建筑工程预应力高强混凝土管桩技术的研究

■常山亮 ■中机新能源开发有限公司，河南 郑州 450000

1 工程案例

某建筑工程高度为31.5 米，属于框架结构9 层，砂层位于地面2.5到4 米以下，具有平坦的地表，砂层以下为淤泥层，其类型为冲刷与淤泥环境沉积。其中8.5 到15.2 米之间为第二层淤泥层厚度，场区下水位在地表1.2 米面层处。根据工程建设需求，选取预应力高强混凝土管桩进行本工程桩基设计，要求其桩径为500 毫米，壁厚为100 毫米，C80 为管桩混凝土强度。700kN 为单桩承载力，26 到29 米之间为有效桩长，230 根为总桩数，需选取3 节接桩。选取群桩整体筏板或局部承台进行基础施工。

2 建筑工程预应力高强混凝土管桩技术施工准备

2.1 桩锤、桩架选择

(1)桩锤选择。桩的形状、尺寸、重量、入土长度等都是桩锤选择时必须考虑的问题，建筑工程预应力高强混凝土管桩技术应用中，要求桩锤夯击能力能够对桩的贯入阻力进行有效克服，如桩尖阻力、桩侧摩阻力等。如桩锤能力不能对以上需求进行满足，将导致局部压曲现象出现在桩头位置，致使桩锤无法符合设计规定。(2)桩架选择。设置、安装桩架将直接影响到打桩效率。根据工程建设需求，可选取D—308S型履带行走式桩架，其优点为灵活移动，便于使用等。

2.2 施工组织设计

按照打桩施工范围的地质情况、基础现状等，进行打桩顺序的合理确定，并选取科学有效的预防措施对附近建筑物加以保护。同时按照桩基施工图规定测定桩位。通常管桩应进行2 个支点设计，其吊点必须与位置需求相符。可选取软垫、木垫堆放管桩，避免振动、冲撞管桩现象出现在起吊运输过程中。

由制造管桩成型至打桩施工应具备相应的间隔时间，混凝土强度必须与设计强度等级相符，通常控制在80%以上。如现场必须进行管桩堆放，可遵循“先进场桩先打”的原则进行施工，以此对管桩强度进行最大限度地满足。在施工应用前，施工企业应对选取的预应力高强混凝土管桩规格、技术性能进行充分了解，如表1 所示。

3 建筑工程预应力高强混凝土管桩技术施工流程

在建筑工程快速发展的同时，还存在诸多病害问题，如软土地基等，为有效避免该现象的出现，施工单位必须重视软基加固技术的选择，高强预应力混凝土管桩技术作为软基处理的重要技术之一，其施工技术水平的高低将直接影响到建筑工程的整体质量，为此施工企业必须重视其施工技术应用，规范施工流程，只有这样才能确保建筑工程施工质量，才能推动建筑事业的快速发展。

3.1 试桩

根据《建筑桩基技术规范》(JQJ94—94)等相关规定，选取慢速维持荷载法进行单桩竖向抗压静载试验。选取锚桩横梁反力装置进行竖向静载荷抗压试验，整个过程可通过电动油泵对油压千斤顶(2 台5000KN)加荷，荷载通过荷重传感器、荷重显示器与0.4 级精密油压显示，沉降值可利用电测位仪器、机械表等测读，随后通过计算机进行数据采样、记录、整理与打印。

试桩、锚桩为工程所用桩，第一根试桩应向6200KN 加荷，如符合7级标准，1 小时后将加大沉降量，每小时16.67 毫米时，其沉降总量为38.06 毫米，该情况下地基将产生破坏现象，此时可停止试验。根据相关试验曲线及数据显示，4340KN 为极限荷载。

5000KN 为第二根试桩要求量，如符合9 级标准，45 分钟后加大沉降量，每小时达到15.25 毫米，36.51 毫米为沉降总量，此时地基明显损坏，可停止试验。根据相关试验曲线及数据显示，4500KN 为极限荷载。

4000KN 为第三根试桩要求量，稳定后应向4500KN 增加，最终第二根试桩的极限荷载为4800KN。

根据以上数据，可对试桩结果统计特征值进行计算:

Qum=4547KN;Sn=0.052

由此得出，单桩竖向极限承载力标准值为Quk=Qum=4547KN。

3.2 测放桩点

首先对施工场地表面杂物清理干净，随后做好场地平整工作，最后对平整场地后的标高进行准确测量。测量器具与设备是工程施工测量的主要机械设备，根据设计规定在实地进行具体标定，为建筑基础施工作业提供便利。恢复中线测量、测设施工控制桩等都是建筑桩基施工测量的主要任务。完成测量放线工作后，应对施工人员进行技术交底。

3.3 桩机就位

预应力高强混凝土管桩机械就位后，应由相关人员进行施工，在移动桩机前应对施工现场的具体情况进行详细观测，并对位移的安全性进行有效提升。同时利用吊锤对钻杆和地面的垂直角度进行检测与适当调整，并将其误差控制在1%以下。以米为单位在桩机架上画出长度标记，按照施工要求进行施工。

3.4 起吊下节桩

完成桩机就位后，应起吊预应力高强混凝土管桩，桩外壁与所画桩位白灰图形标记对准，通过2 条线坠，以90 度为夹角进行垂直度地调整，并符合桩机内部水平仪要求。

3.5 压桩入土

压入早期，选取低速压入方式进行下节桩施工，避免与地下障碍物碰撞，导致桩位偏移情况的出现。如与硬土层相遇，应进行压桩力的适当增加，穿越硬土层后应将压力降低，在此阶段，应对压力变化情况时时关注，以便沉桩施工。上节管桩向地面插入的垂直度误差应控制在0.15%以下，在同一中心线上控制桩锤、桩帽及送桩器。沉桩施工中，应对观测桩身垂直度进行长期观测，如桩身垂直度误差在1%以下，必须及时找出原因，并选取切实可行的措施进行处理。如桩尖向硬土层插入后，杜绝选取移动桩架等强行施工。沉桩施工中，如产生反常贯入度，桩身将产生位移倾斜状况。桩身、桩顶损坏等现象出现，必须暂停沉桩。

3.6 上节桩施工

接桩施工中，要求0.5 到1 米之间为入土管桩桩头多出地面部分长度。在确保下节桩不存在损坏情况后，必须将桩顶杂物清理干净，上节桩起吊后，应对准下节桩附近中心，同时对上节桩垂直度进行校正，并检测上、下桩连接面有无扣缝情况。

将导向箍设置到下节桩桩头位置，为上节桩就位提供便利，接桩施工中，应对直上下节桩段，错位偏差控制在2 毫米范围以下。

3.7 焊接

焊接施工前期，应对管桩接头位置的质量进行确定，利用铁刷子将上下端板表面清理干净。一般先在坡口位置进行4 到6 点对称点焊，固定上下节后，可将导向箍拆除，并进行一层一层对称焊接。通常选取手工焊接、二氧化碳保护焊的方式进行焊接，3 层为其焊接数量，并清理干净内层焊渣，随后在其外侧进行一层焊接，要求焊透其根部。自然冷却后焊接接头才能进行以下施工，一般8 分钟为冷却最短时间，杜绝通过水进行冷却施工。

4 结束语

综上所述，伴随社会经济的高速发展，我国建筑工程事业也得到了极大的发展。预应力高强混凝土管桩技术作为建筑工程基础施工的重要技术之一，其施工技术水平的高低将直接影响到工程建设的整体质量，为此，施工企业必须结合施工现场的具体情况，在充分了解预应力高强混凝土管桩应用优势的前提下，做好施工准备工作，只有这样才能确保施工流程的规范性、合理性，才能推动工程建设的快速发展。

［1］刘争宏，郑建国，于永堂.湿陷性黄土场地PHC 桩竖向承载性状试验研究［J］.岩土工程学报，2010(S2).