小议高层建筑预应力管桩施工技术

【关键词】高层建筑；预应力；管桩施工

　　1.预应力管桩概况

　　目前城市建设中高层建筑越来越普遍，且越来越密集，预应力混凝土管桩基础由于自身的特点，在市区高层建筑基础中所占的比重越来越大。

　　预应力混凝土管桩可分为后张预应力管桩和先张法预应力管桩。预应力管桩沉入土中的第一节桩称为底桩。底桩下端部都要设置桩尖。管桩桩尖形式主要有三种：十字型、圆锥型和开口型。如果桩尖封闭，当桩沉入土层中后，桩身内腔在电灯和手电光的照射下一目了然，因此可用目测法检查成桩的桩身质量，并用直接量测法复测沉桩长度。

　　预应力管桩沉桩方法有多种，在我国国内施工过的方法有：锤击法、静压法、震动法、射水法、预钻孔法等，而以静压法用得最多。由于柴油锤打桩时震动剧烈、噪音大，为适应市区施工需要，我国各地开发并采用了大吨位的静力压桩机施压预应力管桩的工艺，静力压桩机可分为顶压式和抱压式，抱压式是桩机的夹板夹紧桩身进行沉桩，大吨位静力压桩机的出现大大推动了预应力管桩的应用和发展。

　　2.预应力管桩的特点和作业条件

　　2.1预应力管桩的特点

　　预应力混凝土管桩，系采用先张法预应力工艺和离心成型法，制成的一种空心圆柱体细长混凝土构件，主要由圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成。预应力混凝土管桩的特点：单桩承载力高，桩端承载力可比原状土提高80%-100%；设计选用范围广，单桩承载力可从600KN—4500KN，既可适用于多层建筑，也可用于50层以下的高层建筑；桩运输吊装方便，接桩快速；桩长度不受施工机械的限制，可任意接长；桩身耐打，穿透力强，抗裂性好，其单位承载力价格仅为钢桩的1/3—2/3。预应力混凝土管桩适用范围：适用于粘性土、粉土、砂土等土层。

　　静力压桩是采用静力压桩机将桩分节压入地基土层中成桩。自动化程度高，行走方便，运转灵活，桩位定点精确，可提高桩基工程质量；施工无噪声、无振动、无污染；本工艺适用于软土、填土、一般粘性土层中，以及居民稠密和危房附近环境保护要求严格的地区进行施工。锤击桩与静力压桩相比，锤击桩打桩时震动，噪声和挤土量大。但是，锤击桩施工速度快，打桩机相对较轻，对场地的承载力要求低。因此，能够满足部分场地的实际情况。锤击桩适用于粘性土、粉土、砂土等土层。

　　2.2管桩施工作业条件

　　施工前应对工程地质资料、桩基施工平面图、桩基施工组织设计进行审核，对施工人员进行了技术、安全和文明施工的交底。施工用电已接至现场，场地已平整压实，能保证压桩、打桩机械在场内正常运行。雨期施工，需做好排水措施。

　　桩基的轴线桩和水准基点桩已设置完毕，并经过复查办理了签证手续。每根桩的桩位已经测定，用小木桩或钢筋条（一端系上标示带）打好定位桩，并用白灰做出标志。已选择和确定桩机设备的进出路线和压桩顺序。检查压桩或打桩机械设备及起重工具，铺设水、电管线，进行设备架立组装。在桩架上设置标尺或在桩侧面画上标尺，以便能观测桩身入土深度。检查桩的质量，将需用的桩按平面布置图堆放在压桩或打桩机附近，不合格的桩另行堆放退货。施工前先进行试桩施工，以确定压桩或打桩技术参数，校验压桩或打桩设备性能和施工工艺及技术措施是否符合要求。

　　3.施工工艺与技术

　　3.1试桩

　　在正式施工前，必须先进行试桩，并且请勘探单位和设计单位参加，试桩数量应在整个场区范围内多点选择，至少三根，以便真实确定地质情况和桩的承载力，并且可以预防部分施工中出现的问题，如配桩、桩机状况、沉桩顺序等。经过试桩后，根据实际情况，还可以对设计作出调整，比如设计桩长过于保守，可以调整桩长为建设单位节省造价。

　　3.2施工要点

　　当采用静压桩机时，压桩机安装必须按有关程序和说明书进行。压桩机的配重应平稳配置于平台上。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。当管桩桩尖插入桩位后要用两台经纬仪或线锤在两个成90度的侧面观察，调整好桩的垂直度，微微启动压桩油缸，待桩入土至50cm时，再次校正桩的垂直度和平台的水平度，使桩的纵横双向垂直偏差不超过0.5%。然后再启动压桩油缸，把桩徐徐压下，控制施压速度不超过2m/min。沉桩过程中应经常检查桩身垂直度，若桩身垂直度偏差超过1%时，应找出原因，并设法纠正，当桩尖进入较硬土层后，严禁用移动桩架或强行回扳方法纠正。

　　桩的接头采用钢端板焊接法。在桩端头埋设端头板，四周用一圈坡口进行电焊连接。当底桩桩头露出地面0.5～1.0ｍ时，即应暂停沉桩，进行管桩接长。方法是先将接头上的泥土、铁锈用钢丝刷刷净、再在底桩桩头上扣上一个特制的接桩夹具，将待接的上节桩吊入夹具内就位，调直后，先用电焊在剖口圆周上均匀对称点焊4～6点，待上、下节桩固定后卸去夹具，再由两名焊工对称、分层、连续的施焊，焊接层数不小于2层，焊缝应饱满连续，待焊缝自然冷却8～10min，始可继续沉桩，严禁用水冷却或焊好后立即施打。

　　当压桩力已达到两倍设计荷载或桩端已到达持力层时，应随即进行稳压。桩长大于15m或密实砂土为持力层时，宜取2倍设计荷载作为最后稳压力，并稳压不小少3次，每次1min。测定其最后各次稳压时的贯入度。沉桩过程中出现贯入度反常、桩身倾斜、位移、桩身破损等异常情况应立即停机压桩，待查明原因，进行必要处理后方可继续施工。

　　当采用打桩机施工时，首先启动门架支腿油缸，使门架作微倾15°，以便吊插管桩。起吊管桩时先拴好吊装用的钢丝绳及索具，然后应用索具捆绑桩上部约500mm处，起吊管桩，使桩尖垂直对准桩位中心，缓缓插入土中，回复门架，在桩顶扣好桩帽，卸去索具，桩帽与桩顶之间应有相适应的衬垫，一般采用硬木板，其厚度为100mm左右。桩在打入前，可在桩的侧面画上标尺，以便在沉桩时记录入土深度。桩锤、桩帽和桩身要控制在同一轴线上，桩的垂直度偏差小于L/100，可采用2台经纬仪或吊锤成90°角跟踪观测控制，经纬仪或吊锤应设置在不受打桩影响处，并经常加以调平，使之保持垂直。由于桩打入过程中修正桩的角度较困难，因此就位时应正确安放。第一节管桩插入地下时，要尽量保持位置方向正确。开始要轻轻打下，若有偏差应及时纠正，通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整，必要时要拔出重打。