工程PHC管桩上浮如何处理
发布时间：2016-06-15
本篇文章是由《工业工程》发表的一篇论文，创刊于1998年，是由广东工业大学主办，中国机械工程学会协办的期刊，国内外公开发行。工业工程是一门综合性的交叉学科，在提高生产率、降低生产成本、资源优化和合理配置中具有重要作用，在发达国家已广泛应用于工业、商业、服务性行业及公用事业等。
摘要：本文通过某工程进行PHC管桩施工中发现的管桩上浮问题的处理，总结出在淤泥层施工PHC管桩时应充分重视孔隙水压力等参数的观测，不能仅为了施工进度而忽视了工程质量。同时，在发现PHC管桩上浮后，通过进行复打和混凝土灌芯等方式进行处理，处理后的桩基完整性和承载力经PDA检测，符合设计要求。
关键词：PHC管桩 上浮 复打
1 概述
近几年随着工程建设规模的扩大，对于地基承载力的要求也越来越高，地基基础部分的造价占工程建设总投资的比重也越来越大，PHC管桩作为一种桩基础形式，有施工速度快、造价低等特点，最近在工业与民用建筑中逐步得到了应用和推广，特别是在沿海、河流及淤泥软土地区得到了广泛应用。但是管桩施工中地层条件对于施工质量的影响也是不容忽视的，特别是一些特殊地层能够造成桩身损坏从而给工程带来不利影响。实际施工中不少学者也给出了需要注意的防范措施，本工程结合实际监测数据，根据管桩上浮的原因进行分析，对上浮后的处理措施进行阐述。
2 工程实例
2.1 工程地层条件及各项参数
某电厂厂址位于长江沿岸地区，厂区地质条件基本上可以划分为9个主要地层，各土层性质及参数见下表：
工程桩设计为PHC600-130(AB)，桩长为21～30m，2-3节配桩，桩尖进入⑨2持力层不小于2m。停锤标准：原则以标高为主、同时控制贯入度，双重控制。考虑到现场⑨2土层实际分布情况，现将打桩停锤标准分以下3种情况考虑
①对于已达到标高的桩，最后一阵贯入度不大于每10击7cm时，即可停锤。
②对于未达到标高的桩，其最后一阵贯入度在每10击3cm时，即可停锤。
③对于已达到标高的桩，但最后一阵贯入度大于每10击7cm时，则需继续施打，直至最后一阵贯入度不大于每10击7cm时，方可停锤。送桩深度为1-4m。
2.2 工程现场监测情况
工程桩施工前首先在现场施打了按设计要求布置的监测桩，主要用来监测桩的水平位移和垂直位移。以及监测单位布置的监测点，监测点包括：超孔隙水压力监测点、深层土体位移监测点。
打桩开始后，投入4台打桩机进行施工，超孔隙水压力开始明显上升，待施工了500根桩的时候，孔隙水压力开始超过报警值，当时打桩速率为10根桩/台/天。为了降低超孔隙水压力采取了塑料排水板和砂井水压力释放孔，监测数据表明，孔隙水压力明显减小。随着打桩速率维持不变，孔隙水压力有逐渐提高。随即停止打桩，让孔隙水压力进行消散。但是由于种种原因，未等到孔隙水压力完全消散便重新开始打桩，并且维持原打桩速率不变直至工程结束。
工程结束后，经过基坑开挖，发现有50%的工程桩的桩顶存在不同程度的抬升现象，最大的抬升达到404mm，采用小应变进行检测发现有20%的桩因桩身抬升而把接桩部位的焊缝拔开，为了验证脱开情况，进行了水下摄像，验证了脱开的事实。
2.3 基桩上浮处理措施
发现基桩上浮是造成桩身质量的原因后，经过专家会审，参考类似工程的处理措施，制定了先进行普遍复打，再进行混凝土灌芯处理的处理方案。
2.3.1 复打
复打前要将管芯内的土或水部分清除，清除深度不小于50cm，复打时桩帽与桩周围的间隙应控制在5～10mm之间，锤与桩帽、桩帽与桩之间放置缓冲垫并要有足够的弹性，缓冲垫压实后的厚度不小于120mm。锤、桩帽以及桩身应在同一中心线上。开始复打时先用冷锤(空挡)复打1-3次，以便调整顺直度并将桩身激活。在送桩器上标上刻度，用水准仪跟踪观测下沉量，选择经验丰富的操作人员操作。同时油门控制要及时，最终控制锤击力在650T~700T。确保在满足锤击能的前提下桩不再下沉后再锤击10击即可停锤。高应变抽查检测，及时观测复位情况，提出指导性意见，复位后及时停锤。
2.3.2 混凝土灌芯浇筑
复打完毕后，对于脱开的桩待复打复位后，在接桩部位下设带托盘的钢筋笼，笼长2m，接口部位上下各1m，钢筋笼吊放好后用C40微膨胀混凝土浇注。
2.4 处理效果
通过全面复打，清理基坑后进行100%低应变检测，桩身完整。复打过程中通过PDA高应变检测承载力满足设计要求。
3 结论
3.1 PHC管桩施工时应密切注意孔隙水压力的变化情况，一旦发现超出报警值，及时停止打桩，采取孔隙水压力消散措施，一定要等孔隙水压力达到正常范围时才可继续打桩。
3.2 当发现管桩有上浮情况时，可以采取复打加混凝土灌芯的方式进行处理，处理措施得当，PHC管桩是完全能够满足设计要求的。
PHC 管桩虽然目前使用范围广泛，但是还有不少施工问题有待研究，以上仅为作者就现场遇到的施工问题及解决办法进行了简述，由于水平有限，不足之处望业内人士批评指正。
参考文献：
[1]马时冬.关于预应力高强混凝土管桩的桩体上浮问题[J].工业建筑， 2003年第33卷第3期.
[2]王哲英等.某钢厂轧机区PHC 管桩基础单桩静载抽检不合格原因分析[J].勘察科学技术，2003年第6期.
[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ94-2008建筑桩基技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.
