建筑工程建设中静压预应力管桩的施工技术

时间：2013-11-29 分类：建筑设计

　　摘要:静压预应力管桩施工具有无振动、无污染、运输吊装方便、低噪声、施工工期短、施工文明程度高等特点。90年代初，静压预应力管桩已经在工程上得到了广泛的应用。随着建筑业的蓬勃发展，预应力管桩由原来的低压桩力、小规格管桩发展到目前大压桩力、大规格、高强度的管桩。静压管桩的应用更为广泛，特别是在大中型城市建筑工程中得到了普遍应用。

　　关键词：建筑工程,静压预应力管桩,施工技术

　　前言

　　近几年来，预应力管桩作为一种新的桩型，由于单桩承载力高、施工进度快、施工现场文明整洁、现场施工方便、工程造价低的特点，已作为一种经济、可靠的基础处理技术被广泛应用于建筑、铁路、桥梁、港口码头等工程。目前管桩直径一般为300mm、400mm、500mm、600mm，壁厚为70mm、95mm、lOOmm、105mm、125mm，类型为A型(抗压)、AB(抗拔)型，桩身混凝土强度多采用C80，桩长一般为8m～12m，5m～7m短桩根据需要向厂家订货。桩尖形式主要有封口型及开口型，其中封口型又分为十字型及圆锥型，不同的桩尖适用于不同的地质情况。但目前由于相关规范要求和标准尚不完善，容易造成不规范施工情况的发生，现结合工程实践，对静压预应力管桩施工技术进行分析与探讨。

　　一、工程概况

　　某住宅小区总建筑面积约800000m2，一期工程共有8多栋多层和小高层住宅楼，其中小高层住宅楼地上10层。住宅楼为现浇钢筋混凝土框架结构，坡屋顶。由于原基地地基承载力特征值为110kPa，不能满足上部结构承载力要求，考虑到安全、经济、工期因素，采用PHC桩进行地基处理，采用PHC—AB400(95)a(桩型AB桩，直径400mm，壁厚95ram)预应力高强度混凝土管桩，根据不同楼座单桩承载力特征值要求及试验桩承载力试验情况，桩长分别为23m、25m、30m。

　　二、静压预应力管桩的设计与验算

　　2.1地质状况。地基土主要由粉质黏土、粉土及砂组成，地貌单元属丘陵地带，场地土类型为中软土，建筑场地类别为III类，属非液化场地，可不考虑地基土的震陷问题。天然地基属不均匀地基。勘察期间测得地下水混合静止水位为3.20---4.90m，地下水属潜水型，勘察时属丰水期。

　　2.2桩长计算。选取地勘报告中的16号作为桩点验算(该点处楼座承载力要求1600kN)。初步选定：空心桩外径为400ram，内径为210mm，桩长为25m，入土相对标高0．OOm。通过计算，选择25m桩长能满足单桩承载力设计要求。

　　三、静力桩施工技术操作

　　3.1压桩顺序。为避免挤土效应，本工程开始从靠近建筑物的一侧先开始施工，由内到外并朝远离建筑物的方向进行压桩：不同深度的桩基，应先大后小，先深后浅；尽量避免因桩机多次行走扰动地面土层，使地面沉陷，以经济合理的运桩、喂桩方便为原则。

　　3.2压桩工艺流程。压桩施工工艺流程：施工放线一桩位测量定位—桩机配重一桩机就位一吊桩并调整一焊桩尖一压第1节桩—接桩一压桩(直至压桩力达到设计要求为止)一桩机就位开始下一根桩施工(直到全部施工完毕)。

　　3.3机械选择。在选用预应力混凝土管桩时，其中需要慎重考虑的是沉桩时产生的压力不应超过管桩桩身结构竖向承载力的极限值。本工程桩端位于一般的粘土层，桩架配重取1.5—2.0倍单桩竖向承载力特征值时即可满足沉桩的要求；而采用静压法沉桩，静压桩机采用抱压式，本工程所选用800型一台抱压式桩机。桩机的夹具选择长夹具，保证夹桩时，桩身侧压应力较小，且更易控制桩的垂直度。送桩杆的长度根据送桩长度和压桩机确定，同时考虑施工中有超深送桩，送桩一般宜按理论送桩长度增加3m，本工程选用8m和10m送桩杆。

　　3.4施工准备工作。（1）场地要求：打桩前协同建设单位做好障碍物的清除与管线的保护工作。施工场地应平整，施工前用建筑砖碴在施工范围内满铺50cm，防止桩机沉陷。现场的坡度不得大于1∕100，地耐力应不小于140kNPm2。桩机最小工作半径：桩位中心距周边建(构)筑物应大于1∕2压桩机宽度+1.Om，且对建筑物应有保护措施。当桩机上坡时，坡度应控制在10％，上坡时卸掉桩机配重。（2)管桩进场验收及现场堆放：桩在运入施工现场时，检查出厂合格证、生产龄期，强度应达设计值的100％。细心检查起吊、运输、堆放等过程有否损伤，并做好验收交接记录，对不符合验收标准的桩不予接收。现场堆放不得超过2层，并堆放在坚实、平整的场地上。（3)桩位测量定位：根据基准点进行放样。将轴线控制点引出6m一8m，做好测量控制网，桩位可打短钢筋并洒白石灰醒目标识，桩位测量允许偏差值；单桩10mm，群桩20mm。并在现场设置三个轴线控制点，用砼保护好，并引测到固定构筑物上。为防止挤土效应影响，并在离施工场地远处，做三个复核点，以便经常性的对控制点进行复核。保证桩位复核设计要求。

　　3.5压桩技术

　　（1）测量放线。用经监理单位检查过的纵横线控制桩，依照布点图放出桩位具体位置，然后采用钢钎打入400～500mm，拔出钢钎后，灌入灰粉捣实，并在灰桩中心打入竹签定位，用以保证机械碾压后桩点不错位；桩位放完经复核无误后办理交验手续，方准施工；每日打桩前须复测桩位，发现问题立即纠正。#p#分页标题#e#

　　（2）桩机编号、就位、配重。运到施工现场的桩体，按照统一编号的原则，每根桩都必须编号，便于做施工记录，并确保施工过程中每根桩的使用部位清楚。

　　桩机就位是依靠操作桩机的纵移、横移和回转机构移动桩机到达所需压桩的位置，并初步调平机身。桩机就位前，施工场地应先平整好，桩机移动过程中应尽量保持机身水平，机身平面倾斜角度不能过大，纵向行走时两边移动装置必须同时、同向运动，不允许单独或者反向运动，两个纵移油缸中的一个伸缩到位时另一个必须马上停止伸缩，以免造成对桩机部件的损伤。压桩机应根据设计要求压力配足额定重量。

　　（3）放样定桩位。采用极坐标放样。桩机移至压桩位置，将桩机调平，并使其夹持具的中心对正桩位中心。

　　（4）吊桩定位，调整垂直度。吊桩前用于捆绑的桩钢丝绳必须进行检查，发现有断丝现象立即更换，保证牢固可靠。吊桩时应于桩上1／3处捆牢，起吊时严格按有关吊装安全操作规程操作，周围不得站人，起重机与其他桩和桩机发生碰撞，使桩头与地面或前一根桩头接触并确认桩机已钳好桩身后，方可脱钩并准备下一根桩的吊桩、插桩工作。然后将施工所需规格的桩运至压桩位置20m范围内，按桩位布局情况合理放置，尽可能不要出现长距离拖桩，以免拖桩时造成对桩的损坏和降低功效，做到施工时能一次性成功起吊。

　　（5）压桩。压好第l节桩是保证整根压桩质最的关键，定位和垂直度应严格控制，压入时，先应根据机上水平仪调平机台，同时须在桩机的正面和侧面分别设经纬仪或吊线锤。监控下桩垂直度，桩身垂直度偏差不宜大于0.5％。压桩刚开始时速度不宜过快，不得超过3m∕min。当桩尖插入桩位土体0.5米后，压紧预制桩，再次用经纬仪进一步校正桩的垂直度，观测桩身、桩架是否垂直，桩机平台是否水平，符合要求后启动压桩油缸，将桩徐徐压入。压桩过程中要密切注意观察桩身是否发生位移、偏斜，若桩在初压时发生位移、倾钭应及时纠正，桩位偏差和垂直度应符合GB50202—2002规范要求。必要时应将桩拔出。清理桩位下障碍后，再凹填土重新压桩。如桩机压力偏小，压不到要求标高时，采取措施增加配重。确保压至标高。当桩压至设计标高后。应准确记录终止压桩时的压力表读数，并认真填写压桩原始记录。压桩过程中应控制沉桩速率，以减小土体孔隙水压力的增长速率，防止对周围土体及相邻桩发生严重挤压，造成地面隆起及相邻桩产生偏移。

　　桩压好后桩头高出地面的部分及时截除，严禁施工机械碰撞或将桩头用作锚点，送桩遗留的孑L洞，应立即回填做好覆盖。否则桩机行走后地面会沉陷，或者造成人员伤害。本工程在压桩过程中认真记好压桩时间，压入桩长所施压力有读数，以判断桩的质量和承载力，当压力表读数突然上升或下降时，应停机对照地质资料进行分析，看是否碰到障碍物，或产生断桩等情况，施工中禁止间断压

　　桩。

　　（6）接桩。接桩前，应保证上下两节桩的顺直，而且两桩桩心的错位偏差不宜大于2mm。当设计桩跃大于15m时，通常都要接桩。在满足设计桩长的前提下，配桩时必须以焊接的接头数最少为原则。接桩就位时，下节桩头须设导向以保证上下节桩找正接商，如桩间隙较大，可用铁片填实焊牢。结合面的间隙不大于2mm。接桩时，为减小焊接变形，可沿接口四周先对焊6个点，以确保焊接质量和上下两节桩同心。普通电焊机焊接时。第一层必须用细电焊条打底，确保内层焊透，第二层用粗焊条焊接。每层焊接厚度应均匀，每层间的焊渣必须清除干净，方能再焊下一层，坡门槽的电焊必须满焊，电焊厚度高出坡口lmm，焊缝不应有夹渣气孔等缺陷。无论普通电焊机还是CO2，保护焊机焊接，其质量都应符合GB5ff250-2001钢结构上程施上质量验收规范的规定。及时清除焊渣，检查焊缝质量是否有虚焊、夹渣、漏焊等缺陷，如焊缝质量达不到要求，必须补焊，直到合格。接桩后待焊缝冷却降温8min后再开压。本工程的桩接头采用气体保护焊，CO2纯度不低于99．5％，焊接接桩应按隐蔽工程进行验收。

　　（7）送桩及终压。本工程送桩长度为3—7m左右，当桩顶压至接近地面需要送桩时，应测量出桩垂直度并检查桩顶质量，合格后立即送桩。送桩杆的中心与管桩中心线应吻合一致。正式压桩前，本工程对不同的桩型进行试压桩，确定压桩的终压技术参数为：以压桩力为主要控制指标，有效桩长为参考参数。根据桩机类型，终压分持荷复压和非持荷复压，终压值不小于设计值，复压沉降量不应大于10mm。

　　（8）截桩。桩头截除应采用锯桩器截割，严禁用大锤横向敲击或强行扳拉截桩。锯桩器为自制分抱箍和电动切割机两个部分，抱箍为个半圆形抱箍通过螺栓连接，抱箍为两块钢板和横向短筋连接，钢板上均布钻孔，以固定切割机。电动切割机通过螺栓连接固定在抱箍上，通过手柄，进行割桩工作，割桩时需加水，操作时需更换几个方向。

　　结束语

　　综上所述，建筑桩基设计时宜选用标准管桩，选用非标品将给采购、配桩、机械选择带来斟难。对孤石较多处宜采用补勘措施，减少废桩和补桩，降低工程造价。合理堆放管桩，减少二次搬运；合理安排桩机的行走路线，提高桩机的工效。质量的保证前提是严密的施工组织、施工工艺与严格的施工质量控制与监测。对于已出现上浮的桩的处理应优先采用复压技术，复压沉降量宜制在略大于上浮量，同时采取一定的措施减少桩身上浮。尽管预应力混凝土高强(PHC桩)有诸多优点，但在设计和施工中仍然存在承载力确定依据不统一、施工终压力取值难确定及相邻基桩端标高差异引发的影响界限不明确等问题，有待于进一步研究#p#分页标题#e#

　　和完善。

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　　参考文献

　　【1】程华回．预应力混凝土管桩桩基设计方案技术经济分析【J】．山西建筑，2006，32(2)：216一117．

　　【2】翁振东．PHC管桩静压法施工及质量管理探析[J]．山西建筑，2006，32(16)：68—69．

　　【3】IGJ94—2008建筑桩基技术规范【S】．北京：中国建筑工业出版社，2008．