ＰＨＣ桩在高速公路软基处理中的技术应用
李瑞梅
摘要：本文借助广东省某高速公路第六合同段利用PHC桩进行桥涵结构物处软基处理这一工程实例,对该新型桩体在高速公路桥涵结构物处软基处理中的应用情况进行阐述,以便让我们能更清楚地了解这类桩体的结构特点、工作特性，为日后进行类似工程的施工提供一定的指导参考作用。
关键词：PHC桩；结构特点；工艺要求
1 “PHC桩”结构特点
首先，让我们来了解一下“PHC桩”所指的是一种什么样的施工桩体。其实， “PHC桩” 是几个英文单词的组合缩写，把它翻译成中文，就成了“预应力高强度混凝土管桩”。从这个名称上可以看出，这类桩体，其实已经概括出它的结构特点了，即包含了“预应力”、“高强度”、及“圆管形”这三个显著桩体特征。
由于这类桩体以前主要是用于房屋建筑的基础处理，在最近几年才逐渐被引用到公路工程这个领域范畴中来，因此，对于“PHC桩”的具本控制要求，目前我们交通部暂时还没有一套自已的行业标准，只能暂时参照建设部现有的几套技术标准进行现场控制。
根据国家标准GB/T 13476-1999 《先张法预应力混凝土管桩》的相关规定，“PHC桩”因其在预制生产时施加预应力值的不同，及设计抗裂弯矩、极限弯矩的不同，又将它分为“A类”、“B类”、“AB类”以及“C类”四种类型。下面就让我们再来了解一下“PHC桩”的其它工作优点吧。
单桩承载力高，桩身混凝土强度等级为C80，具有高强性能，φ600的PHC桩的单桩允许承载力达到2500～3200KN。可作为高速公路桥涵结构物处的软基处理。其单位承载力的造价比预制混凝土方桩和钻孔灌注桩低，且仅为钢桩的1/3～2/3，并节省钢材。
抗弯性能好。PHC桩选用高强度、低松驰的阴螺纹钢筋作为预应力主筋，使桩身具有较高的预压应力，其抗弯、抗裂性能良好，PHC桩有卓绝的贯入性能，能穿透密实的砂层，能适应复杂的环境与地理条件。
质量稳定可靠。由于采用工厂预制的生产方式，能利用先进的工艺和设备，质量容易控制，产品质量容易保证，且成桩质量监测方便。
应用范围广。桩身耐防腐性能好，规格长度容易调整，使设计选用范围广，容易布桩，对桩端持力层起伏变化大的地质条件适应性强。
施工速度快，工期短。PHC桩在工厂商品化生产，能按施工要求及时供桩，施工前期准备时间短，一般能缩短工期1-2月。
施工现场文明。施工现场无砂石、水泥，无泥浆污染，对施工现场狭窄的工程特别有利。
2 “PHC桩”工艺技术要求
在了解了“PHC桩”的桩体特点及结构性能之后，那么，在进行管桩施打时我们应注意哪些事项，哪些具体要求呢？
在每一处管桩正式开工前，应按不少于1%的工程桩数量且不少于3根的数量进行试桩。试桩桩位应选在地质勘探孔附近，且试桩的长度及地质条件应具有代表性。
管桩施打前,应在桩身上划出以米为单位的长度标记,并按从下至上的顺序标明桩的长度,以便观察桩的入土深度及记录每米沉桩锤击数。施打时，应由专职施工员及时准确地填写施工记录表，并经驻地监理验证签名后方可作为有效的施工记录。
管桩施打时，应按以下原则确定施打顺序：若桩距离周围建筑物较远、施工场地较开阔时，宜从中间向四周进行；若桩的其中一侧靠近建筑物时，宜从毗邻建筑物一侧开始由近及远的进行。另外，选桩时应根据试桩的长度，宜先选长后选短。
当管桩需要接长时，其入土部分桩段的桩头宜高出地面0.5-1.0m，且任一单桩接头的数量不宜超过4个。
当管桩采用焊接连接的接长时，焊接层数不得少于2层，内层焊渣必须清理干净后方能施焊外一层，且焊缝应饱满连续。焊好的桩接头应待自然冷却后方可继续锤击，自然冷却时间不宜少于8分钟，严禁用水冷却或焊好即打。
当桩达到收锤标准而尚存有较长的桩长时，外露部分应进行切割，桩头的切割宜采用锯桩器进行，严禁采用大锤横向敲击截桩或强行扳拉截桩。
为了避免因碰到地下孤石而致使打入困难，应在每根管桩的第一节管节配备桩尖，以确保管桩的顺利施打。桩尖宜采用钢板制作，其规格及类型应根据地质条件及设计要求选用，建议使用封口型桩尖（十字型或圆锥形）。
收锤标准应满足设计要求，即以进入桩端持力层2m、最后贯入度不得超过80cm/10击为控制标准（锤击能宜采用锤重2.5t，冲程0.8-1.2m）。
用于施打预应力混凝土管桩的桩机可根据PHC桩的设计长度与施工成本，结合实际现场地质情况选用。目前，管桩施打的方式主要有锤击式和液压式两种。 而具体采取何种形式，应根据地质条件予以选用。在选择桩锤时，必须充分考虑桩的形状、尺寸、重量、入土长度、结构形式以及土质、气象等条件，并掌握各种锤的特性。桩锤的夯击能量必须克服桩的贯入阻力，包括克服桩尖阻力、桩侧摩阻力和桩的回弹产生的能量损失等。如果桩锤的能量不能满足上述要求，则会引起桩头部的局部压曲，难以将桩送到设计标高。
在进行锤击沉桩时，因地层较软，初打时可能下沉量较大，宜低锤轻打，随着沉桩加深，沉速减慢，起锤高度可渐增。在整个打桩过程中，要使桩锤、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。必要时应将桩锤及桩架导杆方向按桩身方向调整。要注意尽量不使管桩受到偏心锤打，以免管桩弯扭破坏。打桩较难下沉时，要检查落锤有无倾斜偏心，特别是要检查桩垫桩帽是否合适。如果不合适，需更换或补充软垫。每根桩宜连续一次打完，不要中断，以免难以继续打下。
PHC桩混凝土强度宜超过80%时才能吊装，吊装有两种方法：当桩长大于13m 的PHC 桩宜采用支点法，两支点设在离桩两端0.21L 处；当桩长不大于13m时，可采用直接进行水平起吊，采用专用吊钩钩住管桩两端内壁直接进行水平起吊。 PHC桩强度达到100%时方可运输，桩在运输过程中支承应满足堆放的要求，并且要绑扎牢固。PHC桩堆放场地要坚实平整，且最下层要在两支点下放垫木，且垫木支撑点应在同一平面上。本工程PHC 桩的堆放层数不得超过四层。 PHC桩的吊装、运输及堆放过程中应轻起轻放，应避免振动、碰撞、滚落。
3 “PHC桩”质量检测要求
“PHC桩”在施工完成后的质量检测方法,与CFG桩一样，一般需要进行（大）小应变无破损检测、单桩承载力及复合地基承载力几项常规指标的检测，以进一步验证其完工后的处理质量及处理效果。下面，就让我们来参照《预应力混凝土管桩基础技术规程》DBJ/T15-22-98的有关要求，并结合一下广东省某高速公路第六合同段利用PHC桩进行桥涵结构物处软基处理时的相关检测内容,来了解一下“PHC桩”的几项检测项目以及各个检测项目的检测频率。
广东省某高速公路第六合同段的“PHC桩”施工，在每一处管桩施工完毕后，应按设计要求进行以下几个方面的检测：
须进行单桩荷载试验3根，及复合地基堆载模拟试验2点，其承载力要求分别为：单桩承载力不得小于500KN，复合地基承载力不得小于300Kpa。
须进行高应变无破损检测及低应变无破损检测，其检测频率分别为：高应变检测0.5%，低应变检测5%。
当管桩生产数量达到30000延米时，须作为一个检验批随机抽取2根管桩委托具有相应检测资质的检测单位进行“抗裂弯矩”及“极限弯矩”两项指标的试验，外径为40cm管桩的具体要求为:A类管桩：抗裂弯矩≥52KN·m；极限弯矩≥77KN·m；B类管桩：抗裂弯矩≥75KN·m；极限弯矩≥135KN·m。
结束语：
综上所述，由于“PHC桩”比其它类型桩体具有独一无二的工程优点，因此，才能在短短几年的时间里迅速挤身于几大软基处理方式的行列，而得到了公路工程建设者的备加推崇。本人相信，只要我们在“PHC桩”的日常施工中能善于观察，勤于积累，逐渐认识到管桩用于软基处理不可替代的优越性，相信其应用前景将是十分广阔的。
参考文献
[1]《预应力混凝土管桩基础技术规程》DBJ/T15-22-98
[2]国家标准GB/T 13476-1999 《先张法预应力混凝土管桩》
