砼大管桩预应力张拉控制要点

李玉彬

摘 要：山东东营港扩建工程的桩基获得国家级科技进步奖，本文主要以东营港B1型大管桩的预应力张拉施工为例，浅谈后张法预应力施工控制要点。

关键词：大管桩 后张法 伸长量 钢绞线

1 工程概况

东营港扩建工程由引桥和码头两部分组成：引桥长7020米，高桩承台结构；码头分2个泊位，1#泊位302×79.95米，2#泊位302×56米，桩基梁板结构， D1200B1型砼预应力大管桩为主要桩型。该工程共使用大管桩组合桩2771根，其中码头为全直桩，共1227根；引桥为4.5：1斜桩，共1544根。设计组合桩长37 ～55米。

本工程所用B1型大管桩，外径1200mm，内径910mm，预应力钢绞线数量32根，有效预压应力9.62Mpa。

钢绞线采用天津钢绞线厂生产的φs15.24（STM416-94a，270级，低松弛）标准强度Ryb=1860Mpa，公称面积A=140mm2的钢绞线。锚具为柳州锚具厂生产的夹片式自锚式锚具。

张拉的设备采用柳州市建筑机械总厂生产的YC-45D千斤顶及配套油泵四套 。

2 预应力钢绞线控制力计算

2.1计算依据

设计锚下控制应力N1～N8为1860MPa，锚下控制应力N1'～N8'为1860MPa。

2.2 理伦计算

（1）钢绞线标准强度为Rb y≥1860MPa，主筋控制张拉应力бK=1860×0.73=1357.8MPa（单根），此次工程考虑超张拉系数1.03。

（2）钢绞线采用φ15.24mm高强低松驰钢绞线，截面积A=140mm2；

（3）股数：1×7股（φ5mm）。

2.2计算张拉力

бk=0.73 Rb y=1357.8MPa；

单根钢绞线张拉力：Pc=1357.8×140=190.092KN；

大管桩B1 型自上而下每孔道布2束钢绞线，共16孔，32束，两台45T千斤顶同步均匀升级；

2束（单孔道）钢绞线张拉力： FK=2×Pc=2×190.092=380.184 KN；

3 施工前准备

（1）机械设备检修，轨道抄平，小车调整修配，灌浆、堆存台座抄平，施工区平整，清洁，施工管理人员到位。

（2） 管节强度必须达到60Mpa，令期14天以上才允许拼接。

（3）将成捆钢绞线竖向放入开盘器中，将钢绞线自盘的中心抽出，钢绞线下料台面须光洁卫生，不得使钢绞线受到磨损。

（4）钢绞线下料长度：根据拼桩长配制钢绞线，采用砂轮切割机切割下料，禁用氧气切割下料。

（5）首次拼桩时先将拼接小车带线调平，根据桩长挑选管节，依次将管节安放于拼接台车上，管节孔道用长毛刷清理去除灰尘。找平各管节合缝口，合并管节，调整高差及管节轴线；桩顶节与桩尖节管节孔统一编号。

（6）采用人工穿束，穿束顺序：由上向下，由里向外。穿束时由专人指挥，穿束后要逐束按设计图纸或技术交底核对，以确认是否符合要求。

（7）穿束前钢绞线用黑胶布包裹两端头，以保证钢绞线穿束时端头顺滑、无阻碍。

4管桩张拉控制要点

（1）将工具锚与千斤顶后盖，精确对中。

（2）因YC-45D千斤顶最大行程为300mm，对于大管桩张拉要分多次分级张拉。

（3）装好工具锚自锚装置，16孔内钢绞线分8组对称分级张拉。

（4）初张拉前，要用特制钢套管挤压工具锚夹片，使夹片紧紧握裹钢绞线，以减少钢绞线的回缩。初始应力值我取终拉控制应力的10%σcon。方法为采用相邻级的伸长值，例如初应力σ0为10%σcon时，其伸长值采用由10%张拉到20%的伸长值。同时用标定过的钢卷尺或直尺测出工具锚夹片外露的钢绞线长度，在质量记录上进行记录。第二次张拉阶段升压应平稳，升压速度可用油泵侧面的节流阀进行控制。

（5）根据大管桩张拉计算交底书规定进行第一次张拉10%σcon，待一次张拉好后将管节端面内外侧倒角用粘洁剂抹平，外倒角处贴上胶带纸，内倒角要有专人找补，防止粘结剂下坠。

（6）每根桩的滑丝和断丝不得超过钢丝总数的1%，每束内不得超过1根。

（7）张拉锚具、钢绞线进厂时必须按国家有关标准进行验收，使用中的张拉锚具经常检查质量，夹片达到周转次数后不允许使用。钢绞线要每批进场检查，重新测定弹性模量。

（8）張拉千斤顶每使用六个月以上或张拉200次以上或出现千斤顶漏油、油表损坏情况，立即重新率定千斤顶及油表。张拉时按照实验报告配套使用千斤顶、油表。

（9）测量张拉力的千斤顶油压表精度不低于1.5级、表盘最大读数宜为压力的1.5～2倍，表盘直径不小于15厘米。

5预应力施工常见问题及处理措施

5.1 管节孔道堵塞

用钢绞线通孔或目测检查管节孔道时，发现内孔堵塞。

原因分析：抽拉杆时胶管断裂，有断头留在孔道内。拉杆使用频率过多，制管时发生了弯孔。

防治措施：严格控制拉杆质量，孔道采用的拉杆，外观检测无弯曲、暗伤现象，施工过程加强对拉杆的检查，发现隐患及时剔除。制孔采用的拉杆，专人用扭力扳手检查钢模外拉杆螺丝是否上紧。确认弯孔严重，管节无法疏通时，应预以剔除，不允许使用。

5.2 张拉钢绞线伸长值误差

张拉力达到了设计要求，但钢绞线延伸量与理论计算相差较大。

原因分析：钢绞线的实际弹性模量与采用值相差较大。初应力采用值不合适或超张拉过多。张拉过程中锚具滑丝或钢绞线内有断丝。张拉设备未作标定或表具读数离散性过大。

防治措施：每批钢绞线均应复验，并按实际弹性修正计算延伸值。计算好初应力值和超张拉值。检查锚具和钢绞线有无滑丝或断丝。校核测力系统和表具。

那么，在管桩这个系统工程中，是否只有管桩预应力张拉有控制要点，灌浆工作就不重要了呢？！限于篇幅的问题， 灌浆的质量控制不是本文分析的重点，就不展开讨论了。

6 结语

D1200B1型大管桩预应力张拉施工中，钢绞线伸长量的量测和记录尤为重要。本工程同时采用两种方法对钢绞线进行测量，并对此两种方法进行比较较校，最大偏差不超过6mm，且张拉伸长量的误差均在控制范围内。但是，我们仍然清醒地认识到：大管桩预应力张拉施工中仍然有很多问题很难去准确把握：例如松驰损失、预应力损失、锚具变形、管节拼缝处变形等，还需要我们工程技术人员不断去钻研学习，不断去总结，以便更好的服务于企业。

东营港2822根大管桩沉桩巳于2007年11月26日完成全部沉桩， 山东东营港扩建工程的桩基获得国家级科技进步奖，我处创造了管桩无一根发生断桩，事实证明了我处大管桩采用全过程精细化管理之路是成功的。

参考文献：

1、《港口工程质量检验评定标准》（JTJ221-98）

2、《港口工程桩基规范》（JTJ254-98）

3、《水运工程混凝土质量控制标准》（JTJ269-98）

4、《水运工程混凝土施工规范》（JTJ268-96）

5、《预应力混凝土大直径管桩标准图集》（JQ/SH-OOKJ-1-003-1996）

6、《预应力砼大直径管桩设计施工规程》（JTJ261-97）