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【摘 要】预应力高强混凝土管桩（简称PHC桩），其特点是单桩承载力高、设计范围广、抗弯性能好、桩身耐锤击、抗裂性好、穿透力强、造价低廉、施工速度快、工期短。施工过程包括测放桩位、桩机就位、吊装与运输、插桩、锤击沉桩、接桩和施工记录。
【关键词】超高强预应力；混凝土管桩；施工技术
预应力高强混凝土管桩（简称PHC桩）。PHC桩的制作是在工厂，采用先张法预应力和离心成型工艺，经过蒸压养护而制成的一种空心圆筒体等截面构件。目前，PHC桩被广泛应用于公路、铁路、桥梁、港口、码头、建筑和水利等工程项目。
1.PHC桩特点
（1）单桩承载力高，设计范围广。其桩身混凝土强度等级C50～C80。单桩可接成任意长度，不受施工机械能力和施工条件局限。
（2）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。成桩质量可靠，沉桩后桩长和桩身质量可用直接手段进行监测。
（3）桩身耐锤击和抗裂性好，穿透力强。
（4）施工速度快，工期短，施工现场无砂石、水泥，无泥浆污染。
（5）造价低廉。其单位承载力价格仅为钢桩的1/3—2/3。
2.一般规定
对高强度混凝土除有特殊要求外，其强度测定、保证率、强度测定条件、检验及试验方法等规定均应符合《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004），但测定混凝土抗压强度的试件应用边长为150mm的标准尺寸立方体。
3.材料的要求
（1）配制高强度混凝土宜选择高强度水泥，可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。立窑生产的水泥须经仔细检验其化学成分后方可确定使用与否。
（2）配制用的细骨料，除应符合规定外，尚应满足如下要求：宜使用级配良好的中砂，细度模数不小于2.6，含泥量应小于2％。
（3）配制用的粗骨料，除应满足有关规定外，尚应满足如下要求：应使用质地坚硬、级配良好的碎石，骨料的抗压强度应比所配制的混凝土强度高50％以上，含泥量应小于1％，针片状颗粒含量应小于5％，骨料的最大粒径宜小于25mm。
（4）拌制高强度混凝土用的水应符合规定。
（5）配制高强度混凝土必须使用高效减水剂，并根据不同的要求辅以助剂配制，其掺量应根据试验确定，外加剂的性能必须符合规定。
（6）配制时宜外掺的混合材料为磨细粉煤灰、沸石粉、硅粉。混合材料的技术条件应符合规定，其掺量应根据试验确定。
（7）高强度混凝土中的氯离子含量，对位于温暖或寒冷地区、无侵蚀物质影响及与土直接接触的桥梁不应超过。
水泥重量的0.2％，对位于严寒和海水区域，受侵蚀环境，使用除冰盐的桥涵，不应超过水泥重量的0.1％。
4.配合比的要求
（1）高强度混凝土的配合比应符合规定。当无可靠的强度统计数据及标准差数值时，混凝土的施工配制强度（平均值）对于C50～C60应不低于强度等级的1.15倍，对于C70～C80应不低于强度等级值的1.12倍。
（2）所用水胶比（水与胶结料的重量比，后者包括水泥及混合材料的重量）宜控制在0.24～0.38的范围内。
（3）所用水泥重量不宜超过500kg/m3，水泥与混合材料的总量不超过550～600kg/m3。粉煤灰掺量不宜超过胶结料重量的30％，沸石粉不宜超过10％，硅粉不宜超过8％～10％。掺用混合材料的种类和数量，必须经试验报监理工程师批准后确定。
（4）混凝土的砂率宜控制在28％～34％的范围内。
（5）高效减水剂的掺量宜为胶结料的0.5％～1.8％。
5.PHC桩施工
PHC桩施工顺序一般宜采用“先长桩后短桩，先大径后小径，从中间向四周并且对称进行”。
5.1测放桩位
根据施工图纸的要求，测放的桩位经检查、复测无误后可进行沉桩施工。同时在每次施工前要检查即将施打的桩位与邻桩之间的尺寸是否正确。
5.2桩机就位
首先检查桩机的工作状态是否正常，确保设备正常运转后，依据桩位移动设备就位、对中、调直、试运转。
5.3吊装与运输
（1）PHC桩混凝土强度超过80%时才能吊装。吊装方法有：当桩长大于13m的PHC桩宜采用支点法，两支点设在离桩两端0.2L处；当桩长小大于13m时，可采用直接进行水平起吊。（2）PHC桩强度达到100%时可进行运输，桩在运输过程中要绑扎牢固。（3）PHC桩堆放场地要坚实平整，最下层要在两支点下放垫木，堆放层数不得超过四层。
5.4插桩
首先起吊前在桩身上划出以米为单位的长度标记，起吊支点宜在桩端（无桩尖）0.3L处；将桩吊起后，要对位准确后，用两台经纬仪（轴线互相垂直）双向调整桩的垂直度。插入时的垂直度偏差不得超过0.5％。
5.5锤击沉桩
在初打时宜低锤轻打，随着沉桩加深，沉速减慢，起锤高度可逐渐增大。在打桩过程中，必须保持桩锤、桩帽、桩身保持在同一轴线上。
5.6接桩
接桩采用端板式焊接接头，接桩时要注意新接桩节与原桩节的轴线一致，当下节桩的桩头距地面1m～1.2m时，要进行接桩。两施焊面上的泥土、油污、铁锈等要预先清刷干净。焊接层数应大于等于二层，施焊第一层时，宜适当加大电流，加大熔深。采用手工焊接，第一层用3.2或4.0的E4320型焊条，第二层以后用4.0-5.0的E4320型焊条焊接。焊好的桩接头应自然冷却3分钟～8分钟后方可锤击沉桩。
5.7施工记录
在打桩过程中，每打入0.5～1m的锤击数、桩位置的偏斜、最后10击的平均贯入度和最后1m的锤击数等应详细记录。按规范要求进行质量评价。
6.质量要求
（1）高强度混凝土的施工技术要符合有关规定。
（2）配料数量的允许偏差应符合预制场或集中搅拌站拌制的规定。
（3）配制高强度混凝土必须准确控制用水量，砂石中的含水量应仔细测定后从用水量中扣除。除事先规定的部分用水可留在现场补加外，严禁在材料出机后再加水。
（4）高效减水剂宜采用后掺法，如制成溶液加入，应在用水量中扣除这部分溶液用水。加入减水剂后，混凝土拌和料在搅拌机中继续搅拌的时间，当用粉剂时不得少于60s，当用溶液时不得少于30s。
（5）拌制高强度混凝土必须使用强制式搅拌机，宜采用二次投料法拌制。
（6）混凝土的浇筑应连续进行，如因故必须间断时，其间断时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑时间。允许间断时间应经试验确定。若超过允许间断时间，须采取保证质量的措施或按工作缝处理。
【关键词】超高强预应力；混凝土管桩；施工技术
预应力高强混凝土管桩（简称PHC桩）。PHC桩的制作是在工厂，采用先张法预应力和离心成型工艺，经过蒸压养护而制成的一种空心圆筒体等截面构件。目前，PHC桩被广泛应用于公路、铁路、桥梁、港口、码头、建筑和水利等工程项目。
1.PHC桩特点
（1）单桩承载力高，设计范围广。其桩身混凝土强度等级C50～C80。单桩可接成任意长度，不受施工机械能力和施工条件局限。
（2）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。成桩质量可靠，沉桩后桩长和桩身质量可用直接手段进行监测。
（3）桩身耐锤击和抗裂性好，穿透力强。
（4）施工速度快，工期短，施工现场无砂石、水泥，无泥浆污染。
（5）造价低廉。其单位承载力价格仅为钢桩的1/3—2/3。
2.一般规定
对高强度混凝土除有特殊要求外，其强度测定、保证率、强度测定条件、检验及试验方法等规定均应符合《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004），但测定混凝土抗压强度的试件应用边长为150mm的标准尺寸立方体。
3.材料的要求
（1）配制高强度混凝土宜选择高强度水泥，可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。立窑生产的水泥须经仔细检验其化学成分后方可确定使用与否。
（2）配制用的细骨料，除应符合规定外，尚应满足如下要求：宜使用级配良好的中砂，细度模数不小于2.6，含泥量应小于2％。
（3）配制用的粗骨料，除应满足有关规定外，尚应满足如下要求：应使用质地坚硬、级配良好的碎石，骨料的抗压强度应比所配制的混凝土强度高50％以上，含泥量应小于1％，针片状颗粒含量应小于5％，骨料的最大粒径宜小于25mm。
（4）拌制高强度混凝土用的水应符合规定。
（5）配制高强度混凝土必须使用高效减水剂，并根据不同的要求辅以助剂配制，其掺量应根据试验确定，外加剂的性能必须符合规定。
（6）配制时宜外掺的混合材料为磨细粉煤灰、沸石粉、硅粉。混合材料的技术条件应符合规定，其掺量应根据试验确定。
（7）高强度混凝土中的氯离子含量，对位于温暖或寒冷地区、无侵蚀物质影响及与土直接接触的桥梁不应超过。
水泥重量的0.2％，对位于严寒和海水区域，受侵蚀环境，使用除冰盐的桥涵，不应超过水泥重量的0.1％。
4.配合比的要求
（1）高强度混凝土的配合比应符合规定。当无可靠的强度统计数据及标准差数值时，混凝土的施工配制强度（平均值）对于C50～C60应不低于强度等级的1.15倍，对于C70～C80应不低于强度等级值的1.12倍。
（2）所用水胶比（水与胶结料的重量比，后者包括水泥及混合材料的重量）宜控制在0.24～0.38的范围内。
（3）所用水泥重量不宜超过500kg/m3，水泥与混合材料的总量不超过550～600kg/m3。粉煤灰掺量不宜超过胶结料重量的30％，沸石粉不宜超过10％，硅粉不宜超过8％～10％。掺用混合材料的种类和数量，必须经试验报监理工程师批准后确定。
（4）混凝土的砂率宜控制在28％～34％的范围内。
（5）高效减水剂的掺量宜为胶结料的0.5％～1.8％。
5.PHC桩施工
PHC桩施工顺序一般宜采用“先长桩后短桩，先大径后小径，从中间向四周并且对称进行”。
5.1测放桩位
根据施工图纸的要求，测放的桩位经检查、复测无误后可进行沉桩施工。同时在每次施工前要检查即将施打的桩位与邻桩之间的尺寸是否正确。
5.2桩机就位
首先检查桩机的工作状态是否正常，确保设备正常运转后，依据桩位移动设备就位、对中、调直、试运转。
5.3吊装与运输
（1）PHC桩混凝土强度超过80%时才能吊装。吊装方法有：当桩长大于13m的PHC桩宜采用支点法，两支点设在离桩两端0.2L处；当桩长小大于13m时，可采用直接进行水平起吊。（2）PHC桩强度达到100%时可进行运输，桩在运输过程中要绑扎牢固。（3）PHC桩堆放场地要坚实平整，最下层要在两支点下放垫木，堆放层数不得超过四层。
5.4插桩
首先起吊前在桩身上划出以米为单位的长度标记，起吊支点宜在桩端（无桩尖）0.3L处；将桩吊起后，要对位准确后，用两台经纬仪（轴线互相垂直）双向调整桩的垂直度。插入时的垂直度偏差不得超过0.5％。
5.5锤击沉桩
在初打时宜低锤轻打，随着沉桩加深，沉速减慢，起锤高度可逐渐增大。在打桩过程中，必须保持桩锤、桩帽、桩身保持在同一轴线上。
5.6接桩
接桩采用端板式焊接接头，接桩时要注意新接桩节与原桩节的轴线一致，当下节桩的桩头距地面1m～1.2m时，要进行接桩。两施焊面上的泥土、油污、铁锈等要预先清刷干净。焊接层数应大于等于二层，施焊第一层时，宜适当加大电流，加大熔深。采用手工焊接，第一层用3.2或4.0的E4320型焊条，第二层以后用4.0-5.0的E4320型焊条焊接。焊好的桩接头应自然冷却3分钟～8分钟后方可锤击沉桩。
5.7施工记录
在打桩过程中，每打入0.5～1m的锤击数、桩位置的偏斜、最后10击的平均贯入度和最后1m的锤击数等应详细记录。按规范要求进行质量评价。
6.质量要求
（1）高强度混凝土的施工技术要符合有关规定。
（2）配料数量的允许偏差应符合预制场或集中搅拌站拌制的规定。
（3）配制高强度混凝土必须准确控制用水量，砂石中的含水量应仔细测定后从用水量中扣除。除事先规定的部分用水可留在现场补加外，严禁在材料出机后再加水。
（4）高效减水剂宜采用后掺法，如制成溶液加入，应在用水量中扣除这部分溶液用水。加入减水剂后，混凝土拌和料在搅拌机中继续搅拌的时间，当用粉剂时不得少于60s，当用溶液时不得少于30s。
（5）拌制高强度混凝土必须使用强制式搅拌机，宜采用二次投料法拌制。
（6）混凝土的浇筑应连续进行，如因故必须间断时，其间断时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑时间。允许间断时间应经试验确定。若超过允许间断时间，须采取保证质量的措施或按工作缝处理。