预应力管桩在某机场软土地基处理中的应用

王玉成

摘要 预应力管桩由于具有强度高、施工质量好、施工周期短、对环境污染少等优点，在工程施工中得到了广泛的应用。基于此，文章阐述了在软土地基中采用预应力管桩技术处理的施工方法，总结了在软土地基采用预应力管桩加固处理的施工工艺，以及在施工中的经验，以供类似工程借鉴参考。

关键词 预应力管桩;加固;软基处理;承载力

中图分类号 TU753.3 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）03-0112-03

0 引言

随着我国基础设施建设的不断创新与发展，民航领域采用的各项新材料、新工艺在不断地飞跃发展中，在短短的几年内，预应力管桩在机场地基处理工程中得到了广泛地应用。预应力管桩与沉管灌注桩相比具有自身的优点：强度高、施工质量好、施工速度快、工效高、工期短及对环境污染少等。预应力管桩作为桩基础工程施工质量尤为重要，该文浅谈预应力管桩在某机场软土地基处理中的应用。

1 设计要求

软弱土厚度>5 m时采用预应力混凝土管桩处理，桩型为PHC—AB400（95），其单桩竖向承载力特征值≥900 kN，相关指标要求参照《预应力混凝土管桩》10G409中的标准。

标准依据：《先张法预应力高强混凝土管桩基础技术规程》（DB51/5070—2010）和《预应力混凝土管桩技术标准》（JGJ/T 406—2017）。

2 主要优点

2.1 单桩承载力高

预应力管桩桩身采用高强度混凝土（即预应力管桩桩身混凝土强度等级达到80 MPa），此类桩可打入密实的砂层或强风化层，桩尖与附近密实的砂层或强风化层间可产生摩擦阻力，改变土质原始状态，桩端承载力相对原土质提高80%～100%，所以管桩承载力设计值要比同直径的沉管灌注桩或钻孔灌注桩高[1]。

2.2 施工速度快，工效高，工期短

预应力管桩施工采用锤击法。一根30 m的桩可分为3节，从桩机就位、矫正、桩的初始锤入、接桩、再到桩的全部锤入的时间在40～60 min左右。

2.3 环境污染少

预应力管桩采用机械化施工，现场整洁，施工过程中无泥浆满地流淌、渣土堆弃等现象，可24 h连续施工。

3 加固原理

加固原理为上部荷载通过桩体将力传达给受力状态较好的持力层，以抵抗外部作用。

4 施工工艺流程

准备→设计桩点→施工放样→桩机准备、就位→稳桩→第1节桩施打→起吊第N节桩→接桩→第N节桩施打→截桩→检测→验收。

5 施工方法

5.1 场地平整

施工时，根据地形图和平整高程及“宁填勿挖”的原则采取人工配合挖掘机的方法对场区内的杂物（树木、杂草等）进行清除和场地整平，同时需做好排水系统，保证排水通道的畅通。

5.2 测量放样及布桩

根据设计图测放出预制管桩处理区域边线，并用白石灰做标记。然后根据设计出的桩点位，采用GPS测量仪对桩点进行测放，并在桩点上标明桩点编号。

5.3 预应力管桩施工顺序

见图1。

5.4 吊桩、打桩

管桩起吊前应拴好吊装用的钢丝绳及索具，吊装时采用一点法，启动吊车吊桩，使桩尖垂直对准桩位中心，缓缓放下插入土中，位置要准确，再在桩顶扣好桩箍。

桩尖插入桩位后，先用桩锤自重将桩插入地下50 cm，使桩垂直稳定，然后校正垂直度，即可除去索具。在桩架的90º方向各放一个吊线架，随时调整和观察打桩情况。

桩进入土层的距离略高一些，对桩不会有影响，当桩进入一定的深度后，落距应降至设计要求的高度。并观察沉入情况，待桩帽严重反弹后可进行贯入度的测量，当满足要求后可收锤，准备下一根桩的施打作业。

施工过程中在桩顶和桩帽内加入适量的胶木反冲层避免桩头损坏。

5.5 接桩

预应力管桩的接桩方法采用焊接接桩法，即在端头板坡口后采用焊接接头[2]。

接桩焊接前，应先检查接头表面洁净情况，用钢刷清除接头表面的污物和铁锈。

接桩前，应确保入土桩段的桩头露出地表0.5 m，以便于第二节桩接桩。接桩时应先设置接桩导向箍，确保上下节桩的顺直，两桩桩心的错位偏差小于2 mm。

焊接时宜在桩四周对称进行，焊接层数不得少于2层，第一层焊完后须把焊渣清理干净方可进行第二次施焊，焊缝应连续、饱满。

焊接结束后，待焊缝自然冷却后方能继续沉桩，严禁焊好后立即沉桩或采用水急速冷却。见图2。

5.6 终止沉桩

在停锤之前，最后十击贯入度及最后1 m沉桩锤击数等各种沉桩参数应符合设计及规范要求时方可收锤停打。过早终止沉桩，则桩端无法进入持力层，桩的竖向抗压承载力无法满足设计要求;过迟终止沉桩，桩头或者桩身的完整性可能遭到损坏;因此须以贯入度控制为主、桩长控制为辅的原则为终止沉桩的控制标准[3]。

5.7 沉桩记录

沉桩过程中应对相关数据进行详细记录（包括桩长、桩型、沉桩时间、锤击数/m、桩的偏斜度、最后十击的贯入度及最后1 m沉桩锤击数等），还应详细观察并记录桩身的上浮情况。

6 试验检测及分析

成桩后测试桩身低应变，检测频率10%，且不少于20根，要求桩身质量不低于Ⅱ类;单桩载荷试验检测频率为0.2%，且不少于3根，承载力特征值应大于900 kN。

6.1 低应变检测

低应变检测结果见表1。

结论：满足设计要求。

6.2 單桩竖向抗压静载

单桩竖向抗压静载结果见表2。

7 结语

预应力管桩复合地基工作是通过预应力管桩体的协调工作来完成的，预应力管桩施工工艺突出表现为强度高、施工质量好、施工速度快、工效高、工期短及对环境污染少等优点，在机场软土地基处理中具有显著的社会效益和经济效益。

参考文献

[1]贾尚星，付强，李莉.预应力管桩在地基处理中的应用[J].建筑工程，2007（6）：26-27.

[2]高年华.预应力管桩在公路软基处理中的应用[J].山西建筑，2006（5）：108-109.

[3]地基处理技术规范：DBJ08—40—94[S].上海：上海市建设委员会，1994.