关于建筑工程基础预应力管桩施工技术探讨

钱骏

摘 要：本文以某住宅小区一期预应力管桩为例，总结了预应力管桩的施工工艺与方法，并提出了施工中应注意的安全事项。

关键词：预应力 管桩 施工技术

1、工程概况

某住宅小区一期项目工程总建筑面积85250.24m2，其中地上建筑面积59560.05m2，地下建筑面积25724.19m2。地上33层，设2层地下车库。建筑高度最高为97.6m。住宅范围地下室为剪力墙结构，车库地下室为框架结构，建筑结构安全等级为二级，设计使用年限为50年，抗震设防烈度为8度。本工程采用锤击预应力混凝土管桩Φ500×100mmAB型管桩，单桩承载力为360kN，平均桩长约15m，计划安排8台HD50型柴油锤击机进场施工。

2、施工方案及工艺

2.1施工方案

预制管桩采用锤击法施工，投入柴油打桩机8台。打桩过程中，桩锤、桩帽和桩身的中心线应重合，当桩身倾斜率超过0.8%时，应找出原因并设法纠正。当桩尖进入硬土层后，嚴禁用移动桩架等强行回扳的方法纠偏。接桩焊接时要由2人同时对称施焊，焊缝应连续、饱满，不得有施工缺陷，如咬边、夹渣、焊瘤等。烧焊至少有2层或2层以上，焊渣应用小锤敲掉。烧焊完成后，应冷却8min以上。焊接用的电焊条需选用E42或以上的焊条。

2.2 锤击沉桩主要环节的实施方法

（1）测量放线定桩位。测量放线必须严格把关，反复校核，务求不出任何差错。首先要根据设计图纸进行室内计算，对建设单位提供的水准点和控制点进行校对，在图纸上标明。然后利用全站仪进行精确测量放线，复核基准水准点和控制点，根据施工现场的具体情况定出控制网，并将复核结果和自己设立的控制网交监理审核。经过监理认可的控制点和水准点要用水泥砂浆固定或在其四周用砖堆砌以严加保护，防止发生偏位和变形。（2）预制管桩的制作。由于本工程采用的是预应力混凝土管桩，桩型为PHCAB500100，钢靴长0.3m，结合工程施工的条件和工期要求，所有管桩均使用厂家预制完成的成品桩。（3）预制管桩的堆放与验收。预制管桩从管桩厂运输过来卸至现场堆放，地点选择要根据压桩的情况和有利于放大镜的原则进行堆放。堆放现场地面要平整，根据用桩计划，先用的桩应放上面，避免翻动桩堆。管桩进场后，材料员和质检员根据规范要求严格检查桩身的外观尺寸和外观质量，防止断桩、严重裂缝的桩用于施工，同时要收集与每批管桩数量相对应的合格证、产品检验报告及出厂证明等资料。（4）施工机械的配备。根据本工程现场的实际情况和设计管桩的类型、数量以及施工经验，本工程采用8台HD50柴油打桩机进行施工。另外，还需配备电焊机、气割工具、索具、撬棍、钢丝刷、锯桩器等施工用具；每台桩机配备1把长条水准尺，可随时测量桩身的垂直度。（5）打桩的顺序宜按下列原则确定。①根据桩的密集程序，打桩顺序可采取从中间向两边对称施打，或从中间向四周施打，或从一侧向另一侧施打。②根据基础设计标高，宜先深后浅进行施打。③根据桩的规格，宜先大后小、先长后短进行施打。④根据桩位与原有建筑物的距离，宜先近后远进行施打。（6）管桩的拼接。管桩的拼接在施工现场完成，管节拼接成整桩采用端板焊接联接。在焊接以前，必须先要检查管节是否合格，端板是否合格平整，端板坡口上的浮锈和污物是否清理干净。管节的焊接采用手工焊焊接，根据坡口和焊缝的高度要求，焊缝分为3～4层施焊完毕。第一层施焊必须使用φ3.2mm电焊条打底，从第2层开始后，才可使用较粗的焊条（φ4.0mm或φ5.0mm）施焊。为了控制整桩的拼接质量，在施焊过程中要施焊1层，检查1次，做到及时发现和解决偏差。对于每1层焊缝，可以采用对称间断焊接，最后闭合焊缝的工艺完成，从而达到管节焊接变形各向均匀。（7）试桩。为了达到试桩的目的，压桩的设备和工艺必须和正式压桩相同。安装图纸要求，本工程采用静压法压桩，压桩机采用ZYJ9000静力压桩机。压桩工艺：①静压预制桩的施工，采用分段压入、逐段接长的方法。②压桩时，桩机就位采用自身的行走就位装置完成。③静压预制桩一般控制每节长度在12m以内，插桩时先用起重机吊运至桩机附近，再利用桩机上的自身设置的工作吊机将预制混凝土桩吊入夹持器内中，夹持油缸从侧面夹紧，即可开动压桩油缸。④压桩应连续进行，如需接桩，可将下节桩压至桩顶距地面0.8～1.0m时，停止压桩，使用压桩机将上节桩吊入就位，严格调直后焊接联接，焊接完毕后，要等焊缝自然冷却，最少8min，才能继续压桩。接桩的人员、设备必须在压桩现场待命，以保证接桩工作顺利进行。⑤压桩结束：当预制管桩压入预定深度且压力表读数达到预先设定值，便可结束压桩。（8）压桩和截桩。等试桩完成以后，将试桩的施工记录及时提交监理、设计单位，经过设计单位分析和调整后，开始正式预制桩的压桩施工。压桩的方法和工艺同试桩。如需截桩时，应先将不需要截除的桩身端部使用钢抱箍抱紧，然后使用锯桩器在截桩部位锯桩，严禁使用大锤硬砸。压桩质量的检查按照静力压桩质量检验标准执行。（9）沉桩防护。压桩施工过程中，需要对周围的环境进行监测，确保沉桩对周围环境的影响控制在有关规范要求之内。当累计位移量超过20mm或日位移量超过3mm时，应停压，待采取有效措施后，方可继续。压桩的先后顺序：先施工临近马路一侧，然后向地下车库方向展开。开始压桩时，控制压桩速度控制在每天3～5根，原则上背离保护建筑物及管线方向施工，同时，还要结合监测情况进行适当的调整，最大沉桩速率不超过8根。（10）管桩施工控制。在正式打桩之前，要认真检查打桩设备各部分的性能，以保证正常运作。另外，打桩前应在桩身一面标上每米标记，以便打桩时记录。第一节桩起吊就位插入地面时的垂直度偏差不得大于0.5%，并用长条水准尺或其他测量仪器校正，必要时，要拔出重插。施工过程中，桩帽和桩身的中心线应重合，当桩身倾斜率超过0.8%时，应找出原因并设法纠正。当桩尖进入硬土层后，严禁用移动桩架等强行回扳的方法纠偏。（11）管桩的收锤。当管桩施打至设计要求的持力层或达到设计要求的贯入度值时，则可收锤。贯入度值的测量以桩头完好无损、柴油锤跳动正常为前提。贯入度的测量采用收锤纸进行收锤测验，绘出管桩收锤时的回弹曲线，测出最后贯入度值及回弹值，以便真实记录和反映收锤情况，有助于保证和提高打桩质量。（12）质量检查。管桩基础地工程桩成桩质量检查包括桩身垂直度、桩顶标高、桩身质量，应符合下列规定：1）桩身垂直度允许偏差为1%；2）截桩后的桩顶标高允许偏差为±10mm；3）桩顶平面位置偏差，必须符合规定。斜桩倾斜度的偏差不得大于倾斜角正切值15%（倾斜角系桩的纵向中心线与铅垂线间夹角）；4）承载力检测方法应符合《先张法预应力混凝土管桩》的有关规定，同业主、设计、监理等共同研究采取检测手段（如单桩竖向抗压静载试验，单桩竖向抗拔静载试验低应变法、高应变法）。

3、预应力管桩施工质量控制措施

（1）原材料控制。预应力方桩进场时必须3证齐全，并通过外观质量验收和监理工程师检验，质量有缺陷的桩不得使用。在吊运的过程中应轻起轻放，始终保持平稳，谨防碰撞或滚落。管桩的堆放场地应坚实平整，直径和长度相同的管桩可重叠堆放，两端对齐，层数不宜超过5层，并设置可靠的防滚动措施。（2）桩长控制及检查。在方桩的端部用红色油漆作出长度和桩位标记，在桩身上画出以m为单位的长度标记，在压后一排桩之前检查前一排桩的偏位情况。打桩结束后，通过锤球法检查桩的打入深度，并纪录每个桩位的实测深度。（3）沉桩到位率控制。选择合适型号的打桩机械，避免锤体质量过小导致方桩打不到设计标高。打桩在进入硬土层时，控制施工停歇时间，避免停歇过程中土的摩阻力增大影响桩机施工，造成打桩困难。（4）施工过程控制及检查。方桩起吊时，检查堆放场地、起吊方法，防止桩断裂或环裂，检查桩身垂直度、焊缝质量。送桩时应检查送桩深度，并复核桩头标高是否达到设计要求。（5）桩施工结束后的质量控制。方桩施工结束后，若有高出地面的桩头，应小心保护，严防机械碰撞。机械挖土时，应控制铲斗入土深度。打桩完毕后进行验收，合格后进行下道工序施工。（6）成桩检测。打桩结束后，检测桩身的完整性、单桩竖向承载力及复合地基承载力。

4、结语

在该住宅小区一期项目的施工中，按照上述要点对预应力管桩进行了严格的控制，取得了很好的效果。现在以此文与大家交流，希望对其他工程的预应力管桩的施工及质量控制有所帮助。