先张法预应力混凝土管桩是一种新型的建筑工程基础用桩，它具有工业化生产程度高、质量稳定、性能可靠、结构强度高、抗弯抗裂性能好、可贯入性好、耐锤击、耐抱压、穿透力强、单桩承载力高、单位承载力造价低、设计选用范围广，便于拼接、施工工期短、施工方便、文明等特点，特别是静压法施工无噪音、无污染，非常适合在城市中心和居民区内施工，符合绿色环保施工要求。它广泛应用于工业与民用建筑、港口码头、道路、桥梁等基础工程。本文笔者结合某教学楼桩基工程为例，介绍预应力混凝土管桩的施工方法，论述了施工中应注意的事项及桩的质量控制。

 

　　1、工程概况

 

　　某商住楼总建筑面积30750m2，框架结构，十一层，建筑物总高度40.50m。基础采用静压预应力钢筋混凝土管桩(桩径为Ф500、壁厚125mm、AB型)，设计桩长55～68m，桩身混凝土强度设计等级大于或等于C80。总桩数460根，设计单桩坚向承载力特征值为1800KN。基础采用群桩上分组承台。

 

　　由于本工程位于江门市蓬江区，根据工程地质勘探报告。地质情况如下：地面以下2.7-10.60m为人工填土(素填土)；第2层为第四系海陆交互相沉积层，以深灰色淤泥为主，厚度20.50-45.25m；第3层为第四系冲积层，以粉质粘土为主，厚度1.75-16.10m；第4层为第四系残积层，主要由粉粒和粘粒组成，厚度3.2-12.10m；第5层为花岗岩，其厚度1.50-19.96m，第5层为桩端持力层。

 

　　2、先张法预应力管桩的质量检测

 

　　2.1静载检测

 

　　该商住楼桩基工程，共做了静载检测十六组，其中五组为试桩检测。要求加载到极限破坏，找出桩的极限承载力。工程桩检测做了11组，要求加载至1800kN即停止。整个抽检数符合规范要求。检测方法采用：试验加载反力装置，加载由油压千斤顶进行，反力由压重平台及配重提供。沉降量由5cm的百分表测量，荷载由油压表测量。各检测桩采用分级加载，定时观测，根据绘出的Q—S曲线和S—lgt曲线看，当试桩加载至第10级，1800kN时沉降量稳定，曲线平缓，继续加载第11级时，曲线突变、下滑，说明5组试桩的单桩竖向极限承载力为1800kN，单桩竖向承载力特征值为900kN。设计方案符合实际地质情况。11组工程桩检测结果，当加载至1800kN时绘出的Q—S曲线，S—lgt曲线属平缓型，说明工程桩单桩竖向极限承载力不小于1800kN，单桩竖向承载力特征值不小于900kN。完全满足设计规范标准。

 

　　2.2桩体低应变动测

 

　　该楼低应变动测采用KP1600型多功能动测分析系统，38B235型加速传感器，室内资料采用FOUNOER586微型计算机进行，共检测113根桩。以实测波形及有关资料分析，其中I类桩110根，占总检测桩数的97.3%。II类桩3根，占总检测桩数的2.7%，检测结果桩身完整度符合规范要求。

 

　　3、静压预应力混凝土管桩施工工艺

 

　　3.1静压桩机选择：根据设计荷截和地质报告情况，配足额定重量，该工程选用ZYB700C液压静力沉桩，最大压桩力7000KN，压桩速度2.6-5.9m/min。

 

　　3.2施工程序：测量定位→桩机就位→复核桩位→起吊插桩→压桩→接桩→再静压沉桩→送桩→终止压桩→桩质量检验→切割桩头→填充管桩内的细石混凝土。

 

　　3.3管桩的施压：

 

　　(1)正式施工前必须先压2根试验桩，以确定其贯入度及桩长并校验压桩设备，施工工艺及技术措施是否符合要求。

 

　　(2)压桩的顺序应根据场地的地形，地质桩基的设计布置密集程度以及压桩机移动方便等因素来决定。

 

　　由于本桩基工程建筑面积大且桩数较多，将基桩分为三段压桩，再各段范围内分别进行。对于多桩台，压桩顺序由中央向两边或从中心向外施压，不得逆方向进行。由于本工程地面层均为回填土，在桩基施工时，应避免沿单方向进行，以免地基向一边积压，造成压入深度不一，地基挤密程度不均。

 

　　(3)压桩机的安装，必须按有关程序或说明书进行。压桩机的配重应平平衡配置于平台上。压桩机就位时应对准桩位，启动平台支腿油缸，校正平台处于水平状态。

 

　　(4)启动门架支撑油缸，便门架作微倾15mm。以便吊插预制桩。

 

　　(5)起吊预制桩，先栓好吊装用的钢丝绳及索具，然后应用索具捆绑住桩上部约500mm处，启动机器起吊预制桩，使桩尖垂直对准桩位中心，缓缓放下插入土中。恢复门架在桩顶扣好桩帽可卸去索具桩帽与村周边应有5-10mm的间隙，桩帽与桩顶之间应有相适应的衬垫，一般应采用木板，其厚度为100mm左右。

 

　　(6)稳桩和压桩：当桩尖插入桩位扣好桩帽后，微微启动压桩油缸，当桩入土至500mm时，再次校正的垂直度和平台的水平度，保证桩的纵横双向重直偏差不得超过0.5%，然后启动压桩油缸，把桩徐徐压下控制施压速度，一般不宜超过2m/min。

 

　　(7)压桩应连续进行，同一根桩的中间间歇时间不宜超过半小时。

 

　　(8)稳压：当压桩力已达到两倍设计荷载或桩端已达持力层时，应随即进行稳压。当桩长小于15m或粘性土为持力层时应取略大于1.65倍设计荷载作为最后稳压力，并稳压不少于5次，每次1min；当桩长大于15m或密砂土为持力层时，应取1.65倍设计荷载作为最后稳压力，并稳压不少于3次，每次1min，并测定其最后三次稳压时的贯入度。

 

　　(9)压桩施工时，应有专人并配备自动记录设备做好施工记录，开始压桩时应记录桩每沉下1m油压表压力值，当下沉至设计标高或两倍于设计荷载时，应记录最后三次稳压时的贯入度。

 

　　3.4管桩的接桩和切割

 

　　(1)桩头应与管桩围焊封闭，焊缝厚度6mm，焊好后的桩接头应自然冷却后方可继续施压。自然冷却时间不宜少于8min，严禁用水冷却或焊好后即打，以免焊缝接口变脆而被打裂。

 

　　(2)接桩时，其未入土部分桩段的桩头宜高出地面0.5～1.0m。

 

　　(3)管桩对接前，上下端板表应用铁刷子刷干净，坡口处应刷至露出金属光泽。焊接时先在坡口周围上对称点焊4-6点，待上下桩节固定后拆除导向箍再分层施工焊，施焊由两个焊工对称进行。焊接层数不得少于两层，内层焊必须清理干净后方能施工焊外一层，内外层焊位置应错开，焊缝要饱满连续。

 

　　(4)截桩：现场共有125根桩需截桩，采用锯桩器截割，严禁用大锤横向敲击或强行扳拉截桩。

 

　　3.5质量检验与试验

 

　　(1）施工时必须对每根桩做好记录，内容包括桩位编号图、每根桩的压桩记录、桩的节数、每节长度最后稳压时的贯入度提交有关部门检查及验收。

 

　　(2)对施工完毕的桩，根据有关规定进行检测，其中基桩坚向抗压静载试验，共检测5根桩，综合评定，桩极限承载力Qu≥3600KN；基桩反射波法检测，抽取149根进行试验，检测结果为本工程桩身检测完好，判定均为Ⅰ类。

 

　　4、管桩施工常见施工质量问题的预防措施

 

　　4.1桩身断裂

 

　　（1)对桩身质量进行全面检查，测量管桩的外径、壁厚、桩身弯曲度等有关尺寸，并详细记录，发现桩身弯曲超过规定或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用。桩的堆放、吊运应严格按照有关规定执行。

 

　　（2)在稳桩过程中如发现桩不垂直应及时纠正，桩压入一定深度发生严重倾斜时，不宜采用移架方法来校正。接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上，接头处应严格按照规程操作。

 

　　（3)施工前应对桩位下的障碍物进行清理，必要时对每个桩位用钎探了解。

 

　　（4)应保证施工场地平整坚实，有排水措施，在机台行走或施压过程中保持机身平稳不晃动。

 

　　4.2桩顶位移

 

　　（1)施工前应对桩位下的障碍物进行清理，对桩构件要进行检查，发现桩身弯曲超过规定或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用。

 

　　（2)在稳桩过程中，如发现桩不垂直应及时纠正，接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上，接头处应严格按照规程操作。

 

　　（3)采用井点降水、盲沟等降水或排水措施。

 

　　（4)沉桩期间不得开挖基坑，沉桩完毕后相隔适当时间方可开挖，相隔时间应视具体地质情况、基坑开挖深度、面积、桩的密集程度及孔隙水压力消散情况来确定。

 

　　4.3沉桩达不到设计深度

 

　　发生管桩沉不下去时，应详细查明工程地质情况，正确选择持力层或标高，合理选择施工方法及压桩顺序，冷静分析原因，找出对策才能继续施工。

 

　　5、结束语

 

　　该商住楼桩基工程施工总体比较顺利，通过检测，桩基的合格率达到100%，优良率达到97%，从成本上算比灌注桩节省投资35%左右，工期是灌注桩的50%左右，它是在复杂地基土中进行静压预应力混凝土管桩的一个成功案例。

 

　　参考文献

 

　　[1]毛鹤琴主编.土木工程施工(第2版).武汉：武汉理工大学出版社，2004.7

 

　　[2]中国建筑工业出版社编.现行建筑施工规范大全(修订缩印本).北京：中国建筑工业出版社，2005