高层建筑预应力管桩施工技术探讨

关键词：高层建筑；预应力管桩；施工 

　　当前，新的建筑施工工艺大量涌现，对高层建筑而言，基础的施工建设尤为关键，其中以预应力管桩基础的应用最为普遍，且其发展的速度和技术也日趋完善，现结识实践经验，就高层建筑预应力管桩施工技术进行粗浅探讨，以供参考。 

　　1预应力管桩施工技术概述 

　　预应力混凝土管桩又分先张法预应力管桩和后张预应力管桩，国内常用的施工方法有静压法、锤击法、震动法、射水法、预钻孔法及中掘法，其中以静压法和锤击法应用最为普遍。选用静压法时，可结合工程地质条件及桩基设计要求合理选择配重，压桩设备应有加载反力读数系统，对预应力混凝土薄壁管桩不宜采用抱压。选用锤击法时，选择桩锤时应考虑桩径、壁厚、打入深度、工程地质条件及桩密集程度等各种因素。因锤击一次，桩身即受到压应力和拉应力的交替作用，因此要考虑到冲击疲劳的影响，有数据表明，28d强度的混凝土在锤击压应力为混凝土强度的75%情况下，锤击800次即破坏，在锤击压应力为45%～57%时，锤击2000次即破坏，因此应确保锤击压应力≤混凝土强度50%才可施工。 

　　2预应力管桩施工要点 

　　2.1测量定位 

　　由专职测量人员在桩位中心打入一根 6.5长30-40cm的细钢筋作为“样桩”，钢筋露出地面部分约5-8cm，并用红漆标注。实践工程中常采用十字形桩尖，为保证桩位准确其桩尖的桩位标定，可用白灰划一与桩径相同的圆圈，以便对中。 

　　2.2压桩机就位 

　　依照打桩顺序，将静压桩机移动至桩位上面，并与桩位对准。利用行走装置（横向行走、纵向行走和回转机）完成静压桩机就位，同时，为避免在施工中发生移动或倾斜现象，应将静压桩机调至水平稳定。 

　　2.3管桩起吊，对中和调直 

　　由吊车将桩转运至打桩机导轨前，若管桩单节长>20m，转运时采用四点吊法，若管桩单节长≤20m，可采用专用吊钩钩住两端内壁直接进行水平起吊。待管桩摆放平稳，套牢捆桩钢丝绳，钢丝绳悬挂位置分别为打桩机的卷扬机主动钩，及吊车主钩，打桩机主卷扬向上先提桩，吊车在后端辅助用力，使管桩与地面基本成45°-6O°角向上提升，当桩被吊入夹桩钳口后，缓缓将桩放下，直至桩尖离地面约10cm为止。接着将桩身夹紧，将压桩机微微调整，确保桩尖对准桩位、并将桩压入土中0.5-1.Om后停止，校正桩身垂直度，待偏差<0.5%时方可正式压桩。 

　　2.4静压成桩。 

　　当桩尖插入桩位后，压桩油缸伸程，待桩入土至0.5-1.Om时再次校正桩的垂直度和平台的水平度，确保桩的纵横双向垂直偏<0.5%。压桩油缸继续伸程，把桩徐徐压下，施压速度应小于2m/min为宜。沉桩过程中要时刻检查桩身垂直度，若桩身垂直度偏差超过l%应及时找出原因并采取相应措施给予纠正，在桩尖进入较硬土层后，切忌采用强行回扳或移动桩架方法进行纠正。 

　　2.5接桩 

　　管桩接桩采用钢端板焊接法。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时沉桩暂时停止，进行管桩接长。方法为先用钢丝刷清理干净接头上的泥土、铁锈等，再将一个特制的接桩夹具扣在底桩桩头上，将待接的上节桩吊入夹具内就位，调直后，在剖口圆周均匀对称点用电焊焊上4～6点，上下节桩固定后将夹具卸掉后再分层施焊，焊接层数应不小于2层，确保每层焊接厚度均匀、饱满、连续，焊接完成需自然冷却8-10min后才能继续沉桩。 

　　2.6送桩 

　　接桩完成并正常施打后，应结合设计及试打桩时确定的各项指标来控制是否采取送桩。送桩前，严禁桩锤的导向脚伸出导杆末端，管桩露出地面高度应以0.3-O.5m为宜。送桩前在送桩器上以米为单位，并按从下至上的顺序标明长度，采用单点吊法通过打桩机主卷扬吊钩将送桩器喂入桩帽，在管桩顶部放置一块厚薄均匀的桩垫，将送桩器下口套在桩顶上，用仪器将桩锤、送桩器、桩三者的轴线调整在同一直线上。送桩完成，及时将空孔回填密实。 

　　2.7检查验收 

　　用笔在桩帽侧壁标示尺寸，单位为cm，高度为试桩标准制定最后每阵贯入度的4～5倍。在不受打桩振动影响的位置上架设好经纬仪架，测量管桩贯入度。最后，用收锤回弹曲线测绘纸绘出管桩的回弹曲线，再从回弹曲线上量出最后三阵贯入度。当采用送桩时测试的贯入度应参考同一条件的桩不送桩时的最后贯入度予以修正。根据设计及试打桩标准确定的标高和最后三阵贯入度来确定可否成桩，满足要求后，做好记录，会同有关部门做好中间验收工作。 

　　3常见问题及防治对策 

　　3.1露桩和短桩问题 

　　出现此问题的主要原因为勘测资料误差较大或勘测精度不够所致，要解决问题首先要从分析地质勘察资料入手，查清原因，如有需要应在持力层起伏变化较大处进行补充勘测。施工中，应通过人工凿桩的方法对露桩进行截桩，即先用钢抱箍抱紧不需截除的桩身端部，再沿钢箍上缘凿沟槽，再行扩大截断，钢筋用气割法切断。短桩需要用高标号砼接桩。 

　　3.2斜桩问题 

　　出现此问题的主要原因为沉桩过程中桩身垂直偏差太大（大于桩长的0.5%）所致，此外，沉桩时遇到大块坚硬障碍物将桩挤向一侧，或是基坑一次性开挖深度太深，使桩的一侧承受土压力太大也会造成桩身弯曲变形，产生斜桩。解决措施为合理布置桩位，尽量减少接桩，接桩要在桩尖穿过硬土层后进行。接桩前先将下段桩顶清洗干净，加上定位板，再将上段桩吊放在下段的端板上，依靠定位板将上下桩段接直，为免温差过大将焊缝裂开，应3-5min后再沉桩。浅部遇障碍物不能排除时，先用钻机钻孔将障碍物钻穿，将桩植入孔内再沉桩。因基坑开挖方法不当或一次性开挖过深造成的斜桩可通过顶桩的措施予以解决。 

　　3.3桩顶位移问题 

　　此问题的原因主要如下：桩数较多，土层饱和密实、桩间距较小，在沉桩时土被挤到极限密度而向上隆起，相邻的桩一起被涌起；软土地施工时沉桩引起的空隙压力将相邻的桩推向一侧或涌起；土方开挖方法及顺序不正，等等。避免措施为不能在沉桩期间同时开挖基坑，需沉桩完成，待两周左右后方可开挖。基坑开挖时要有相应的排水措施，留置边坡，若基坑较深应分层开挖，等。 

　　3.4桩身断裂问题 

　　此问题主要原因为：施工中桩身出现较大弯曲，在集中荷载作用下难以承受抗弯度；桩身在压应力大于混凝土抗压强度时混凝土破碎；桩质量存在缺陷造成桩身局部强度不够，施工时在该处断裂；堆放、起吊、运输管桩中存在不规范操作，等等。对此，施工前应将地上障碍物清楚干净，对每一批桩的质量证明文件和外观质量进行严格检查，为避免加大施工难度，每节桩的细长比以≤30为宜。在初沉桩过程中，若管桩存在不垂直现象应及时纠正，桩打入一定深度发生严重倾斜时切忌通过移动桩架进行纠正。接桩时上下两节桩要确保在同一轴线上。严格按照相关操作规程堆放、起吊、运输管桩，施工中一旦出现断裂桩，应会同设计人员结合工程地质条件、上部荷载及所处的结构部位采取补救方式，必要时可采用补桩方法。 

　　总之，预应力管桩技术具有施工速度快，无噪音、无污染，施工过程中对桩体无震动破坏等优势，在高层建筑基础施工中得到越来越广泛的应用，施工中我们应严把每一个环节，并做好施工质量通病的预防措施，打造精品工程！ 

　　参考文献： 

　　【1】杨子龙.浅析建筑高层预应力管桩施工【J】.科技资讯，2011（7）：89-90. 

　　【2】王晓波，陈晓辰.高层建筑预应力管桩施工技术探究【J】.建筑界，2013（9）：149.