预应力管桩施工技术与运用研究

林 希

（福建建岚建筑科技有限公司，福建 平潭 350400）

高强度混凝土材质预应力管桩支持规格化加工，成桩难度低、品质高，现场作业工期较短，对周边环境、现有设施等干扰性较低，很多建筑项目中均有应用。实践运用的各个作业环节中，施工人员都要做好管控措施，按照设计参数，通过在现场随时测量，保证管桩作业的精确度，以在建筑项目中发挥此项工艺的价值。

1 平潭跨境电商园公共卡口项目建设条件现状

1.1 工程概况

卡口项目为总承包建设工程，包含勘察设计、采购、施工。其中，施工部分有临时便道、土石方、桩基、配套设施，以及本项目施工图纸上载明的全部机械安设和建设内容。卡口项目建筑用地面积为3 575.51m2，总面积为2 681.69m2，仅为地上1 层，供货物储存，单体计容面积达4 489.9m2，层高达8m 以上的部分计容面积按照2 倍确认数值，单体高度为11.3m。建筑主体结构预计使用50 年，内部设置3 个功能分区，整体耐火级别为2 级，建筑上部选用门钢结构，设计抗震烈度等级是6 度。

1.2 施工条件

（1）规划用地现场环境。本工程位于平潭台湾创业园东侧，临近多条道路，对外通达性较高。目前，建设场地已经做好土地平整处理，适合开发施工。在现场施工中，水、电均是建设方指定连接点，可以满足现场作业所需。施工用料，如碎石、混凝土、水泥等直接在本地市场购入，整体条件较方便，能够保证正常供应，全部材料和设备都能按照施工计划运至施工现场。

（2）原生自然条件。卡口项目所在地是亚热带季风气候，全年温度适宜，降水量丰富，霜期短且无雪，无霜期326d 左右，年均日照时间在1 700～1 980h 左右，降水量集中在900～1 200mm，气 温 在16 ℃～20 ℃之 间，其中1、2 月份气温最低，平均气温在6℃～10℃，7、8 月温度最高，平均气温在24℃～29℃。全年相对湿度偏大，在77%上下，特别是春季，阴雨连绵属于常态，而夏季基本上是高温晴天，个别区域会有热雷雨、台风、热带风暴等，秋季湿度略有下降，温度也比较舒适，冬季降水锐减，整体较温和，很少出现低于0℃的气温。

2 预应力管桩施工技术问题及应对方法

目前，国内一些建筑项目会选用预应力管桩工艺进行施工，但在实际运用中一般存在以下问题。

2.1 沉桩问题

预应力管桩下沉环节中，可能会出现下沉不到位的情况，根据项目总体规划标准，需明确设置沉桩期间的各项技术参数，确保桩体达到设计位置，使建筑基础结构更加可靠、稳定。施工实践中，引发沉桩质量不足的因素较多，如参考技术基准改变或操作人员不熟知相应设定信息，导致实际建设成果品质下降。另外，若项目勘察作业未能按照标准执行，对地层条件的掌握程度有限，也会严重影响项目桩体质量。

对于上述问题，应在前期设计阶段，全面、细致地探测、研究规划用地范围内的地质情况，按照具体地质条件完成管桩施工设计。在必要时，建设单位应组织多次勘察，直至完全掌握规划面积条件现状，再进行施工。

2.2 桩顶位移

管桩下沉处理中，若各个管桩实际稳定性有限，会导致相邻桩体发生碰撞，引发相对位移，降低预应力管桩整体结构的可靠性。另外，软土与其他土层支撑力较差或桩体测量放线出现偏差，均会导致桩体发生位移。针对此类问题，建设单位应采取有效应对措施，避免沉桩环节挖掘桩基础，待沉桩全面完工后，方可安排开挖作业。在挖掘期间，需做好排水管理，事先预留边坡，挖出土体不可任意堆放。施工中，相关人员要仔细分析、探究设计图纸与方案，保证施工依据的合理性和可行性，并在现场划定区域内设置明显的提示信息，根据项目施工计划和具体工序安排分布路线。

3 平潭跨境电商园公共卡口项目预应力管桩技术运用策略

3.1 施工准备工作

（1）入场后，施工人员先需搭建一系列的临时设施，并和监理单位等一同复核标高控制点及轴线位置，完善现场技术测量控制网，平整处理拟建范围场地。

（2）正式开工前，项经部需提供基础施工方案，由建设单位、设计单位、监理单位确认审批，完成施工方案的补充优化，协调、落实各参建方意见。另外，需全面、仔细地检查施工活动影响的地下管线、建筑物等，出现争议问题，需留下图像资料，做好标记，保留原始记录，交由参建方确认。现场建设期间，施工单位需保证周边原有建筑、设施正常应用，保证安全性。

（3）预应力管桩施工中，需考量桩机行走受力，结合受力面积、自重进行场地排水管理。

（4）机械设备，包括锤击桩机、电焊机、全站仪、水准仪等，具体型号参数见表1。

表1 主要施工机械型号参数

3.2 现场测量放线处理

施工单位需安排专业技术人员在现场测放桩位，还要保证桩位偏差处于设定允许标准内。待桩位测定，作业人员需在定位点中心处打进并扎牢钢筋，钢筋长度在0.4m 左右，在其露出地标部分系上红绳，以便管桩施工时快速锁定桩位。

本工程中，因为施工区场地限制，再加上每日都有运输车辆出入，可能会损坏厂房角点，所以，预计使用全站仪设置控制点。现场测量放线按照“整体-局部”的顺序开展。待复测建筑角点无问题后，通过极坐标完成桩位放样。另外，由于卡口项目规划用地范围内的土体较软，高自重的机械行走极易发生下陷问题，需待桩机就位后，根据移动桩机后的土体变化，对有陷机、挤土情况的桩位，采取极坐标法复测桩位。同时，需通过水泥材料保护施工场地内的标高控制点。而压桩标高控制点需在操作开始后，直接在现场测量，将结果换算成送桩长度，以精准控制桩体施工。

3.3 管桩吊运堆放检查

预制管桩材料运到施工现场后，施工单位需安排材料人员、质检人员根据设计方案与技术参数检查预应力管桩外观、尺寸参数等性能是否达标，并要求每批管桩物料的各项证明文件齐全，避免不达标产品入场应用。待管桩进场后，根据沉桩作业安排与施工所需，确认具体的堆放位置，通常就近安排在打桩施工周边，避免二次搬运。施工单位需完成平整预制管桩堆放场地，测试预计堆放点的基础承载力，按照地面坚实程度，设置垫木。当需要叠层堆放时，需在地面上布置2道垫木，并与管桩长度方向垂直，垫木要放在桩端桩长度20%的位置，最下层的边缘管桩，需采用木楔固定，以防止滚动，同一方向上最多堆放4 层，并按照打桩施工安排，将先用的预制桩放在上层，控制现场翻动桩堆的次数。

3.4 现场锤击压桩作业

卡口项目地基部分的基础设计是乙级，选用高强度混凝土管桩材料，桩身材料强度达到C80。场地内桩端持力层是砂土状的强分化花岗岩，每个桩体纵向承载力达到2 100kN。地基部分选用PST500-70 型桩体，桩身强度级别是C60，纵向承载力是100kN。

3.4.1 桩机就位

桩机入场前，施工人员先要确定施工现场土地实际承载力，若承载力不能支撑桩机行走，应及时采取必要的处理方法。另外，需查看各个桩机点位是否被桩机破坏，如果有破坏情况，要等到桩机就位后，重新测量。基于此，技术人员要仔细察看桩机状态，保证其基本稳定，再测试制动装置的可用性。

3.4.2 压桩施工

在该建筑项目预应力管桩作业中，施工单位结合场地条件与工期安排，准备2 台锤击打桩机，并通过水准仪动态测量桩体垂直度。在压桩时，施工人员根据设计密度确认作业顺序，可由中间向两侧推进，或是将部分桩位从中间逐渐向四周延伸锤击，也可直接由一侧到另一侧。另外，压桩时要注意各个桩位设定标高参数，按照先深后浅的模式处理。在决定压桩顺序时，需考虑桩体尺寸、已有设施、桩位距离等条件。同时，操作人员先要全面检查机械设备的工作状态与性能表现，保证可以连续压桩。吊起首节管桩后，技术人员要测定桩位精准插进，垂直度偏差不可达到0.5%，而桩顶中心线需和桩身保持一致。作业人员可通过测量设备，及时测量、校正，如果桩身斜度达到0.8%以上，必须直接拔出，进行二次插入，但若桩端处于硬土层，应避免利用移动桩架强制校正。

接桩需要在桩端和地面相距500～1 000mm 时开展，并保证上、下两节桩体错位不超过2mm。配桩时，作业人员要注意施工现场环境、相邻管桩长度等，使送桩深度处于桩顶标高之下，送桩深度不能超过2m。送桩时，应保证桩身外观良好，没有任何变形表现，长度、刚度都达到打桩标准。套入桩帽后，周圈要留出20～30mm 的空隙，在送桩设备与桩身顶端接触面布设弹性垫层，该部分纸板厚度至少为60mm，以防止桩头承受巨大锤击作用力时受损。压桩到最后一节时，需借助钢板完成封口，以防止杂物进入内部，在桩基满足设定数量后，可安排浇筑桩芯混凝土。

3.4.3 管桩焊接

预应力管桩作业中，一节桩体通常不会超过13m，而达到该标准以上时，需通过接桩的方式满足设计参数。接桩处理主要采用电焊技术，以保证桩身连接的稳定性。焊接前，施工人员需将接触面清理干净，坡口处要有金属光泽。焊接中，选用对称作业的形式，两侧人员一同进行，保证焊缝饱满、不间断，不能发生夹渣、焊瘤等现象。焊接后，要让桩体自然冷却，并由施工人员自检后，请甲方、监理人员复查，保存隐蔽记录。验收达标后，方可继续施工。

3.4.4 收锤作业

管桩下沉到设计位置后，需立刻收锤，检测桩身贯入度、标高等情况。检测环节要保证桩头外观无损伤，柴油锤可以正常跳动，需通过收锤纸完成收锤检测，绘出回弹曲线，进一步分析测得结果。实际测量中，技术人员要留有完整、详细的记录，以保证施工质量。

4 结语

综上所述，建筑项目应用预应力管桩技术，要结合客观条件，采取合理的质保措施。为保证桩身完整度，参建方不仅要提前调研材料供应商，保证材料有序供应，并在预制管桩入场前认真进行质量检查与资料核对。施工中，需保持送桩器和桩体中心线垂直，防止桩体受力不均匀。压桩时，如突遇石头等阻碍物，需及时暂停压桩，经多方研究后，确定解决方案。压桩结束后，施工单位需要等待一段时间，再组织土方开挖，且要分层进行，以免由于土体横向推力使桩体断裂。总而言之，预应力管桩施工中，作业人员必须做好一切准备，全程把控桩体垂直度，使施工有序进行。