1工程概况

 

　　本工程主要为珠海高栏港区神华煤炭储运中心一期工程装卸系统及基础工程的土建部分。项目主要包括堆取料机基础、转接机房及皮带机基础、钢筋砼通廊和3个变电所房建四个部分。为满足皮带机基础特殊的竖向及水平向受力关系，综合考虑桩基施工效率及施工成本，经与设计院沟通，并通过设计验算及现场试桩，最终确定采用与铅垂线倾斜11.3？觷（1？誜5）的斜型与直型锤击PHC预应力高强C80混凝土管桩相互搭配的桩基形式，用以抵抗皮带机驱动部分的较大水平荷载及相关设备产生的竖向荷载。与直立锤击法相比，在桩位平面测量、接头焊接、场地条件、倾斜度控制等方面，斜桩的要求更为严格，控制方法也较直桩复杂。以下就结合本工程实际施工情况对倾斜锤击的工艺进行具体介绍。

 

　　2桩机的选择

 

　　由于本工程斜桩直径较大，达到600mm。且单节管桩长度较长，最长达到14m，桩基倾斜角度大。因此，为保证整个施工过程中桩机的稳定及施工安全，桩机的选择尤为重要。经多方调研，一般桩机最大倾斜角度仅能达到7？觷，而本工程要求倾斜度要达到11.31？觷（倾斜度1？誜5）。我们通过对现有滚滑式桩机进行改装，包括加长桩锤行走轨道及加长导架支杆液压杆长度，较好的解决了倾斜度不够的问题。同时，考虑到桩机改装后倾斜度加大引起的重心问题，我们在选用桩锤时也尽可能选用小型号的桩锤以降低桩锤本身的重量。通过查阅广东省《锤击预应力管桩基础技术规范》并结合本工程实际情况，我们最终选择D62型柴油锤，锤体重约13t。

 

　　3抗倾覆验算

 

　　为保证整个桩基施工过程中的安全性，我们在工程开工前，即对经改装后的桩机进行了抗倾覆验算，以确定可施工的最大桩长L。抗倾覆验算如图1所示。

 

　　以桩机的后滑滚为支点，顺时针方向扭矩为正，逆时针方向扭矩为负。由于桩机桩架成后仰状态，所以有向后倾覆的趋势。当桩机所有受力的扭矩之和为正，证明不会发生倾覆。

 

　　桩机导架高22m，桩机底座高1.4m，桩锤高8m，所以此桩机施打最大桩长L=22+1.4-8=15.4m>14m，符合要求。经过抗倾覆的计算，桩机满足本工程施工要求。

 

　　4成桩质量控制

 

　　斜桩在施工过程中，入土位置和设计桩位不在同一位置，倾斜度无法用仪器直接控制，上下节对接时，易出现错位，焊缝难于控制。为了斜桩施工质量得到保证，我们对平面位置，倾斜度，对接焊缝质量的控制，制定了相关措施。

 

　　4.1平面位置的控制

 

　　①平整场地：清除桩基范围内的地上、地面、地下障碍物；根据桩基的施工要求，修设桩机进出路线、行走道路和施工现场的排水措施，保证桩机施工范围内的场地平整，承载力满足要求。

 

　　②初测桩位，测设桩位附近1m范围内的平均原地面标高后，按照倾斜角度计算出实际施打的桩位。

 

　　③根据测量数据计算，测定出实际桩位，再定出管桩倾斜的方向线（在施打桩位的正后方10m处测量定位一点，然后将桩位点与定位点连线，管桩对准桩位后，调整桩机轴线与此方向线重合），如图2所示。

 

　　④提前用纸片做一个直径为600mm的圆盘，将纸片的圆心与桩位对应，沿着纸片的形状用白灰洒线，白灰线所画的圈就是管桩竖起后所对应的位置。如图3所示。

 

　　4.2角度的控制

 

　　①在桩架上定位一点，距离桩机底盘面高度为5m处，焊接一个螺母，在螺母上系一个重为2kg的线锤，根据三角函数的关系，确定直角边长为0.98m，在桩机的底盘上，距桩架0.98m处焊接一钢筋头做标记，每次桩架倾斜至线锤在钢筋头左右摆动且最后停留在钢筋头位置，桩架则满足倾斜角度11.31？觷。

 

　　②待管桩、导架，桩机位置垂直度全部调整完成后，轻轻将管桩静压至地面下深20cm，防止管桩侧滑，导架向后倾斜，直至桩机上的线锤达到所做标记的位置。然后在重新调整桩机滑管，保证桩机导架与管桩平行。

 

　　③锤击打桩宜重锤低击，沉桩过程因第一节桩先前贯入度过大只能采用点击方式，待管桩下沉稳定后，然后采用连续锤击方式。如果桩位或者角度发生变化时，及时纠正。

 

　　4.3焊缝的控制

 

　　①接桩：每节桩下沉至桩头露出地面0.5～1.5m时停锤。将桩机导架慢慢竖起，重新提桩。

 

　　②为便于管桩接头对位，在桩头处焊接3个超出管桩钢板2cm的钢筋头，管桩的端头接触点对齐后，慢慢调整桩机导架，导架倾斜至设计角度，确保上下桩轴线重合，倾斜过程不断使用撬棍调整。待上下节桩焊接完成不发生滑移后即可拆除钢筋头。

 

　　③接桩时上下节桩身应对中，错位≤2mm，两端面应紧密贴合，不宜在接头处出现间隙。当桩机导架倾斜至设计角度时，管桩接头处仍存在接缝，采用厚薄适当的铁片填实。对称施焊，焊缝饱满均匀。

 

　　④焊接时从低向高处施焊，施焊采用两台焊机对称进行，从而减少焊接变形，并要做好防风措施，做到焊缝内无气泡，不夹渣，保证焊缝质量。Φ600管桩接头焊接时间以22～28min为宜。二氧化碳气体保护焊的接头自然冷却时间≥5min。

 

　　5施工效果

 

　　根据桩基规范要求，平面位置偏差≤100mm，标高误差±50mm，倾斜度偏差按照±15%tanα来算（α为倾斜角），倾斜角度在9.65？觷～12.95？觷范围内，均符合规范要求。检测结果全部为一类桩，对其中2PHC-309、-310进行的大应变检测，承载力分别为4640kN，4575kN，均大于4300kN，符合设计要求。

 

　　6结语

 

　　PHC管桩斜桩施工方法的改进大大提高了施工效率，有效克服了PHC管桩自身抗剪能力弱的特点，解决了通常依靠桩基数量和桩基类型达到抵抗水平荷载造成的造价较高的问题，同时也大大降低了本工程的施工成本。

 

　　参考文献：

 

　　[1]吴建华.浅谈PHC管桩施工的质量安全管理[J].广东建材，2006，（7）.

 

　　[2]陈炳照.PHC管桩静压法施工质量控制实例[J].科技资讯，2006，（1）.