恒基监理技术文献:桩基工程PHC管桩施工实践探究

桩基工程PHC管桩

施工实践探究


工程二部     申德萌    总监理工程师





摘  要:

桩基工程是针对建筑工程基础的施工过程,主要负责处理桩与桩承台,是建筑工程的基础内容,有必要对这方面进行深入研究。本文将桩基工程中的PHC管桩作为研究对象,简要介绍应用优势,并从桩位测设、桩机就位、吊桩植桩、压桩、接桩、送桩等维度,结合实际案例,创新分析具体的施工方法,以期提供有益参考,提升桩基工程施工质量。

关键词:桩基工程;PHC管桩;施工技术


引言:

PHC(pre-stressed high-strength concrete,预应力高强度混凝土)管桩,其是通过先张预应力离心成型工艺+蒸汽养护工艺,制备的空心圆筒形混凝土预制构件,其强度等级≥C80。现阶段PHC管桩施工方法有锤击法与静压法两类,前者是通过液压锤沉桩,会对周边环境造成较大影响。静压法可以有效规避锤击法的诸多问题,更符合城市开发建设需求,本文便从静压法PHC管桩施工角度展开相关研究。



1 静压法PHC管


工艺应用优势




静压法PHC管桩工艺拥有较强的应用优势,是现阶段PHC管桩使用频率较高的施工工艺,现将其应用优势整理为如下内容:第一、造价成本低。PHC管桩内部为空心,可以有效节省钢材、混凝土材料的制备成本,相较于钻孔灌注桩造价成本,PHC管桩造价成本拥有更大的优势;第二、适用范围较广。因为PHC管桩可以根据地层条件、建筑工程荷载量,对桩径、桩长等设计标准进行调整,所以静压法PHC管桩工艺适用于二级及以下的基坑支护作业,以及高层建筑地下室等工程;第三、质量可控。PHC管桩均为预制品,可以在生产工厂实现规模化批量生产,可以极大消除人为影响因素,有效提升PHC管桩质量。在运输到施工现场后,可以直接进行检测,有效消除桩底沉碴问题;第四、提高施工效率。静压法PHC管桩工艺拥有较高的施工效率,施工现场的施工周期较短。PHC管桩在生产工厂进行生产,直接移动到施工现场,由压桩机压入地层。将PHC管桩在地层下放置3d~4d后,土层压力彻底释放,立刻准备开挖作业,省略等待混凝土养护的时间成本,以此达到缩短桩基工程施工周期目的;第五、无污染。施工全过程并不会产生任何程度的噪声污染,在使用中拥有较高的安全系数。而且,静压法PHC管桩工艺不需要对开挖土层,可以省略泥浆护壁处理程序,不需要过多的施工程序对接内容;第六、快速验收。在完成PHC桩基施工作业后,可以实现快速执行验收程序,极大降低质量验收的时间成本。比如使用十字闭口桩尖工艺时,可以通过内部的空心结构,直接由工作经验丰富的验收人员通过肉眼检查桩身施工质量、桩长标准[1]。




2 案例分析




本人曾参与虹桥商务区G1MH-0001单元III-T01-A02-02地块租赁住房项目,该项目主要目标是解决上海虹桥高端人才的住房需求,对于施工质量具有较高标准。在桩基工作施工过程中,本人发现部分PHC管桩在焊接位置出现松脱开裂问题,可能会成为建筑工程使用的安全隐患。发现问题后,本人及团队立刻对该问题进行详细分析,最后制定详细的执行方案,PHC管桩焊接松脱开裂问题得到有效处理,有效提升桩基工程的施工质量。现从桩基工程PHC管桩施工实践内容角度,对执行方案的具体内容做详细解读。



 3 桩基工程PHC管

施工实践工艺分析




01

桩位测设

在PHC管桩施工作业前,需要对施工设计方案做详细分析,勘测施工现场,为各个PHC管桩进行编号,明确具体的打桩路线,测量各个重要工作节点的坐标、轴线。建议使用全站仪对各个桩位进行测设。测量人员需要根据施工现场实际条件,测量平面控制网,并对各个PHC管桩方位角、间距进行测量,确认PHC管桩的中心点。完成PHC桩位测设作业后,需要根据施工设计方案及相关标准,对PHC桩位数据做二次测量。建议先确定各个轴线位置,以及一些对桩基工程施工质量有直接关系的控制线,再结合各个轴线位置关系,确认各个PHC管桩中心位置,并对桩中心位置做二次测量。如果桩位测设数据与二次测量数据存在较大偏差,则要着手三次测量。为保障桩位测设的精度,需要使用不同的测量人员完成初次桩位测设与二次测量作业[2]。

02

桩机就位

在正式开展PHC管桩施工作业之前,需要根据施工设计方案进行相应的试验桩试压作业,分析现有的施工设计方案是否存在问题,及时与设计单位取得联系,调整施工设计方案的细节内容。完成PHC管桩的试验桩试压作业后,着手桩机就位相关工作。由技术人员控制桩机以预设的行走路线,移动到指定施工位置。在桩机就位后,需要对施工区域的地面进行整平处理。如果局部位置地层较为松软,无法为桩机提供良好的工作条件,施工单位需要对地基做适当处理,保障桩机运行的稳定性。现场管理人员需要确认桩机中心、桩位中心,保障两者对齐后,再组织技术人员对桩机平台水平位置进行调整,控制桩机细微角度,确认桩机达到施工所需的垂直度后,由技术人员启动门架支撑油缸,通过略微倾斜门架的方式,让PHC管桩在吊装过程中,更容易对准桩位。

03

吊桩植桩

为有效提升PHC管桩的吊桩效率与质量,需要合理利用桩机配置的钢丝绳,把PHC管桩从管理库房移动到桩机施工附近位置,并通过夹具夹紧管桩。同时,施工人员还需要对管桩接触土层的部分进行清理,确保这个位置没有泥沙、油渍。在完成桩尖焊接作业后,需要以自然冷却方式,让桩尖温度降低到标准温度范围内,并由监理工程师进行检验,确认桩尖焊接符合标准后,再做植桩作业。植桩要求桩尖与桩位中心位置对准,并通过经纬仪,以互相垂直的两个不同方向,对于PHC管桩桩身垂直度做有效检查,保障PHC管桩桩身顺利进入土层[3]。在本文研究的案例中,由施工现场管理人员负责对PHC管桩连接位置进行检查,在确认PHC管桩桩身、连接关键部位等被有效清理后,无杂质、油污后,再进行连接作业。进行PHC管桩连接作业时,本人及团队在施工现场检查PHC管桩连接部件是否保持牢固,并组织施工人员对连接部位进行修正优化。

04

压桩

在开展压桩作业时,施工现场管理人员需要以施工设计方案作为施工标准,对于PHC管桩的桩身垂直度、端面平整度做严格控制,需要确保第一节PHC管桩垂直度偏差控制在0.5%以内,通过压桩机将所有PHC管桩调整到水平位置,避免出现严重施工误差。在压桩期间,需要合理规避PHC管桩桩身大幅度移位问题,需要做好压桩机的控制工作,保障每根PHC管桩都可以平稳到达施工设计方案的设计位置。为保障PHC管桩的压桩质量,在需要保证后续的接桩、送桩连续性作业,尽可能缩短各个环节的衔接周期[4]。

05

接桩

在第一节PHC管桩根据施工设计方案顺利压入地面,现场施工人员需要测量PHC管桩的上端到地面的间距,当间距处于800mm~1000mm,终止第一节PHC管桩沉桩作业,进行第二节PHC管桩的起吊工作,并做好接桩相关工作。在第二节PHC管桩起吊到半空中,施工人员需要对管桩底部的焊接钢板进行充分清理,确认没有泥土或污渍后,再进行第一节PHC管桩与第二节PHC管桩的接桩作业。在接桩过程中,施工人员需要对两根PHC管桩的位置进行调整,确认两根PHC管桩中心位置已经对准后,再由电焊人员对PHC管桩连接位置进行施焊。为稳定缩减PHC管桩的焊接时间,可以设置两名电焊人员,采用对称施焊方式,进行同步焊接。可以考虑使用二氧化碳自动熔断机进行PHC管桩的焊接工作,对于提升焊接质量有较大帮助。通过温度检测仪器,确认第一节PHC管桩与第二节PHC管桩的焊缝温度降低至施工设计方案规定的温度范围内,才可以进行第二节PHC管桩与第三节PHC管桩的焊接作业。避免在外力影响下,对第一节PHC管桩与第二节PHC管桩的焊接作业造成负面影响,降低桩基工程的使用强度[5]。在本文研究的案例中,由施工现场管理人员与本人及团队对PHC管桩焊接作业进行两次检查,要确保两节PHC管桩保持在相同轴线上,并在焊接后,向焊接部位增加适当压力,再次进行检查。如果焊接部位出现问题,需要通过补焊等方式进行补救。同时,对PHC管桩的沉桩作业进行跟随式监督,确保桩基工作施工任务顺利落实。

06

送桩

施工单位可以使用专业送桩器+人力配合的方式,完成送桩作业。需要注意,务必要严格控制送桩深度,确认PHC管桩桩顶标高达到施工设计方案标准水平。在送桩过程中,施工人员需要进行3次的PHC管桩的连续满载复压作业,检测终压力数值达到标准水平后,进行下个PHC管桩的送桩作业,并将当前PHC管桩的终压力数值进行记录。

在完成PHC管桩所有施工任务后,技术人员需要使用单桩静载荷试验,检测PHC管桩竖向极限承载力是否达到标准水平,使用低应变检测法,检测PHC管桩的桩身完整性检测。建议施工单位与相关检测单位进行合作,保障PHC管桩检测结果的精准性。





4 结语与展望




桩基工程PHC管桩施工是一项系统性工程,在开展实际作业时,建议先分析桩基工程施工目标,再研究现场施工条件,合理吸纳本文理论内容,设计一套内容完善、结构完整的PHC管桩施工方案。在方案落地时,需要关注各个环节的衔接情况,合理优化细节内容,避免在施工过程中出现安全隐患,以高水平的桩基工程,确保建筑工程的长期安全应用。也可以考虑使用BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)技术,以三维立体模型的形式,对桩基工程PHC管桩施工内容做全面分析,将更为合理地控制施工风险,提升桩基工程的施工质量。




参考文献




[1]闻剑.静压PHC管桩施工质量问题及防治措施[J].中国建筑装饰装修,2022(24):165-167.

[2]赵俊友,梁兴龙.PHC管桩在沿海项目中的应用[J].中国勘察设计,2022(10):103-105.

[3]许谷星,谢玉磊.大直径PHC管桩施工技术在海上的应用[J].工程建设与设计,2022(19):182-185.

[4]夏长华,余再西,徐石龙,等.三轴搅拌桩插PHC管桩在软土地区基坑支护中的应用[J].建筑结构,2022,52(S1):2782-2787.

[5]何远金.深圳软土区域PHC桩基工程质量控制与管理[J].建筑技术开发,2021,48(16):138-139.


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