张永建--试论建筑工程预应力管桩基础施工技术要点

试论建筑工程预应力管桩基础施工技术要点

湖南省永安建筑股份有限公司 张永建

摘要：本文结合某建筑工程桩基础实例，对预应力管桩施工工程中静压桩施工技术要点及注意事项进行分析探讨，并提出一些合理化建议，以供同行参考。

关键词：建筑工程；预应力管桩；静压桩 1工程概况

泰平盛世A栋商住楼，由湖南泰平置业发展有限公司投资兴建，湖南第一工业设计研究院设计，位于市区人民路，地上20层，地下1层，建筑高度64.5m，由双住宅塔楼(17层)、及商业裙楼(3层)二部分组成。建筑面积为32046.9m2。工程地质情况：①人工回填土Qml4厚2.2m～4.2m；②全新统冲积层Qal4厚0.6m～3.2m；③全新统海积层Qm4厚0.3m～2.9m；④上更新统冲洪积层Qal-pl4厚1.9m～7.0m；⑤更新统残积层Qel1.1m～23.9m；桩基工程安全等级为一级，静压500mm预应力C80管桩，设计承载力：抗压2800kN，抗拔600kN；极限承载力：抗压5080kN，抗拔990kN。桩端持力层为7-a层的散体状强风化花岗岩，桩长为15m～25m。附楼的桩顶设计标高为6.5m，主楼的桩顶标高为7.5m，局部达9.7m。

2静力桩施工技术操作

2.1压桩顺序。对多于30根的群桩承台应考虑压桩时的挤土效应，应先施压，后压群桩周边较少桩的承台；不同深度的桩基，应先深后浅，先大后小；尽量避免因桩机多次行走扰动地面土层，使地面沉陷；以经济合理、运桩、喂桩方便为原则。本工程分ABCD4个施工区段，A、B区管桩采取逐排压桩，D区(圆形裙房)采取自圆心向周边压桩(螺旋式)，C区的核心筒下的2个承台的桩较密集，每个承台在12.6m×19.2m平面内的桩数为98根，横纵桩距为3.2D、3.6D(D为桩径)，采取由中部向外间隔逐排的压桩方法。

2.2机械选择。压桩机的选型一般按1.2倍～1.5倍管桩极限承载力取值，静压桩机采用抱压式，本工程选用680型、700型2台抱压式桩机。桩机的夹具选择长夹具，保证夹桩时。桩身侧压应力较小，且更易控制桩的垂直度。压桩速度为1.8m／min。桩机的压力仪表按规定送检。以确保夹桩及压力控制准确。送桩杆的长度根据压桩机和送桩长度确定，应考虑施工中有超深送桩。送桩一般宜按理论送桩长度加3m。选用10m和12m送桩杆。

2.3工艺流程。桩位测量定位-桩机就位-吊桩-对中-焊桩尖-压第1节桩-焊接接桩-压第n节桩-(送桩)-终压-(截桩)。 2.4施工准备

(1)场地要求现场的坡度不得大于1/100，地耐力应不小于140kNPm。当桩机上坡时，坡度应控制在10％，上坡时卸掉桩机配重。对桩位处的地面有混凝土地坪及旧有建筑物基础，应予凿除。桩机最小工作半径：桩位中心距周边建(构)筑物应大于1/2压桩机宽度+1.0m，且对建(构)筑物应有保护措施。

(2)管桩堆放管桩进场前应有出厂合格证和检验报告，强度应达设计值的100％。现场堆放不得超过4层。堆放在坚实、平整的场地上，以防不均匀沉降造成损桩，并采取可靠的防滚、防滑措施。

(3)桩位测量定位根据基准点进行放样，将轴线控制点引出6in一8in，做好测量控制网。桩位可打短钢筋并洒白石灰醒目标识。桩位测量允许偏差值：单桩10rain，群桩20mm。 2.5压桩技术

2.5.1桩机就位。桩机移至压桩位置，将桩机调平，并使其夹持器的中心对正桩位中心。 2.5.2管桩就位。桩机安装有吊车，可以利用吊车把附近的管桩吊起来，然后桩机司机把桩机上的夹持箱打开，指挥员下达指令让吊车把管桩轻轻地插入到桩机上的夹持箱里。把管桩下放到地面上，在距离地面10cm位置时停止下放，调整夹持器的夹紧程度，吊车的吊钩也要适当的放松。管桩对中的具体步骤为：先把钢筋制作成大小为@500mm的模具，把模具放在地面上的时候要求其中心跟桩位的中心互相对准，周边也要跟管桩的周边相互对齐。 2.5.3压桩

(1)在整个压桩过程中最重要的是把第1节桩压好，确保压桩的整体质量，在定位以及垂直程度上要严格按照相关的标准进行控制，在压入的过程中，首先要将机台根据机上的水平仪调整成水平状态，与此同时还需要分别在桩机的侧面位置以及正面位置上设置吊线锤或者经纬仪，对下桩的垂直程度进行密切的监控，要求桩身的垂直度出现的偏差最好在0.5%之内。如果压入时桩身的垂直度监测出偏大的现象，需要把已经压入的桩身部分拔出来，按照经纬仪的显示将机台的水平程度进行调整确保桩身的垂直度，与此同时要把本次水平仪上显示的偏差程度记录下来，可以在下次调平时作为参考值，然后再将管桩压入，在压入时需要密切关注压桩时桩身以及压力表出现的变化。

(2)合理的调节配置管节的具体长度，在接桩的时候一定要防止桩尖接近甚至处于硬

持力层上，要求管桩的接头数保持在4个以内。

(3)管桩在终压之后如果出现长度不一致的现象，可能是因为强风化岩面有较大的起伏导致的，对于管桩露出地面的情况，要及时的将其截桩，确保桩顶在地面300mm-500mm以下的位置，避免桩机在行走的过程中将管桩损坏。

(4)在压桩的整个过程当中需要让现场测量工作人员全程的测点测量，确保桩的垂直程度控制在要求范围内。

(5)一旦发生以下现象需要立即停止压桩，并且联系设计和监理等工作人员分析研究，并且采取适当措施解决问题：①桩身突然出现偏斜的现象，并且桩周开始涌水；②压力值减小，沉降量加大；③即使单桩的承载力达到要求，但是压桩的长度不符合规定；④桩身的混凝土出现剥落的情况；⑤根据设计要求的桩长进行压桩，但是压桩力没有达到要求。

(6)压桩完成之后要及时的把高于地面的桩顶截断，避免桩机行走造成桩顶的损坏，对于送桩时留下的孔洞要将其密实覆盖，避免桩机行走的时候造成地面出现沉陷现象。

(7)在整个压桩过程中需要将压桩的时间准确的记录下来，根据施加的压力来判定桩的整体质量以及最大承载能力，如果压力表的读数出现骤然上升或者是降低的现象，需要立即停机分析原因，查看有没有断桩等问题发生。

2.5.4接桩。在接桩时主要利用的是纯度在99.5%以上的CO2气体保护焊，避免出现气孔。在焊接时需要采取防风措施，例如在作业区搭设篷布等。

(1)管桩如果按照相关要求需要接长，要保证入土桩段的桩顶位置在地面上的0.8m-1.0m之间，方便焊接工作。

(2)接桩过程中要求上下桩段保持顺直，偏差要控制在2mm以内。

(3)管桩在进行对接之前，要求上下板的表面清洁干净，坡口处要求有金属光泽。 (4)要求接桩时坡口是\形状态，可以利用延伸率为22%，屈服强度为420Mpa的JM-56型焊丝。施焊时最好要求两个焊工同时对称工作。

(5)焊接层数不得小于3层，内层焊渣必须清理干净后方能焊外层，焊缝应饱满连续。每道焊接接头必须超前引弧以免产生缺陷，根部必须焊透。焊接部分不得有凹痕、咬边、焊瘤、夹渣、裂缝等有害缺陷。表面加强焊缝堆高宜≤1mm，焊接后应进行外观检查，发现有缺陷应返工修整，同一道焊缝返修次数不得超过2次。焊缝应连续饱满，桩端处间隙采用厚薄适当、加工成楔形的铁片填实焊牢。

(6)尽可能缩小接桩时间，焊好的桩接头应自然冷却后才可继续压桩，自然冷却时间不宜少于8min，严禁用水冷却或焊好后立即施压。焊接接桩应按隐蔽工程进行验收。

2.5.5送桩。本工程送桩长度为5.4m～7.0m，局部为9.5m，当桩顶压至接近地面需要送桩时，应测量出桩垂直度并检查桩顶质量，合格后立即送桩。送桩杆的中心与管桩中心线应吻合一致。

2.5.6终压。正式压桩前，根据不同的桩机需分别对不同的桩型进行试压桩，确定压桩的终压技术参数为：以压桩力为主要控制指标，有效桩长为参考参数。根据桩机类型，终压分持荷复压和非持荷复压，680型桩机终压值为18MPa(5212kN)，复压3次，总沉降量不超过10mm；700型桩机的终压值为20MPa(5540kN)，复压2次，间隔5min，每次持荷5s，总沉降量不超过10mm。，

2.5.7截桩。桩头截除应采用锯桩器截割，严禁用大锤横向敲击或强行扳拉截桩。桩顶标高偏差不得大于10mm。锯桩器为自制分抱箍和电动切割机2个部分，抱箍为2个半圆形抱箍通过螺栓连接，抱箍为2块钢板和横向短筋连接，钢板上均布钻孔，以固定切割机用。电动切割机通过螺栓连接固定在抱箍上，通过手柄，进行割桩工作，割桩时需加水，操作时需更换几个方向。

3在静压桩施工过程中控制质量的主要注意事项

(1)管桩在进场时需要进行细致的检查和验收，确保管桩的质量。在使用之前要对所有管桩的外观包括桩身的裂缝以及端板等进行细致的检查。在吊运管桩时需要慢慢吊起再轻轻放下，防止出现剧烈的擦碰现象。要求把进场的所有管桩按照长短堆放整齐，垫木不得使用金属构件，最好使用比较耐压的枕木。在堆放管桩超过2层后，需要指令吊机进行取桩，不得出现拖桩现象。如果管桩堆放没有超过2层，取桩时可以拖拉，不过拖地的位置要求放置废轮胎等具有弹性的材料进行保护。

(2)在压桩时，需要全程监测建筑物的变形情况，并且做好相关的记录。

(3)对于群桩承台压桩的情况，要考虑到挤土效应。在开挖土方的时候需要从四周均匀开挖，挖到中间比较密的土方时，需要利用小型反铲作业，以此来均匀的挤土应力释放出来。

(4)在该工程中由于孤石比较多，需要将孤石的大小以及位置等提前勘探。对于小孤石来说也可以适当的利用送桩杆来进行引孔作业。

(5)配装计划要按照相关的地质调查报告以及工程施工中的实际情况来确定，而且还要把同一个承台的桩接头适当的错开。

(6)保证第1节桩在入土的时候垂直偏差程度不要超出0.5%，桩身的垂直程度偏差不超出1%。

(7)对静压桩的桩位进行复核时，往往都是土方开挖之后开始的，但是如果土方开挖过程中没有将桩进行保护，会对桩位造成很大的影响。由于土体的反弹作用，土方开挖工作需要在压桩完成之后的2周开始，需要注意分层均匀的开挖作业，一般要把粘土质土和淤泥质土的开挖深度分别控制在1.5m-2.5m以及0.5m-1.5m左右的范围之内。

(8)在连接管桩和承台的时候，要在桩芯里填入钢筋混凝土，把锚筋伸入承台的内部。压桩完成后预留的孔洞可以用小木板等覆盖住，避免桩机在行走时将土石碰撞掉在管芯里，给以后的清理带来麻烦。 4结语

工程结束后，对556根管桩其中的6根抗压桩和3根抗拔桩实行的静载试验，均符合设计要求。对134根桩进行高应变动测检验，检验结果1O1根符合I类桩，33根为Ⅱ类桩。桩基工程质量合格。桩基设计时宜选用标准管桩，选用非标品，将给采购、配桩、机械选择带来困难。对孤石较多处宜采取补勘措施，减少废桩和补桩，降低工程造价。合理堆放管桩，减少二次搬运；合理安排桩机的行走路线，提高桩机的工效。压桩后的留孔宜用小木板进行覆盖，以免桩机行走或土方开挖时土石落入管芯内，造成以后清理困难。

参考文献：

[1]邓建军.浅谈预应力管桩施工质量控制[J].建筑安全，2009，(07).

[2]鲍小会.高层建筑深基础之预应力管桩的施工技术探讨[J].中国建设信息，2011，(03).