1、工程概况

 

　　某铁路预制梁场所处地貌为冲积平原，所处地形较为平坦，地面高程3.7-4.4m之间，地层为粉土，粉质黏土，黏土，局部夹淤泥质粉质黏土，淤泥质黏土及粉、细砂透镜体。地下水主要为第四系孔隙潜水，赋存于第四系松散堆积层中，其中砂类土层中水量丰富，地下水位高，地表水丰富，地基较为软弱。

 

　　本梁场共有简支箱梁576孔，生产区共设生产台位10个，均错开排开，与新修线路平行。其中一个为32m兼24m制梁台位，其余均为32m制梁台位，箱梁预制时其基础为整体受力，张拉后其重量向两端转移，制梁台座中间底部采用换填压实加板式钢筋混凝土基础，上部为钢筋混凝土条形基础，两端底部采用管桩基础加承台方式，上部为钢筋混凝土条形基础。存梁区每个制梁台位对应布置7个存梁台位，双层存梁设计，基础采用承台加管桩基础的方案。梁场PHC桩加固区段为70个存梁台位、10个制梁台位、静载试验台座及拌合站粉管和主机基础。

 

　　2、PHC管桩技术施工技术概述

 

　　软地基的处理对工程质量具有决定性的影响，静压力PHC管桩以其显著的施工工艺特点在我国工业和民用建筑有着广泛的应用，而且在公路的软地基处理上也有着众多的理论成果和宝贵经验。此种技术与传统的软地基处理技术相比具有噪音小、无污染、质量可靠、施工速度快、承载能力高、施工原理简单等。在梁场建设中其设计和施工在施工进度和地基沉降方面更有其不可替代的优势。

 

　　预应力管桩是由专业的厂家以预应力张拉法结合离心工艺，并采用蒸汽养护预制生产的空心等面积预制桩，此种管桩种类和型号因为工艺和截面差异进行划分，常用的有PTC，PHC。

 

　　3、PHC静压桩的施工技术分析

 

　　3.1施工前的准备

 

　　桩机进场前，清除地表的松散的土堆，调整地面平整度，提高原状土体承载力，以保证能够承受施工荷载。在静压桩施工前应进行中边桩放样，以便桩位放样。根据桩位设计图做好桩顶高程不同的桩位标记，以便沉桩时控制桩顶高程，以保证下道工序能够顺利进行。台位桩基平面布置图，如图1所示：

 

　　3.2压桩前的施工准备

 

　　首先，应对施工区域进行试桩，施工前应对施工区域的管桩施工经验进行采集，参考地质勘测报告和复勘的相关资料，然后对地质概况进行全面的了解，制定周全的施工工艺和质量控制措施。施工前，应在工作区域关键位置进行试桩，试压采用实际压力、压桩速度、桩长，并按照实际施工条件进行质量检查，保证其设计和工艺参数的合理性。本梁场管桩直径为400mm，制梁台位单桩承载力设计值727kN，存梁台位单桩承载力设计值1085kN。

 

　　3.3压桩施工过程

 

　　3.3.1管桩施工采用桩机施工，桩基采用自行机构，能够满足横向和纵向的行走，行走行程采用液压式油缸控制，可以完成小角度横向和纵向的回转，满足桩位的准确对位。

 

　　3.3.2压桩过程中采用桩基自身吊机将PHC管桩吊起并对位到夹持机构中，加持机构通过液压装置将其夹紧，桩基利用自身重量以及配重讲管桩压入指定桩位中，压入一定长度后，夹持装置松开回位，油缸回程，夹住管桩上部再次压入，重复压入动作直至将管桩压入到指定的深度为止。

 

　　3.3.3当桩长不够时应当进行接桩处理，当前一根管桩压入时在桩顶距地面1m时停止压桩，在PHC管桩接头处进行焊接，在确保焊接质量合格后继续施工。

 

　　3.4压桩与接桩中的控制要点

 

　　3.4.1静力压桩流程与关键工序质量监控要点：定桩位（测量、编号、复核）→压桩机到位（确定型号、标定技术参数）→吊桩、对中（控制吊点、垂直度）→对中→压入第一节桩（确保桩垂直度）→接桩（焊序、焊接层数、质量、自然冷却时间等）→压第N节桩（进行全过程测量、调控）→送桩→终压（对送桩压力与标高进行双控）→移机（地压耐力、压桩顺序）→截桩（需要时）→记录、核查压桩及桩基检测相关资料。

 

　　3.4.2压桩施力匹配技术PHC静压桩的压桩施力技术是以桩架自重及桩顶配重作为反作用力，克服桩周土体的侧摩阻力和桩端阻力，将桩徐徐压入土中而实现的。在施工过程中做好以下控制：

 

　　（1）压好第1节桩至关重要。首先要调平机台，管桩压入前要准确定位、对中，在压桩过程中，宜用经纬仪和吊线锤在互相垂直的两个方向，监控桩的垂直度，其垂直度偏差不宜大于0.5%。测量人员对压桩进行全程监控测量，并随时对桩身进行调整、校正，以保证桩的垂直度。

 

　　（2）在压桩过程中，应随时检查压桩压力、压人深度，当压力表读数突然上升或下降时，应停机对照地质资料进行分析，查明是否碰到障碍物或产生断桩等情况。如设计中对压桩压力有要求时，其偏差应在±5%以内。

 

　　（3）遇到下列情况之一时，应暂停压桩，并及时与地质、设计、业主等有关方研究、处理：压力值突然下降，沉降量突然增大；桩身混凝土剥落、破碎；桩身突然倾斜、跑位，桩周涌水；地面明显隆起，邻桩上浮或位移过大；按设计图要求的桩长压桩，压桩力未达到设计值；单桩承载力已满足设计值，压桩长度未达到设计要求。

 

　　（4）桩压好后桩头高出地面的部分应及时截除，避免机械碰撞或将桩头用作拉锚点。截除应采用锯桩器截割，严禁用大锤横向敲击或扳拉截断。

 

　　3.5压桩检测

 

　　压桩结束后，需要对桩基进行检测，桩基检测依据设计要求采用《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）及《基桩低应变动力检测规程》（JGJ/T93-95）进行。检测的项目主要有桩身的完整性质量检测、单桩竖向抗压极限承载力检测。桩身质量检测，主要通过现场低应变反射波法进行，目的是对桩身缺陷进行判定，对桩身质量进行分级。根据规范分为四个等级，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类桩。其中Ⅰ类桩为桩身质量优良桩；Ⅱ类桩为合格桩；Ⅲ类桩为明显质量缺陷桩，需要与相关单位研究，确定处理方案或继续使用，按要求修补后或经研究可继续使用的视为合格桩；Ⅳ类为不合格桩。小应变动力检测数量，按规范要求抽检不少于20%且不少于10根。

 

　　单桩承载力检测，主要通过现场静荷载试验以及高应变动力检测进行，主要检测单桩承载力是否满足设计要求。静荷载试验检测数量，按规范要求随机抽检总桩数的1%且不少于3根，因为是破坏性试验一般静载试验对施工前的试桩进行；对正式工程桩采取高应变动测，检测数量为总桩数的2%，且不少于10根。

 

　　4、PHC静压桩加固后的效果分析

 

　　4.1沉降观测

 

　　设计桩基时应充分考虑到沉降的控制，存梁台位采用整板基础，梁场存梁采用双层存梁，根据梁场存梁台位分布，在承台上根据需要布设沉降观测点，做好标示。根据梁场水准点，在各个基础设施使用前对各点进行观测，测得各点原始高程。双层存梁后，严格对各沉降监控点进行观测并进行核对，观测各点有无沉降，并做好记录。经过沉降数据分析，存梁台位沉降均匀，总体沉降量在3～4mm，可以看出PHC管桩施工质量稳定，对软地基处理效果明显

 

　　4.2施工连续能力

 

　　本梁场地处寒冻区，最低气温低至-20℃，且持续时间长，根据工期要求，梁场大临建设一个半月就进入了冬季施工，相对于其他处理办法将要加大投入、采取措施才能继续施工，给临时工程建设带来很大的难度，也在一定程度上影响梁场建设的进度。采用PHC静压法沉桩，可实现24h作业，增加施工时间，缩短施工工期。从成桩速度上说，PHC高强预应力管桩成桩工序少，操作简单，吊桩就位、调整桩基及桩的垂直度、施压复核垂直度、继续施压至设计标高；而PHC管桩为预制桩，无需等混凝土龄期才可验桩，且施工无污染及压及走，这无疑为后续大临基础建设提供了有利的保障。

 

　　4.3质量控制

 

　　PHC管桩是事先在工厂预制成型，且桩体强度较高，可达C80。桩体的成型质量与强度质量保证，每节桩按定尺生产，压桩深度一目了然，施工工程可监控强；静力压桩施工的同时，即已知道每根桩成桩后能承受多大承载力，有利于设计参数及时调整。

 

　　4.4成本控制

 

　　在PHC管桩施工过程中，PHC管桩可把桩压至桩顶深度，不存在超灌部分和人工破桩头，吊车调运桩头等问题，有节约了资源，减少了浪费。从桩数、桩长、基础形式、施工工期、验桩费用等几方面综合考率，PHC静压管桩较其他软地基处理方式成本优势较为明显。

 

　　5结束语

 

　　在本工程大临建设中体现出PHC管桩在对软地基处理中明显优势，证明了在工期紧、承载力要求高的软地基处理中是可以达到较好的效果的，且相对于其他处理方式在工期、成本、质量方面有着明显的优势，可见在类似大临建设的软地基处理方面是值得推广的。

 

　　参考文献

 

　　[1]陈兰云.土力学及地基基础[M].北京：机械工业出版社，2001.

 

　　[2]中国建筑科学研究院.《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）.北京：中国建筑工业出版社，2003.

 

　　[3]中国建筑科学研究院.《基桩低应变动力检测规程》（JGJ/T93-95）.北京：中国建筑工业出版社，2003.

 

　　[4]杨蓉珲.PHC管桩施工技术在软基处理中的效果.建筑知识，2011.