一． 前言
　　 近年来,PHC预应力管桩应用越来越广泛。管桩具有施工工艺简明、桩身质量易保证、造价低、单桩承载力较高、检测方便等特点。施工方法主要有静压法和锤击法。锤击法施工是通过重锤抬高后下落时的冲量将管桩击打入土中的沉桩工艺。锤击法有两种方式一种是筒式柴油锤，一种是导杆式柴油锤。
　　 但是,由于PHC预应力管桩属于挤土桩,挤土效应明显,尤其是在软土广泛分布的地区,管桩在打入软土过程中所产生的挤土效应对工程环境的影响是相当严重的,这种影响主要表现在以下几个方面:桩身易出现裂缝、接头错位甚至断裂,造成质量隐患；有的桩则出现桩身上浮现象,造成桩端阻力的散失,桩的承载力显著降低,从而影响正常使用；对周边环境而言,可能造成邻近建筑物和市政地下管线和道路等公共设施上抬变形、地坪或砖墙开裂、管线拉断等破坏事故。因此,在PHC管桩沉桩过程中采取必要技术措施保证成桩质量及减少沉桩对周围建物的影响,主要的方法有设置防震沟、设置排水板、作土体位移观测及孔隙水压力观测等方法。本文主要介绍排水板法。
　　二． PHC管桩产生挤土效应的机理
　　挤土效应的机理分析:在PHC管桩沉桩过程中,将土体向桩周围挤压,使土体在一定范围内受到挤压。在饱和淤泥性土中沉桩时,土的不排水抗剪强度很低,具有渗透性弱和不排水时压缩性低的特点,桩体挤入土体时,使土体的初始应力平衡状态遭到破坏,沉桩时产生的瞬时挤压应力较大,并使土体压缩,与此同时土体颗粒间孔隙内的自由水被挤压,从而形成较大的超静孔隙水压力。孔隙水压力和土压共同在桩体上产生了挤压应力。在桩周周土体被扰动的范围内,土体对桩体均会产生的作用力。
　　 由上面分析得知,由于淤泥质土的渗透性差,使土体中的超孔隙水压力不易消散。对桩体而言,过大的挤压应力可能会造成桩身出现裂缝、接头错位甚至断裂,在场地桩数量较多、桩距较密的情况下,时常后施工的桩会对早期施工的桩产生挤压上抬,特别对于短桩,易形成所谓的吊脚桩。对桩间土体而言,与桩体积等量的土体在沉桩过程中向桩周发生较大的侧向位移以及地面隆起,使周围建(构)物产生裂缝,造成破坏。因此,在施工中通过减小超静孔隙水的压力来弱化挤土效应,不仅有利于减小沉桩对周围环境的不良影响,也利于提高管桩的施工质量和加快施工进度。
　　三．插板机施打塑料排水板的施工方法
　　(1)塑料排水板的原理:该项技术措施就是采用插板机将具有良好透水性的带状塑料排水板插入土中，从而在土中形成竖向的排水通道,通过桩体挤土作用,在软土中的孔隙水通过塑料排水板的通道逸出,从而减小孔隙水压力,弱化挤土效应。土中的孔隙水应力和附加应力引起的超孔隙水应力，随着孔隙水通过塑料排水板排出而降低，地基的孔隙水含水量也随之降低，从而减小了挤土效应。根据太沙基的有效应力原理（б/=б- u；其中：б/表示有效应力，б表示总应力，u表示孔隙水应力）可知，由土颗粒间传递的有效应力б/会随着土中孔隙水应力降低（即孔隙水的消散）等量增加，进而减小挤土作用。
　　(2)塑料排水板布置及插入深度:一般按1∶4设置排水板,间距为1.5m,梅花型布置,但不能设置在桩桩位上。插入深度控制在桩长的1/2左右，要穿过淤泥层。
　　(3)工艺流程:目前国内施打塑料排水板使用较多的是步履式插板机。插板机上配置导管,导管前端设置活瓣桩尖。打入时,活瓣桩尖夹住塑料排水板,并把导管前端关闭。导管上拔时,前端打开并把塑料排水板留在所定标高。导管靴一般有圆形和矩形两种,由于导管靴断面不同,所用桩尖各异,并且大多与导管分离。桩尖的主要作用是在施打塑料排水板过程中防止淤泥进入导管内,并且对塑料排水板起锚定作用,以防止提管时将塑料排水板带出。塑料排水板施打顺序包括:定位;将塑料排水板通过导管从管靴穿出;将塑料排水板与桩尖连接贴紧管靴并对准桩位;插入导管(内已穿塑料排水板);拔管
　　剪断塑料排水板等。当塑料排水板需要接长时,
　　一般可用订书机进行连接。施工工艺流程如图1。
　　(4)质量标准及技术措施:塑料排水板应有足够
　　的抗拉强度,沟槽表面平滑,能保持一定的过水
　　面积,并具耐酸碱、抗腐蚀性。塑料排水板质量、
　　品格要求应依据有关规范标准、依据插板深度
　　不同选用,断面尺寸宜采用4mm×100mm。
　　在打设过程中应随时注意控制导管垂直度,其偏
　　差应不大于±1.5%。要求严格控制塑料排水板
　　的打设标高,不得出现线向偏差;打设塑料排水
　　板时,严禁出现扭结、断裂和撕破滤膜等现象。 图1 排水板工艺流程图
　　施工现场堆放的塑料排水板盘带应加以适当覆盖以防暴露在空气中老化。塑料排水板插入过程中导轨应垂直,钢导管不得弯曲。使用前还必须按规定进行检验,各项技术指标满足设计要求后方可施工使用。
　　严格按施工图设计的位置、间距进行塑料排水板插设位置的测放,并作好标示,严格控制塑料排水板间距，严禁随意施插。桩尖与套管要配套,避免淤泥进入套管。一经发现,必须及时清除,以免塑料板与套管壁间的摩擦力增大以致带出塑料板。为了避免淤泥进入板芯以致堵塞排水通道,影响排水效果,防止塑料排水板被带出,底部端头的塑料排水板应反折回一定长度,并且锚销与导管下端口密封要严。为确保塑料排水板打设深度,在插板机塔架上应设有明显的进尺标记,以控制排水板的打设深度。当发现地质情况变化,无法按设计要求打设时,应与现场监理工程师联系,征得同意后方可变更打设标高。
　　四．工程实例
　　天津某电厂扩建主厂房区域PHCφ600AB型管桩共计1900根，桩长30米。地质情况：1~3米的回填层，3~18米为淤泥层，19~25米为粉土层，25~30为砂层。由于桩比较密集，为防止土体位移，减小孔隙水压力，在管桩施工区域先插排水板后进行管桩的施工。排水板每根桩周围布置4根，深度为15米。
　　在管桩施工过程中排水效果明显，在管桩密集的汽机地板和磨煤机区域及施工速度快的区域内有明显的孔隙水溢出，汇集后用水泵排除。并在区域外设立了土体位移观测点，土体位移无明显变化。施工过程中对周围建筑物进行观测,结果未出现明显的位移。开挖后管桩均未出现上浮现象，对桩进行高应变及低应变检测,结果满足设计要求。
　　五．结论
　　(1)PHC管桩施工在软土条件下采用设置塑料排水板,使孔隙水压力能在短时间内排出,减小挤土效应,加快施工速度。同时,在PHC管桩挤土应力作用下使土体快速固结,可以提高工程桩的侧摩阻力,增加单桩承载力。实践表明,采用本技术措施达到了预期目的,起到了实质性作用。
　　 (2)由于PHC桩挤土是一非常复杂的过程,在采取了插入塑料排水板措施后,施工过程中还应采取其它控制措施。在区域内设置土体位移观测点，孔隙水压力观测点，加强监测,控制沉桩速度，合理安排的施工路线和顺序,对不同长度不同桩径的桩宜先大后小,先长后短,可使土层挤密均匀,防止邻桩侧移或上浮。
　　 (责任编辑：宝振)