 主要优点
(l)施工时无噪音，很适合在市区及其他对噪音有限制的地点施工，如学校、医院办公大院及住宅小区，均可采用静力压桩，以使附近单位和居民的正常工作、生活环境不受噪音的干扰，在环境保护日益增强的现代社会，静压法施工的这一优势将会得到进一步体现。
(2)施工时无震动，且静压施工引起的土体隆起和水平挤动比锤击桩小一些。
(3)成桩长度不受施工机械的限制。由于管桩搭配灵活，成桩后的长度可长可短，不像沉管灌注桩受机械限制。
(4)施工速度快，工效高，工期短。在商品经济发展时代，“时间就是金钱，工期就是效益”，预应力管桩的施工速度快，一台静压桩机每台班至少打入7～8根桩。管桩工期短主要表现在以下三个方面：
a、施工前期准备时间短，尤其是PHC桩，由于采用压蒸养护，从生产到使用的最短时间只需要5～7天;
b、施工速度快，工期短;
c、检测时间短。(可利用桩机配重进行静载试验)以南国新城工程为例，两个星期便测试检查完毕。
(5)送桩长度较深，且送桩后桩头质量较可靠，拔起长送桩器的能力，静压桩机要比打桩机强得多，因此，基坑开挖后余桩截去量比锤击桩少的多，尤其适用于桩顶标高较多的建筑工程。
(6)容易复压，锤击法施工对预制桩头的平整度要求高，打桩收锤后，将露出地面的桩截去，截去桩头的预制桩，今后如要复打，桩头的加固处理很麻烦，且桩头容易被击碎，而静压桩复压时对预制桩头的处理比较容易，所以，有些由于打桩挤土上浮的预制桩可用静力压桩机复压加固。
2.2 主要缺点
(1)仍然具有挤土效应，对周围建筑环境及地下管线有一定的影响，要求边桩中心到相邻建筑物的间距较大;
(2)施工场地的地耐力要求较高，在新填土、淤泥土及积水浸泡过的场地施工易陷机;
(3)过大的压桩力(夹持力)易将管桩桩身夹破夹碎，或使管桩出现纵向裂缝;
(4)施工费用比锤击法高。
3 施工过程中的质量控制措施
3.1 施工前的控制措施
3.1.1 施工队伍的资质、设备的审查
开工之前必须对施工单位(压桩队伍)进行审查与管理，了解施工队的技术力量及压桩水平。审查内容包括：
a、施工单位资质;
b、施工组织设计;
c、特殊工种操作证，包括施工技术员、焊工、开机员等都必须具有相应技术资格证和上岗证;
d、静力压桩机校验报告;
e、计量测定鉴定证书。
3.1.2 桩机的选择
必须根据具体工程的地质资料和设计的单桩承载力要求，准确地选择压桩机。如果压桩机吨位过小，可能出现桩压不下的情况，因而无法达到设计承载力要求;反之，如果压桩机吨位过大，易发生陷机情况。所以应该会同各有关部门合理地选择桩机，尽量采用超载施工。一般情况下，桩机的压桩力应不小于单桩竖向极限承载力标准值的1.2倍。
3.1.3 桩尖、桩身质量检查
管桩进场时应检查出厂合格证和检验报告，并对桩身的外观质量进行全数检查。首先必须对所有到场的桩尖进行测量，不满足设计和管桩规范要求的，责令其更换;对所有到场的管桩进行仔细认真地查验，测量管桩的外径、壁厚、桩身、长度、桩身弯曲度等有关尺寸，并详细记录。特别是管壁厚度，由于静压法施工中的夹持力较大，壁厚不够很容易把桩夹碎。管桩堆放不得超过4层，应堆放在坚实、平整的场地上，并采取可靠的防滚、防滑措施。
3.1.4 确定压桩顺序
确定压桩顺序时，应考虑压桩时的挤土效应，一般按下列原则确定：
a、根据桩的密集程度以及周边建筑物的关系：
若桩较密集、且距建筑物较远、场地开阔时，宜从中间向四周进行。
若桩较密集、场地狭长、两端距建筑物较远时，宜从中间向两端进行。
若桩较密集、且一侧靠近建筑物时，宜从毗邻建筑物的一侧开始，(必要时需做隔离沟防止对毗邻建筑物基础的挤压)由近向远进行。
b、根据桩的入土深度，宜先长后短。
c、根据桩的规格，宜先大后小。
d、根据建筑物的高层与低层的关系，宜先高后低。
3.2 施工中的控制措施
3.2.1 压力控制
静压桩单桩竖向承载力由压力值进行控制，施工时需提供压桩机油压与压桩压力对照表及压力表近期经国家法定单位检测的合格证。如南国新城工地采用的JYJB600型全液压静力压桩机，当主副缸同时工作压桩时，压力表的压力至15.93Mpa(400t)，方可停止压桩。
3.2.2 桩位控制
由于放线的准确与否直接影响建筑物的位置是否符合“规划”要求，而桩位的准确与否又直接影响着整个工程的结构，因此，这两个工序的重要性不容忽视。项目技术管理人员应该对已定好的轴线位进行复核，根据建筑物与结构桩位图逐位校核，将允许偏差值控制在最小范围内，发现不符合要求的及时纠正。
3.2.3 垂直度控制
调校桩的垂直度是沉桩的质量关键，插桩在—般情况下入土30～50cm为宜，然后进行调校，桩机驾驶员在工长的指挥下，掌握好角度尺寸，使桩机纵横方向保持水平，然后通过经纬仪和吊线控制垂直度，垂直度在规范范围内才同意沉桩，而且在压桩过程中要经常检查桩身垂直度。
3.2.4 接桩质量控制
管桩接长时，宜在桩头高出地面0.5～1.0m处进行，接桩时，应注意上下节桩段保持顺直，错位偏差不宜大于2mm，管桩施工中主要采用焊接接桩法，在焊接前应该清理干净接驳面和坡口，焊接层数不得少于两层，内层焊必须清理干净后方能施焊外层，焊缝应饱满连续，焊后自然冷却时间不得小于8min;严禁用冷水冷却或焊好即压。
3.2.5 压桩的质量控制
根据地质资料控制压桩，沉桩速度不能过快，一般控制在每分钟1m左右为宜。当遇到压力值突然下降，沉降量突然增大;桩身突然倾斜、跑位;桩身混凝土出现裂缝、断桩;地面隆起，邻桩上浮时，应立即停止压桩，及时与设计、地质、监理等有关人员研究处理，分析原因采取相应措施处理后才能继续施工。
3.3 常见质量问题分析与控制措施
3.3.1 桩身断裂
PHC桩管壁薄、混凝土标号高，施工中不注意容易产生断裂，主要原因：一是桩制作时管壁厚薄不均匀，桩身弯曲超过规定，桩在堆放、吊运过程中产生裂纹或断裂未被发现，沉入过程中桩身发生倾斜或弯曲;二是接桩焊缝不饱满，焊后自然冷却时间不够，接桩时两节桩不在同一轴线上，产生了曲折;三是地质土层软硬变化或有坚硬障碍物时，把桩尖挤向一侧;四是施工场地不平、烂泥、积水多，造成压桩时机身不平稳。
控制措施：一是对桩身质量进行全面检查，测量管桩的外径、壁厚、桩身弯曲度等有关尺寸，并详细记录，发现桩身弯曲超过规定的不宜使用;二是在稳桩过程中如发现桩不垂直应及时纠正，桩压入一定深度发生严重倾斜时，不宜采用移架方法来校正。接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上，接头处应严格按照操作规程;三是施工前应对桩位下的障碍物进行清理;四是应保证施工场地平整坚实，有排水措施，让机台行走或施压过程机身平稳不晃动。
3.3.2 桩顶位移
在沉桩过程中，相邻的桩产生横向位移和桩身上浮，主要原因：一是桩入土后，遇到大块坚硬障碍物，把桩尖挤向一侧;二是两节桩或多节桩施工时，相接的两桩不在同一轴线上，产生弯曲;三是桩数较多，土饱和密实，桩间距较小，在沉桩时土被挤到极限密实度而向上隆起，相邻的桩被浮起。
控制措施：一是施工前应对桩位下的障碍物进行清理，对桩身要进行检查，发现桩身弯曲超过规定和破损的不宜使用;二是在稳桩过程中，如发现桩不垂直应及时纠正，接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上，接头处应严格按照规程操作;三是采用降水或排水措施，必要时采用复压。
3.3.3 沉桩达不到设计深度
静压PHC桩施工时，桩设计是以最终压力值和最终桩长作为施工的最终控制，如发现个别桩长达不到设计深度时，主要原因：一是勘探资料粗，勘探点不够，对局部硬夹层、地下障碍物了解不够;二是由于设备故障或其他特殊原因，中断沉桩时间过长，致使沉桩阻力增加，使桩无法沉到设计深度;三是在群桩施工时穿越较厚的砂夹层，由于其结构的不稳定，同一层土的强度差异很大，桩沉入到该层时，砂层越挤越密，最后会有沉不下的现象。
控制措施：一是勘探点布置合理地勘报告尽可能准确;二是经常对桩机进行保养维修，避免机械故障引起的停机;三是地质报告采取合理的沉桩顺序。
4 结束语
虽然目前静压PHC桩在长沙地区应用较少，工程实践经验尚不够丰富，但随着静压管桩技术的广泛应用和发展，以及人们对静压管桩的理论研究和工程实践经验的不断积累，相信静压管桩技术应用水平将会不断地得到提高。
参考文献
[1]《预应力混凝土管桩(图集)》03SG409
[2]《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
[3]《预应力混凝土管桩基础设计与施工》徐至钧、李智宇.机械工业出版社，2005
[4] 广东省标《预应力混凝土管桩基础技术规程》DBJ/T15-22-98
