浅析预应力高强混凝土管桩施工技术

浅析预应力高强混凝土管桩施工技术
摘要：本文主要阐述了预应力高强混凝土管桩的施工工艺与方法，质量控制要求，保证预应力管桩施工质量，以满足规范与设计要求。

关键词：预应力高强混凝土管桩静压法或锤击法施工
一、前言
应力高强混凝土管桩在我省建筑市场的应用十分广泛，它具有耐打、耐压，穿透能力强，单桩竖向承载力高，抗震性能好，耐久性好，造价适宜，施工工期短，施工现场文明整洁等特点，因此，深受业主、施工单位和设计人员的普遍欢迎。

使得预应力高强混凝土管桩有进一步发展趋势。

但是在使用过程中，特别在施工时，经常发现诸如桩头暴裂、桩偏位、桩身偏斜等问题，给桩基工程带来不少麻烦，导致桩基处理费用增加。

为解决上述问题，我们将在下文来探讨一下管桩施工流程。

二、管桩施工
（1）施工准备
1．掌握试桩位置的工程水文地质资料、周边环境的有关资料、管桩的产品合格证及说明书；
2．场地完成三通一平、排水畅通，满足打桩所需的地面承载力；
3．处理场内影响管桩施工的高空及地下障碍物；
4．设置高程控制点和轴线定位点；
5．对桩基施工作业人员进行技术及安全交底；
6．对预应力管桩成品的验收（管桩外观质量检查）。

（2）桩位放样
首先根据设计文件编制施工桩位图，经监理工程师认可后方可进行施工放样。

根据计算出的控制桩位坐标用全站仪分片放出控制桩位，再根据控制桩用经纬仪、钢尺等放出每个施工桩位。

在每个桩位上撒出与桩径相同大小的石灰圈，圆心位置用小木桩标记，并保护好桩橛，避免机械移位挠动桩位。

（3）桩机就位
桩机性能应能满足施工要求，并且机械状况完好，移位设施等必须具有足够
的强度、刚度且能保持桩机的稳定性。

正式施工前由专人负责对桩机进行检查，保证桩机正常工作。

场地平整完毕后桩机进场，在桩位附近现场组装。

经调试运转正常后用桩机自身的行走机构移动至桩位上并将桩帽对齐桩位。

（4）起吊预应力管桩
先拴好吊桩的钢丝绳及索具，然后用索具捆绑住吊点（距桩上端0.3倍桩长处），起动机器起吊预应力管桩。

在起吊过程中，应防止冲撞和发生附加弯矩。

将桩头移入桩帽内，用钢丝绳捆绑并控制桩的下端，使桩尖对准桩位中心，利用卷扬机左右移动桩架微调对中，同时利用经纬仪从两个方向控制桩身垂直度使其小于0.5%。

（5）沉桩
1.锤击沉桩
桩帽与桩圆周应保持5mm～10mm的间隙，桩锤和桩帽与桩之间加设弹性衬垫（木板、钢丝绳等），衬垫厚度均匀，且在打桩期间经常检查，并及时更换和补充。

每节桩锤击之前检测垂直度。

垂直度的检测采用2台经纬仪距桩位20m布置从横、纵两个方向成90o进行。

首节桩插入时，垂直度偏差控制不大于0.5％。

检查确认桩锤、桩帽与桩身保持在同一中心轴线上方可施打。

管桩打入2m后停锤复核桩身垂直度和桩机本身的垂直度和水平度，以保证打入管桩的垂直度满足规范要求，防止桩机在施打过程中发生倾斜。

2.静压成桩
桩尖就位、对中、调直：对于步履式全液压静压桩机而言，通过大、小船行走油缸的动作，作纵横向的行走，从而将桩尖对准桩位，并开动压桩油泵将桩压入土中2m后停止压桩，用两台经纬仪校正桩在两垂直方向的垂直度。

压桩：利用夹紧器的浮顶增力原理，夹紧工程桩，用压桩油泵的压力将桩压入地下。

每次压桩行程为2m。

当压完第一行程后放松夹紧器装置，用压桩油缸提起夹紧器，当夹紧器到位后，再次夹紧压桩，如此循环。

（6）接桩及焊接
当第一节桩打到离地面1.0m左右即停止沉桩开始接桩，在接桩前，将管桩上下端预埋件的表面特别是焊接坡口用钢刷清理干净，直到其焊接坡口处刷出金属光泽，然后在第一节桩的桩头加上定位板，将上节桩吊放在下节桩端板上。

保证上下桩头的错位偏差不大于2mm，上下桩节轴线偏斜不大于0.3％的桩长且各节偏斜应反向错开。

采用焊接接桩，上下桩头对齐后如桩头之间存在间隙，应用铁片垫实。

焊接时先在桩端四个角点焊固定，然后两个焊工同时对称焊接，以减少焊区焊缝变形。

焊接时要及时清除焊渣，焊缝要连续、饱满，确保焊缝质量。

焊接的材质（钢板、焊条）均应符合规范要求。

焊接完毕后再清理一遍焊渣，如发现焊缝有缺陷应及时补焊。

焊接完毕后最少自然冷却8min，然后对外露的铁件刷涂防腐防锈涂料，检查合格后继续进行锤击沉桩。

（7）成桩
1.沉桩顺序
为减少挤土效应造成已放样桩位产生偏差和附近已施工管桩产生上浮的现象发生，沉桩顺序应从中间向两边或从一边向另一边。

为避免以上情况发生，需经常对桩位进行复测，并对已发生上浮的管桩采用单桩竖向极限荷载进行复压处理。

2.锤击工艺成桩
沉桩过程中宜重锤低击，从打桩开始起记录管桩每贯入1m的锤击次数并记录到施工记录表中。

将达到终锤时，用水准仪或刻度尺对桩体贯入度进行量测控制。

当桩底高程达到设计时即可停锤，当下沉困难时如贯入度达到要求也可停锤成桩，贯入度控制按照下表选用最后十击不大于3mm控制。

表3柴油锤选用参考参数表
在施打过程中，管桩打入地层时的挤土作用会对附近已打好的桩及原有建筑物或其他设施产生破坏作用。

在施工过程中多加观察，详细记录现场各种变化情况，还要保证打桩过程中量测工作的连续性、准确性。

3.静压工艺成桩
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，了解桩尖人持力层深度是否满足设计要求以及桩穿过各土层时的压力值。

终压标准一般情况下，除保证桩长及桩尖入持力层深度应该满足设计要求外，还要控制终压值Q的大小。

虽然终压值Q与单桩竖向承载力标准值Rk是
两个不同的概念，但终压值Q与单桩竖向承载力标准值Rk存在着比例关系，参考其他工程实践经验，终压值Q可以按以下原则来控制：
A.当桩端持力层为粘土、粉质粘土时，主要控制桩端达到的设计深度，终压值RQ：（0．6-1．3）Rk。

B.当桩端持力层为标贯击数较低、中密以下的粉细砂时，以控制桩端人持力层深度为主，终压值作参考，Q=（1．6～2．0）Rk。

C.正式施工前进行试桩工艺试验，得出沉桩中各项数据，以便与相关单位共同确定终压值。

（8）截桩
成桩后如桩顶高程高于设计要求需截桩时，用用专用切割设备进行多余桩头的切割。

切割过程控制进刀深度，确保切割面的平整
（9）桩基检测
桩基施工完成后宜进行必要的静载等检测，以检验是否达到设计要求。

三、施工注意事项
3．1打桩过程中应防止偏移，如果遇到下列情况，应停止打桩，经分析研究并采取措施后，方可继续施工：
1．锤击沉桩中贯入度发生急剧变化或振动打桩机的振幅异常；
2．沉桩过程中桩身突然倾斜移位或锤击时有严重回弹；
3．沉桩过程中桩头破碎或桩身开裂；
4．沉桩过程中附近地面有严重隆起现象；
5．桩架发生偏斜或晃动；
3．2为减少挤土效应造成已放样桩位产生偏差和附近已施工管桩产生上浮的现象发生，沉桩顺序应从中间向两边或从一边向另一边。

为避免以上情况发生，需经常对桩位进行复测，并对已发生上浮的管桩采用单桩竖向极限荷载进行复压处理。

四、小结
高强混凝土预应力管桩质量可靠，单桩竖向承载力高等优点，值得大力推广
应用。

质量的保证前提是严密的施工组织与施工工艺，严格的施工质量控制与监测，本文提出的施工工艺与施工注意事项，可供建筑专业技术人员参考。