建筑工程建设中静压预应力管桩施工技术探讨

　　[摘要] 随着社会的不断发展与进步，重视静压预应力管桩施工技术具有重要的意义。本文主要探讨建筑工程建设中静压预应力管桩施工技术的有关内容。

　　[关键词]   建筑   施工   技术   静压  预应力   管桩

　　Abstract: With the continuous development and progress, and emphasis on Static Prestressed Pipe construction technology is of great significance. This paper mainly discusses the Static Prestressed Pipe construction technology in the building construction.

　　Key Words: construction; technology; static prestressed pipe

　　中图分类号： U443.15+7   文献标识码：A       文章编号：

　　引言

　　静压预应力管桩作为一种快速兴起的一种基桩形式，适用于各类建筑物的低承台桩基础，如工业与民用建筑，铁路桥梁，机场，港口码头，水利及市政工程等;适用于一般黏性土及回填土、粉( 砂) 性土，非自重湿陷性黄土质以及强风化( 全风化) 的岩层、坚硬的碎石土层和砂土层中，并且不受地下水位高低的影响。由于静压无噪声，在对环保要求较高的地区，特别是在城市和居民区的新建和改造工程施工尤其适用。

　　1、工艺原理

　　静压预应力管桩施工，是在桩机就位后，利用适合吨位的吊车( 或压桩机自带的起吊设施) 吊起管桩进行喂桩，通过静压桩机中心的夹具对桩进行夹抱，调整垂直后进行施压。施压时，静压桩机机身通过油缸支持安装在大小步履上的小车，小车在大小步履轨道上由油缸控制运动，抱压桩时，借助自重及配重，以器缸液压互联动力系统方式通过夹头相交压力施加压桩力，管桩在自重及配重静压力作用下逐渐将桩压入地基土中，然后通过焊接将上下两节管桩连接实现接长，并通过送桩器将桩顶送到设计标高的一种成桩工艺。

　　2、施工操作要点

　　2. 1 测量定位放线

　　认真复核设计图纸及设计院交桩点位，依据设计图纸精确算出尺寸关系或各桩位坐标，对桩位进行精确测放。桩位放出后，在中心采用30cm 长?8 钢筋或者竹筷插入土中，根据需要做好标识。

　　2. 2 桩机就位

　　对施工场地内的表层土质试压后，确保承载力满足静压机械施工及移动过程中不至于出现沉陷，对局部软土层可采用事先换填处理或采用整块钢板铺垫作业。桩机进场后，检查各部件及仪表是否灵敏有效，确保设备运转安全，正常后，按照打桩顺序，移动调整桩机对位、调平、调直。

　　2. 3 管桩的验收、堆放、吊运及插桩

　　1) 进场验收

　　管桩进场后，对管桩的外观、桩径、长度、壁厚、桩身弯曲度、桩端头板的平整度，桩身强度以及桩身上的材料标识等按规范进行验收，并审查产品合格证明文件，把好材料进场验收关。根据设计及施工规范要求等级将不符合要求的管桩清退出场。

　　2)堆放

　　现场管桩堆放场地应平整，采用软垫(木垫) 按二点法做相应支垫，且支撑点在同一水平面上。当管桩在场地内堆放时，不宜超过4 层;当在桩位附近准备施工时宜单层放置，且设支垫。管桩堆放要按照不同型号，规格分类堆放，以免调运施工过程中发生差错。

　　3)吊运及插桩

　　单根管桩吊运时可采用两头勾吊法，竖起时可采用单点法。管桩起吊运输过程中应平稳轻放，以免受振动、冲撞。管桩吊起后，缓缓将桩一端送入桩帽中，待管桩放入桩机夹桩箱内扶正就位后，根据需要焊接开( 闭) 口型桩尖，然后将桩插入土中0. 5 ～ 1. 0m 后，用两台经纬仪(在接近90°的夹角方向) 双向控制桩的垂直度，条件不具备也可采用两个线锤进行垂直度控制。通过桩机导架的旋转，滑动进行调整，确保管桩位置和垂直度符合要求后压桩。

　　2. 4 压桩

　　压桩前，根据工程情况制定合理的压桩顺序，减少挤土效应，施工时按照压桩顺序组织施工。在压桩开始阶段，应根据地质报告显示的土质情况选择压桩速度，一般以2. 0 ～ 3. 0m/min 速度为宜。在初期2 ～ 3m的压桩范围内应重点观察控制桩身、机架垂直度，垂直度控制应重点放在第一节桩上，垂直度偏差不得超过桩长的0. 5%，并在压桩过程中需要经常观测桩身是否发生位移、偏移等情况并做好过程记录，并详细记录每入土1m 时压力表的压力值。

　　2. 5 接桩

　　将首节管桩压至桩头距地面0. 5 ～ 1. 0m 左右高度时停止压桩，开始进行接桩作业。接桩前将上下桩端头板用钢丝刷清除浮锈及泥污，然后下放桩身进行对桩。焊接完成后，自然冷却5min 以上，然后刷涂一层沥青防腐漆后，继续压桩。如果有多节管桩，重复以上工序即可。

　　2. 6 送桩或截桩

　　当桩顶设计标高较自然地面低时必须进行送桩。选用的送桩器外形尺寸要与所压桩的外形尺寸相匹配，并且要有足够的强度和刚度，一般为一圆形钢柱体。送桩时，送桩器的轴线要与桩身相吻合。送桩器上根据测定的局部地面标高，事先要标出送桩深度，通过现场的水准仪跟踪观测，准确地将送桩送至设计标高。同时送桩器上要标出最后1m 的位置线，详细记录最终压力值。当管桩露出地面或未能送到设计桩顶标高时，需要截桩。要求必须用专门的截桩器，严禁用大锤横向敲击，冲撞。送桩完成后，移动调整机械进行下一棵管桩施工。

　　2. 7 管桩与承台连接

　　一般管桩伸入承台内100mm，在施工完基础素混凝土垫层后，如管桩内有积水应排出，并用吊筋下放3mm 厚的圆形钢板托板，待承台浇注混凝土时一同灌入同强度等级混凝土增强桩头受力截面。同时在桩端头板上焊接伸入承台的锚固钢筋，伸入承台内，然后进行承台钢筋的绑扎作业。

　　3、施工质量控制要点

　　3.1 完善的管理措施是质量控制技术落实的基本保证，是要有一整套质量技术保证措施。

　　3.1.1 严格按照设计图纸，工程合同文件，有关现行施工规范和质量标准要求制定各分项工程的实施措施。

　　3.1.2 压桩施工过程中，应对周围建筑物的变形进行监测，并做好记录。

　　3.1.3 加强管桩的进场检查验收工作。管桩使用前应进行全数的外观检查。管桩的吊运应轻吊轻放，避免剧烈碰撞，进场的管桩应分类（长、短）堆放整齐，管桩堆放超过2 层时，应用吊机取桩，严禁拖桩。

　　3.2 桩位放样。

　　要求设置相对固定的基准点，四角大样与场地地面标高的测定必须准确，基准点一定要安全保护。

　　3.3 压桩。

　　工程桩正式施工前应进行试压桩，本工程采用终压值控制为主，桩长控制为辅。吊桩就位后，用两架经纬仪对桩进行两个方向的垂直度调整，确保桩身垂直。静压时，桩帽、桩身和桩位中心线重合，同一根桩施工时，各工序应连续施工，缩短施工时间。送桩器下端应设置桩垫，要求厚度均匀，并与桩全面接触，送桩轴线必须与桩轴线一致，压力表经国家法定单位检测合格，压桩前必须提供近期检测证明方可压桩。

　　3.4 焊接接桩。

　　焊条性能必须符合设计要求和有关标准的规定，并应有出厂合格证证明。焊接时应在两侧对称均匀地同时施焊，焊第二道时应将浮渣彻底清除，焊缝应符合设计要求，焊缝质量由监理等相关单位进行隐蔽工程的签证。

　　3.5 截桩。

　　露出地面或未能送至设计桩顶标高的桩，即必须截桩，截桩要求用截桩器，严禁用大锤横向敲击、冲撞。

　　3.6 压桩过程的施工记录为了便于控制终止压桩，必须详细记录压桩过程的压力与桩人土深度。终压（即终止压桩）标准及终压的控制根据试桩情况，经各方会议确定本工程以终压值Q 控制（超过4000kN 停止压桩）。

　　4 应注意的若干问题

　　4.1 挤土效应。

　　预应力混凝土管桩属挤土桩，在地基施工时应充分考虑沉桩引起的挤土效应对先沉入桩、周边建筑物及地下管线的影响。当桩大面积入土时，土中的孔隙水压力增加，势必导致土体的侧向位移及土体的隆起。土体的侧向位移引起先沉入桩的明显偏位和倾斜，土体的隆起导致预应力管桩上浮，另外，如不采取有效的防护措施，挤土效应会导致对周边建筑物及地下管线产生一定的危害。目前主要的处理措施为：合理安排好管桩施工顺序，设置减震措施，采用开口桩尖或植桩法，对已上浮桩进行复压等。

　　4.2 基坑开挖。

　　预应力混凝土管桩主要承受竖向受压荷载，当承受水平荷载时，容易出现横向裂缝，甚至断裂，所以在基坑开挖时，机械挖土机等设备不得碰及桩身，应用人工挖除桩间的余土，且必须分层均匀对称挖土，不能拚命往一个方向猛挖，如一次到底则使土体产生较大高差，挖出的土体不得堆置在基坑附近。另外建筑物如有地下室时要严格控制地下室围护的变形。避免由于土体位移造成桩身倾斜、出现横向裂缝甚至断裂。如出现上述工程事故，处理起来相当困难，既花费较大财力，又拖延工期，造成极坏的社会影响。

　　4.3 施工终压力控制。

　　施工终压力应大于单桩竖向极限承载力标准值（Quk）且不致桩身破坏，又能确保桩身穿越不良土层进入合适的持力层，使桩底嵌固良好，但施工过程中允许施工终压力下，桩端未达到持力层的现象。这是因为压桩的挤土效应或者桩端持力层的覆土很厚，致使施工时Quk>Pfmax，就会出现基桩桩端达不到持力层的情况，处理的方法一般是采用预钻孔取土。

　　结束语

　　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。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，有待于进一步研究和完善。

　　参考文献

　　［1］ GB13476-1999 先张法预应力混凝土管桩［S］. 北京:中国标准出版社，1999.

　　［2］ JGJ106-2003 建筑基桩检测技术规范［S］. 北京:中国建筑工业出版社，2003.

　　［3］ JGJ /T93-95 基桩低应变动力检测规程［S］. 北京:中国建筑工业出版社，1995.