摘要：随着水运工程建设的飞速发展，大直径PHC管桩的应用逐年增加，其工程质量和相关施工技术也不断提高。大直径PHC管桩具有结构强度高、刚度大、可贯入性好、耐锤击能力强、抗渗性能好、抗弯能力高、结构承载力大等特点[1]。本文就管桩常出现的工程问题，提出有关解决措施，供同行工作者参考。
关键词：大直径PHC管桩，海港码头，施工问题，解决措施
1大直径PHC管桩的应用及其特点
近年来，随着港口工程的需求量不断增多，其质量的控制尤其重要。为保证港口工程的施工质量，我国已开始大面积增加PHC管桩的应用，同时业主和设计单位对管桩的性能和质量提出了更高的要求。因此，大直径PHC管桩的需求在逐年增加，其研究和开发亦已取得很大的成就。大直径PHC管桩管径可达Φ800～1200mm，混凝土强度可达C80，管节长度达30m（个别有实力的厂家可生产管节长度为50m的大管桩)。大直径管桩具有结构强度高、刚度大、可贯入性好、耐锤击能力强、抗渗性能好、抗弯能力高、结构承载力大等特点。而且性能价格普遍比钢管桩、预应力混凝土方桩及短管节PHC大管桩优越，因此在跨海大桥、外海深水码头等港口工程中已广泛应用。本文就大直径PHC的施工质量问题，提出有关解决措施，并对管桩的质量检测做一点阐述，对港口工程提供一点技术参考价值。
随着我国的码头工程向深水化的方向发展，水上工程使用的管桩越来越长，整节大直径超长PHC管桩有以下几种优点：①提高桩身结构的完整性；②减少桩身制作的操作环节；③降低制桩成本。
2大直径PHC管桩的生产流程与控制技术
（1）预应力钢筋加工。用定长切断机将预应力钢筋定长切断，然后再进行镦头处理。
（2）钢筋骨架制作。镦头后的钢筋用滚焊机进行骨架自动成型制作，要求骨架二端密缠，中间的螺旋筋距最大不超过110mm。
（3）桩接头制作。严格按照设计图纸制作，套箍板下料长度准确，成长方形，弯制成圆，其直径误差不大于1mm。
除此之外，还有几个生产工艺，如混凝土拌和物的制作、管桩成型、蒸汽养护、脱模、压蒸养护等。本文对此不做不详细介绍，可参考相关文献[2]。
3PHC管桩的施工工艺
3.1PHC管桩的施工工艺流程
施工准备→测量定位→桩船就位→吊桩→沉桩→接桩→再锤击→满足贯入度和标高要求→收锤→移桩。
3.2施工准备
确保水域廓清无其它阻碍施工船只，保证沉桩船在港区内的正常运行，并做好相应的指挥、联络措施。打桩前注意各施工船只的运行和作业方式，防止产生锚缆拉曳不力和相互缠绕，并检查船上发电机、卷扬机、滑轮、钢索、柴油锤等动力和作业机械的运行状态和作业性能，确保沉桩顺利和施工安全。
3.3桩船就位
打桩船进入港区后，即可利用抛锚艇按照沉桩使用要求进行抛锚，一般需要系挂首锚、艉锚和岸缆等6～8套锚缆方可定位。打桩船经过初步定位和微调、细调等多次迂回校准方能精确定位。
3.4吊桩
PHC混凝土管桩可采用两点或者四点起吊，运桩船将管桩运至打桩船前端吊桩范围内，且管桩按照预定的规格、长度进行配套摆放，以适应沉桩顺序的要求进行起吊。然后打桩船即可起吊管桩，在运桩船退出后再吊立进龙口喂桩。严禁桩机远距离强行拉桩。
3.5沉桩
管桩沉放一般采用配备柴油锤的打桩船进行施工，桩锤的重量、冲击能等均按设计要求配置。沉桩采用重锤轻击，以有效降低锤击应力，同时要确保桩身垂直。施工过程从码头施工泊位的一侧端头开始，先里后外，先上游再下游，以阶梯形推进，按照计划打桩顺序进行沉放。桩位采用前方交会法测量控制，标高及贯入度采用水准仪观测控制。采用贯入度和设计标高双控法进行沉桩质量控制。
锤击过程中，桩锤、替打和桩体应始终保持在同一直线，这样避免偏心锤击，要控制桩身垂直度在1%以内，使用全站仪或经纬仪在离打桩架15m以外成正交方向进行观测桩垂直度，其中包括打桩架导杆的垂直度。施工过程要严格控制好导向架的角度，以确保管桩的施工质量。另外，应严格控制桩的入泥深度，这样可有效防止桩尖触底，造成断桩、裂桩等严重后果，进而影响工程质量。
3.6接桩
接桩采用端板式焊接接头。接桩时确保新接桩节与原桩节的轴线一致。当下节桩的桩头距水面0.6～1.0m时，开始进行接桩。焊接前先把焊面上的垫打碎裂物、油污等杂物清除干净，再在下节桩头上安装导向箍引导就位。当PHC管桩对好后，对称点焊4～6点，便以固定，然后拆除导向箍。接桩处焊缝应根据温度情况自然冷却8min以上，方可锤击沉桩，不可用水冷却或焊好即打，以防焊缝脆裂造成实质性断桩。
4大直径PHC管桩施工中出现的问题及其解决措施
4.1桩身倾斜
在插桩开打时即有较大幅度的桩端走位或倾斜现象。这种情况的出现，很可能是因为基岩面较陡或者遇到孤石等硬物，导致桩尖受力后产生偏斜。针对这个问题，其处理的措施主要是在压桩施工前将桩位适当往岸侧或者顺着山体往上预留桩的移位空间即提前量，一般为10cm左右。
4.2桩身上浮
当工程桩较短或布桩较密集时，就比较容易出现桩身上浮的情况。针对这种质量问题，复击的办法是一种比较有效的补救措施。一般情况下复击50～100锤，桩身贯入度控制以“最后三阵”三十锤为准，并对复击桩进行静荷载试验检测，确保桩身完整性和达到设计承载力要求[3]。
5PHC管桩施工后的质量检测与评定
PHC管桩施工结束后，施工单位应委托有关检验单位，依据JGJ106-2003《建筑基桩检测技术规程》，对PHC管桩进行低应变动力完整性检测。在PHC管桩施工时，应结合实际桩位，施工及夹桩固定情况采用高应变动力法检测单桩的竖向承载力和桩身的完整性，采用动力法检测桩身的完整性。设计检测根数为：高应变选取总桩数的3～5%，低应变选取总桩数的10%，一般按照设计要求进行检测。检测桩的极限承载力应在许可范围内，并计算平均极限承载力。保证所有管桩经过低应变检测，且桩身均完整，符合设计要求和国家规范要求。
6工程实例
广东省珠海某码头，其在原5万吨级码头的基础上再增加1个10万吨级化工、油品专用泊位。该码头是高桩梁板式结构，由3个工作平台、4个靠船墩,1个系缆墩和人行钢桥组成。码头长250m，宽30m，码头顶面高程6m。码头按5万吨级前沿水深设计，前沿水深-13.5m；码头结构根据建设要求，按10万吨级进行结构储备。工作平台的桩基采用Φ800mmPHC桩，码头面采用预制梁板结构；靠船墩、系缆墩的桩基采用Φ1000mmPHC桩，墩台为现浇大型块体结构。该工程的桩基均使用大直径PHC管桩结构，是国内比较早使用单节长50m的PHC管桩的码头工程。
该码头的成功施工和顺利验收，证明了大直径PHC管桩的技术优越性，其比传统的管桩有更好的结构性能，且耐锤击能力更强、抗渗能力更好等。管桩的技术先进，施工工艺成熟，适用于深水码头港口等海港工程的建设。
7结语
通过实际工程的应用证实，大直径PHC管桩在海港码头工程建筑的应用具有很强的使用价值，其相对于传统的PHC管桩工艺具有很多不可替代的优点，能够保证质量更加稳定可靠，加快施工速度，缩短工期。另外，单桩的承载能力也比传统PHC管桩更高，并保证了施工现场的文明建设。但其施工仍存在断桩、桩身倾斜和桩身上浮等质量问题，在往后的施工过程应总结前人的宝贵经验，借鉴国外的优秀技术经验，推动大直径PHC管桩在海港工程中的应用。
参考文献
[1]史美鹏.PHC桩的新型碗形端头开发及研制[J].水运工程，2009，（1）：143-148.
[2]唐志俊.大直径超长PHC管桩生产技术研究[D].南京：河海大学，2006.
[3]王碧辉.管桩施工的质量管理分析[J].科技创新导报，2009，（4）：75.
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