浅谈预应力混凝土管桩施工

　　摘要：结合深圳某大型商业建筑的预应力混凝土管桩施工，浅述预应力混凝土管桩施工的要点及检测分析。
　　关键词：预应力混凝土管桩、施工、检测。
　　
　　预应力混凝土管桩基础适用于桩端持力层为较厚的强风化或全风化岩层，坚硬粘性土层，密实碎石土、砂土、粉土层的场地，适合广东沿海地区的地质条件，且具有工期短、造价低的优点。因此，它成为广东地区设计人员优先选用的建筑桩基础型式之一，具有一定的推广价值。现结合深圳某大型商业建筑工程，浅谈预应力混凝土管桩施工。
　　
　　一． 工程概况
　　该项目位于深圳市龙岗区龙翔大道，建筑面积70434.4平方米，地下一层，地上四层，采用预应力混凝土管桩基础。预应力混凝土管桩有两种，桩径φ500-100mm的有890根（设计单桩承载力1800KN）。桩径φ400-95mm的有209根（设计单桩承载力1300KN）。
　　二． 工程地质条件
　　（一） 部分探孔土样见下图
　　
　　
　　
　　
　　（二） 场地工程地质见下表
　　场地工程地质概况表
　　　　
　　本工程地质情况适合采用预应力混凝土管桩基础。
　　
　　三、施工工艺流程简介
　　单根桩的施工工艺流程如下：
　　测量放线定桩位→桩机就位→运桩至机前→安装桩尖→桩管起吊、对位并插桩→调整桩及桩架的垂直度→开锤施打→复核垂直度，继续施打→第二节桩起吊、接桩→施打第二节桩，测量贯入度，直至达到设计要求的收锤标准时收锤→桩机移位。
　　
　　四、施工要点
　　（一）管桩定位。
　　测放桩位时，在桩位中心处用钢筋头打入土中，然后以钢筋头为圆心、桩身半径为半径，用白灰在地上划圆，使桩头能依据圆准确定位。
　　管桩基础施工的轴线定位点和水准基点应设置在不受施工影响的地方，一般要求距离群桩的边缘不少于30m.
　　
　　（二）管桩的堆放、起吊。
　　(1) 管桩在装车、卸车及现场倒过时，现场辅助吊机采用两点水平起吊，钢丝绳夹角必须大于45°
　　(2) 管桩在施工现场的堆放应按下列要求进行:
　　a) 管桩应按不同长度规格和施工流水作业顺序分别堆放，以利于施工作业。
　　b) 堆放场地应平整、坚实。
　　c) 若施工现场条件许可，宜在场面上堆放单层管桩，此时下面可不用垫木支承。
　　d) 管桩叠堆二层或二层以上（最高只能叠堆四层时）时，底层必须设置垫木，垫木不得下陷入土，支承点应设在离桩端部0.2倍的桩长处，严禁有三个或三个以上支承点，底层最外边的管桩应在垫木处用木楔塞紧以防滚边。垫木应选用耐压的长木方或枕木，不得使用有棱角的金属构件。
　　(3) 打桩施工时，采用专门吊机取桩、运桩。若立桩采用一点绑扎起吊，绑扎点距离桩端0.239L(L为桩长)。
　　
　　
　　
　　（三）管桩的垂直度控制。
　　管桩直立就位后，采用两台经纬仪在离桩架15m以外正交方向进行观察校正，也可在正交方向上设置两根垂直垂线吊砣进行观察校正，要求打入前垂直控制在0.3%以内，成桩后垂直度应控制在0.5%以内。每台打桩机配备一把长条水准尺，可随时量测桩体的垂直度和桩端面的水平度。
　　
　　（四）锤击沉桩。
　　管桩在打入前，在桩身上划出以米为单位的长度标记，并按以下至上的顺序表明桩的长度，以便观察桩的入土深度及每米锤击数。
　　施工时应按下列原则进行锤击沉桩：
　　a．遵循重锤低击原则，第一节桩初打时应用小落距施打，等桩尖入土后，桩的垂直度及平面位置都符合要求，地质情况也无异常后再用较大落距进行施打。
　　b．桩的施打须一气呵成，连续进行，采取措施缩短焊接时间，原则上当天开打的桩必须当日打完。
　　c．选择合适的桩帽、桩垫、锤垫，避免打坏桩头。
　　d．施工时如遇贯入度剧变、桩身突然偏斜、跑位以及与邻桩深度相差过大、地面明显隆起、邻桩位移过大等异常情况时，应立即停止施工，及时会同有关部门研究处理意见后再复工。
　　
　　（五）接桩。
　　1.当管桩需要接长时，其入土部分桩段的桩头离地面50cm左右可停锤开始接桩。
　　2.下节桩的桩头处设导向箍以方便上节桩就位。接桩时上下节桩段应保持顺直，错位偏差不得大于2mm.
　　3.上下节桩之间的空隙应用铁片全部填实，结合面的间隙不得大于2mm.
　　4.焊接前，焊接坡口表面应用铁刷子清刷干净，露出金属光泽。
　　5.焊接前先在坡口圆周上对称点焊６处，待上下桩节固定后，施焊由两到三个焊工同时进行。
　　
　　6.每个接头焊缝不少于两层，内层焊渣必须清理干净以后方能施焊外一层，每层焊缝接头应错开，焊缝应饱满连续，不出现夹渣或气孔等缺陷。
　　7.施焊完毕后自然冷却８分钟方可继续进行，严禁用水冷却或焊好即打。
　　
　　（六）配桩与接桩。
　　1配桩
　　在施工前，先详细研究地质资料，然后根据设计图纸、地质资料预估桩长（桩顶设计标高至桩端的距离）对每条桩进行配桩，同时在每个承台的桩施工前，对第一条桩适当地配长一些（一般多配1.5～2.0m），以便掌握该地方的地质情况，其它的桩可以根据该桩的入土深度或加或减，合理地使用材料，节约管桩。
　　2送桩
　　a. 本工程须送桩2～3m,送桩存在一些不利方面，如由于送桩时桩帽与桩顶之间有一定空隙，因此打桩时此部分不是一个很好的整体，往往使桩容易偏斜和损坏，另外打桩锤击力经送桩器后，能量有所消耗，影响对桩的打击能力。因此送桩不宜太深，且应控制在设计允许的范围内。
　　b.送桩前应测出桩的垂直度，合格者方可送桩。
　　c.送桩作业时，送桩器与管桩桩头之间应放置1～2层麻袋或硬纸板作衬垫。送桩器上下两端面应平整，且与送桩器中心轴线相垂直。送桩器下端面应开孔，使管桩内腔与外界连通。
　　d.打桩至送桩的间隔时间不应太长，应即打即送。
　　
　　（七）收锤标准。
　　根据设计要求，结合度试桩报告、地质资料，当沉桩满足设计贯入度和桩入土深度达到要求时，即可收锤。
　　若沉桩贯入度和桩入土深度达不到设计要求，收锤标准宜采用双控，即当桩长小于设计要求，而贯入度已经达到设计规定数值时，应连续锤击３阵，每阵贯入度均小于规定数值时可以收锤；当沉锤深度超过设计要求时，也应打至贯入度等于或稍小于规定数值时收锤。
　　打桩的最后贯入度应在下列条件下测量：
　　1.桩头完好无损；
　　2.柴油锤跳动正常；
　　3.锤击没有偏心；
　　4.桩帽衬垫和送桩器等正常；
　　5.打桩结束前立即测定。
　　
　　（八）打桩记录。
　　整个打桩过程中，要对每一节桩和每一根桩的施工情况作出如实的记录，对每节桩的编号、桩的偏差和打桩的锤数作好记录。要求记录每一根桩的各节桩的编号和施打日期。对桩长和桩的贯入度记录要清楚。在施工过程中应设专人负责记录。
　　打桩施工记录要按规范要求作好《钢筋砼预制桩施工记录》表，每一焊位、桩长及贯入度记录均应请现场业主代表或监理代表签字后认可。
　　
　　五、 桩基检测及结果分析
　　（一） 动测
　　本工程选区7根桩进行高应变动力检测，采用美国PDI公司生产的打桩分析仪（PDA-PAK）,传感器采用美国PCB公司生产的压电式力传感器和压电式加速度传感器，锤击设备采用83KN落锤，经检测，7根桩均桩身完整。检测桩之一27E-3#（设计单桩承载力标准位为1800KN）检测速度曲线拟合实测力曲线图、计算得到的模拟静压试验的P-S曲线图、实测力与速度时程曲线见下图
　　
　　
　　
　　由以上数据可见，此桩桩身完整无缺陷，单桩承载力检测位为4592KN，符合设计要求。
　　
　　（2）静载
　　本工程选取4根桩进行静载试验，采用砼块压重平台反力装置，加载系统由精密油压表和千斤顶组成，采用慢速维持荷载法，每级加载为最大荷载的1/10，第一级按2倍分级荷载加载，在每一级荷载作用下，桩的沉降量在每小时小于0.1mm，可加下一级荷载。经检测，4根桩均符合设计要求。
　　检测桩之一17C-1#桩成桩参数为：桩径φ500，入土桩长26m，单桩承载力设计值为1800KW，总锤击数为1368击，最后三阵贯入度均为1.1cm/10击，其Q-S曲线如下：
　　
　　17C-1#桩试验结果如下：
　　
　　
　　由以上数据可见，此桩在各级加载过程中沉降稳定，且最终检测值达到3600KN，符合设计要求。
　　
　　 参考资料:《预应力砼管桩基础技术工程DBJ/T15-22-98》