一种PHC管桩静压施工方法与流程

本发明涉及桩基础工程的技术领域，尤其是涉及一种phc管桩静压施工方法。

背景技术：

随着我国建设行业发展的不断推进，空闲土地面积的逐步减少，导致建筑物沿纵向高度方向大幅提高，平面布局受到大幅压缩，相邻建筑物间距离不断减小，对建筑物的桩基础设计及施工提出了更高的要求。

phc管桩静压施工是工程桩基施工的一种方法，目前广泛应用于桩基础施工。通过静力压桩机的压桩机构，以压桩机自重和机架上的配重提供反力而将预制桩压入土中的沉桩工艺。

但是在phc管桩静压施工，尤其是在群桩施工区域，其管桩周围的土体向四周排挤，使周围的土体受到扰动，造成与管桩体积等量的土体在沉桩的过程中向管桩周围发生较大侧向位移和涌起，相邻管桩的桩侧土体竖向压缩量较大，由于群桩施工中的叠加作用，使各临近管桩桩侧的土体产生较大的侧向位移和上浮，已打入地下的管桩因位移的土体的摩擦力的带动下向上浮起，造成群桩施工的质量较差，以及出现周围房屋、道路开裂及地下管线位移等问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种群桩施工的过程中，相邻管桩的桩侧土体侧向位移不易叠加的phc管桩静压施工方法。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种phc管桩静压施工方法，包括以下步骤：

s1、管桩测量放样，按照施工图纸给定的坐标，用经纬仪及钢尺将轴线及桩位测放定位,并用木桩锤入土层做好标记，木桩突出地面10cm至20cm；

s2、缓冲孔定位开孔，对施工场地进行平整，根据桩位点，确定缓冲孔的位置，使缓冲孔位于群桩区域内，在缓冲孔四周开设排水沟，并由钻机钻设缓冲孔；

s3、桩机就位，桩位四周开设排水沟，桩机倾斜度小于1%；

s4、管桩就位，工作人员进行桩位对中，垂直度校正，第一节管桩起吊就位插入地面时的垂直度偏差不得大于0.5%；

s5、管桩静压，将桩机的配重调至大于压桩阻力的20%，保持管桩的轴心受压后，将管桩一次性连续压到底，且在压完后灌入微膨胀碎石混凝土进行封底；

s6、接桩作业，起吊新管桩至已压入地面的管桩的上方，使两个管桩的轴线一致，错位偏差小于2mm，此时压入地面的管桩高出地面0.5m-1.0m，工作人员在两管桩之间对称点焊4-6个点，并对称分层施焊，焊接层数大于2层，其焊接完成后自然冷却8min；

s7、送桩作业，工作人员采用送桩器将管桩送至桩顶设计标高；

s8、终压作业，管桩达到桩顶设计标高后，进行终压作业，对管桩复压三次，观察管桩下沉量，管桩下沉量大于1mm时，重新复压，直至管桩下沉量小于1mm；

s9、清洗作业，对管桩内壁进行清洗；

s10、移机作业，管桩停压后移机至下一桩位；

s11、封堵作业，工作人员对缓冲孔进行封堵。

通过采用上述技术方案，使群桩施工的过程中，在相邻管桩的附近开设缓冲孔，当管桩桩侧的土体向四周排挤时，侧向位移的土体挤向缓冲孔，缓解群桩施工过程中，管桩桩侧的土体侧向位移的量降低，不易叠加，群桩施工区域的土体位移量较小；同时，缓冲孔的钻设使工作人员可以根据缓冲孔的钻挖情况进行更进一步的群桩区域的地质勘察，确定后期沉桩的深度，桩机的配重以及后期接桩的深度。

优选的，所述缓冲孔的深度为phc管桩深度的1-1.2倍，所述缓冲孔包括靠近地面的上段和靠近地底的下段两部分，缓冲孔上段的内径大于缓冲孔下段的内径，所述缓冲孔上段的深度为缓冲孔总深度的1/2-1/3。

通过采用上述技术方案，由于自重较大的桩机在群桩施工范围内行走时对土体产生的水平挤应力极易传递到管桩桩身的上部，产生水平剪切力，容易送桩较浅的管桩上部断裂，缓冲孔的设置，使桩机对土体产生的水平挤应力传递至缓冲孔处，减少对管桩上部的水平剪切力。

优选的，所述缓冲孔的位置以群桩区域的中心点为圆心呈圆周分布。

通过采用上述技术方案，使群桩区域内的土体侧向位移较为均匀，提高成桩质量，降低群桩区域外的房屋受损、道路开裂及地下管线偏移等施工问题的出现。

优选的，所述缓冲孔钻设完成后，工作人员将缓冲孔的孔底填充直径大于3.0mm的粗砂，然后放置排水管进入缓冲孔内，使排水管的进水口位于粗砂上，并继续填充直径大于1.0mm的粗砂至没过排水管的进水口，含水层处的粗砂直径大于3.0mm，排水管持续抽水。

通过采用上述技术方案，缓冲孔靠近含水层的附近由于土体侧向位移过程中的挤压应力的作用会有大量的水体析出，粗砂的作用起到部分的过滤作用，使水质较好，被排水管的抽取的水体能应用于更多的环境；另外填充的粗砂对缓冲孔内壁起到一定的支撑作用减小缓冲孔的内壁在水体抽出的过程中，土体不易脱落；缓冲孔内填充粗砂的设置，增加土体侧向位移的阻碍，使缓冲孔不易坍塌；大量抽取含水层内的水分，使管桩进行静压作业时，涌入管桩内壁的水分较少，便于phc管桩静压施工作业。

优选的，所述缓冲孔内，填充有不同直径的粗砂层，各粗砂层倾斜交互于缓冲孔内，最靠近地表的粗砂层上表面为平面。

通过采用上述技术方案，使缓冲孔内的粗砂层分层填充且受力面为倾斜面的，当管桩桩侧的土体向缓冲孔处挤压时，缓冲孔内的粗砂沿分层的斜面滑动或向上挤压，直径较少的粗砂进入直径较大的粗砂的间隙中，缓冲土体侧向的挤压的同时加强缓冲孔内内壁的支撑强度。

优选的，所述缓冲孔内的粗砂层填充至临近缓冲孔上段与下段的交界处，且靠近地面的粗砂层与缓冲孔上段之间留有1m的间隙，缓冲孔填充有碎石层，所述碎石层的上表面高于缓冲孔下端1m。

通过采用上述技术方案，缓冲孔上段留有形变的余量，使管桩桩侧的土体进行侧向位移时，挤压缓冲孔，缓冲孔内壁的收缩挤压粗砂层以及碎石层向上位移，碎石层内碎石间的间隙较大，便于缓冲孔内壁压缩。

优选的，终压作业过程中，当入土管桩桩长大于9m小于16m时终压值为5000kn，终止压桩前须满载复压三次；当入土管桩桩长大于16m，小于25m，终压值为4000kn，终止压桩前满载复压两次；当入土管桩桩长大于25m，终压值为3700kn，终止压桩前满载复压两次。

通过采用上述技术方案，终压值的设置，使管桩在沉桩过程中克服桩尖土层的抗冲剪阻力和桩身周边土体的摩擦力，使管桩的桩尖嵌固至群桩区域合适的持力层上，同时，通过终压作业，挤密桩尖的土体，提高桩尖附近土体的力学性能，取得较高的桩尖土体处的极限阻力；取得更高的单桩承载力。

优选的，清洗作业过程中，首先人工清除管桩底部的淤泥，对管桩内壁进行冲洗，沉淀3h后，先将管桩内上层的水体进行抽取，然后将管桩内下层的泥浆混合物抽取，泥浆混合物经过水泵进行抽取，抽至灌芯深度后，将干硬的水泥饼进行封堵；管桩内壁上涂刷纯水泥浆。

通过采用上述技术方案，水泥饼的设置，用于封堵管桩底部的涌水；纯水泥浆的涂刷用于增强填芯材料和管桩内壁之间的粘结强度，提高phc管桩施工质量。

优选的，封堵作业过程中，工作人员将c40微膨胀混凝土填充至缓冲孔内，并通过水泥振动棒插放置碎石层上搅拌。

通过采用上述技术方案，使缓冲孔内的c40微膨胀混凝土在水泥振动棒的搅拌下，流入碎石层以及粗砂层，加强缓冲孔内的支撑强度，起到一定的稳固作用。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.缓冲孔的设置，使群桩施工的过程中，侧向位移的土体挤向缓冲孔，缓解群桩施工过程中，管桩桩侧的土体侧向位移的量降低，不易叠加，群桩施工区域的土体位移量较小；同时，缓冲孔的钻设使工作人员可以根据缓冲孔的钻挖情况进行更进一步的群桩区域的地质勘察，确定后期沉桩的深度，桩机的配重以及后期接桩的深度。

附图说明

图1是本发明的施工流程示意图。

图2是缓冲孔的横截面示意图。

图中，1、缓冲孔；2、排水管；3、碎石层；4、粗砂层。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

结合图1和图2可知，为本发明公开的一种phc管桩静压施工方法，该群桩施工区域内，均采用φ500*125ab型hpc管桩，约416根，约10400m；单根桩长约25m；包括以下步骤：

s1、管桩测量放样，按照施工图纸给定的坐标，用经纬仪及钢尺将轴线及桩位测放定位,并用木桩锤入土层做好标记，于木桩上桩位点钉入铁钉，木桩突出地面10cm至20cm，标高记录在册，并将控制轴线引至安全位置，以便恢复轴线及检查使用；施工前，对已放线定位的各轴线及桩位置重新复核一次，检查各轴线之间尺寸及桩位置尺寸是否符合施工图纸设计要求，地面标高用水准仪测定，确保精度，对基准点加以保护

s2、缓冲孔1定位开孔，对施工场地进行平整，根据桩位点，确定缓冲孔1的位置，使缓冲孔1位于群桩区域内，并由钻机钻设缓冲孔1；缓冲孔1的位置以群桩区域的中心点为圆心呈圆周分布。在缓冲孔1四周开设排水沟，缓冲孔1的深度为phc管桩深度的1-1.2倍，缓冲孔1包括靠近地面的上段和靠近地底的下段两部分，缓冲孔1上段的内径大于缓冲孔1下段的内径，缓冲孔1上段的深度为缓冲孔1总深度的1/2-1/3；缓冲孔1钻设完成后，工作人员将缓冲孔1的孔底填充直径大于3.0mm的粗砂，然后放置排水管2进入缓冲孔1内，使排水管2的进水口位于粗砂上，并继续填充直径大于1.0mm的粗砂至没过排水管2的进水口，形成多个不同直径的粗砂层4，含水层处的粗砂直径大于3.0mm，排水管2持续抽水；各粗砂层4倾斜交互于缓冲孔1内，最靠近地表的粗砂层4上表面为平面且与缓冲孔1上段之间留有1m的间隙，该间隙内填充有碎石层3，碎石层3的上表面高于缓冲孔1下端1m。

s3、桩机就位，桩位四周开设排水沟，并再一次对群桩施工现场进行平整，桩机倾斜度小于1%，插桩垂直三点一线，不得偏移。

s4、管桩就位，工作人员进行桩位对中，垂直度校正，第一节管桩起吊就位插入地面时的垂直度偏差不得大于0.5%；并用长条水准尺或其他测量仪器校正。

s5、管桩静压，对每根桩根据轴线进行复核纠正，每天应对轴线控制桩进行复测校正；桩位偏差不得大于20mm；将桩机的配重调至大于压桩阻力的20%，保持管桩的轴心受压后，将管桩一次性连续压到底，且在压完后灌入微膨胀碎石混凝土进行封底。

s6、接桩作业，起吊新管桩至已压入地面的管桩的上方，使两个管桩的轴线一致，错位偏差小于2mm，此时压入地面的管桩高出地面0.5m-1.0m，工作人员在两管桩之间对称点焊4-6个点，并对称分层施焊，焊接层数大于2层，其焊接完成后自然冷却8min。

s7、送桩作业，工作人员采用送桩器将管桩送至桩顶设计标高。

s8、终压作业，管桩达到桩顶设计标高后，进行终压作业，对管桩复压三次，观察管桩下沉量，管桩下沉量大于1mm时，重新复压，直至管桩下沉量小于1mm；当入土管桩桩长大于9m小于16m时终压值为5000kn，终止压桩前须满载复压三次；当入土管桩桩长大于16m，小于25m，终压值为4000kn，终止压桩前满载复压两次；当入土管桩桩长大于25m，终压值为3700kn，终止压桩前满载复压两次。

s9、清洗作业，对管桩内壁进行清洗；首先人工清除管桩底部的淤泥，对管桩内壁进行冲洗，沉淀3h后，先将管桩内上层的水体进行抽取，然后将管桩内下层的泥浆混合物抽取，泥浆混合物经过水泵进行抽取，抽至灌芯深度后，将干硬的水泥饼进行封堵；管桩内壁上涂刷纯水泥浆。

s10、移机作业，管桩停压后移机至下一桩位。

s11、封堵作业，工作人员对缓冲孔1进行封堵；工作人员将c40微膨胀混凝土填充至缓冲孔1内，并通过水泥振动棒插放置碎石层3上搅拌。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。