浅议预应力混凝土管桩锤击法施工技术

2011-08-15张彬

山西建筑 2011年1期

张彬

近两年，随着盘锦地区高层建筑，尤其是高层住宅的迅速发展，预应力混凝土管桩得到了越来越多的应用。预应力混凝土管桩是采用先张法预应力和混凝土离心成型工艺，经过蒸压养护而制成混凝土预制构件。通过锤击或静压的方法沉桩而作为建筑物或构筑物的基础。其中，锤击法因具有施工灵活，桩机对地基耐力要求较低，进退场容易，施工进度快，效率高，操作方便，地层穿透性良好等特点而被广泛采用。根据市场调查，目前在盘锦地区管桩施工中，锤击法约占 70%～80%。

1 混凝土管桩的特点

1)单桩承载力高。φ600的管桩，单桩承载力可达 2 500 kN～3 000 kN。2)适用范围广。桩身的防腐性能好，单桩可接长任意长度，不受施工机械能力和施工条件局限。容易布桩，对桩端持力层起伏变化大的地质条件适应性强。3)施工进度快，工效高，工期短。4)成桩质量可靠。由于采用预制方式生产，质量容易控制。沉桩后桩长和桩身质量可用直接手段进行监控。5)桩身耐锤击和抗裂性、抗弯性能好，穿透力强。6)造价低。单位承载力价格比预制混凝土方桩和钻孔灌注桩都低，更低于钢桩，仅为钢桩的 1/3～1/2。

2 施工工艺及其要点

锤击法主要施工工艺流程为:准备工作→测量定位→打桩机就位→插桩→桩身对中调直→打桩→接桩→再打桩至结束。

2.1 桩锤的选择

选择桩锤必须充分考虑桩的形状、尺寸、重量、入土长度、结构形式以及土质、气象等条件，尤其是地质条件。桩锤的夯击能量必须克服桩的贯入阻力，包括克服桩尖阻力、桩侧摩阻力和桩的回弹产生的能量损失等。目前，盘锦地区多采用蒸汽锤和柴油锤。

2.2 测量就位

根据桩位平面图、总平面图等进行桩位放样。其放样误差对单排桩不大于 10mm，群桩不大于 20mm。同时桩位应逐一编号，确保桩位的正确性。

2.3 插桩及桩身垂直度控制

桩打入过程中，进行修正较为困难，因此，桩就位时应正确安放。桩插入地下时，要尽量保持位置、方向正确。同时保持桩身垂直可避免打桩时因偏心受压而使桩身破坏，而且，成桩后的垂直度也易保障。因此，开始时要轻轻打下，认真检查，若有偏差及时纠正，必要时拔出重打。

桩身垂直度偏差不得超过 1%，可用两台互成 90°的经纬仪进行控制。经纬仪设置在不受打桩影响位置处，一般可距桩机 20m处，并应经常加以调平，使之保持垂直。

2.4 打桩

首先要选择合理的打桩顺序。打入桩属于挤土桩，桩体对土体有横向挤密作用，先打入的桩可能因此产生偏移桩位、被垂直挤出等现象，而后打入的桩体又难以达到设计标高。因此，应根据桩的几何尺寸、桩距等因素正确选择打桩顺序。当桩布置较密，即桩距 s≤4d(d为桩边长或直径)时，可采用自场地中间向两个方向或四周对称施打。当桩布置较稀，即 s＞4d时，可采用从两侧同时向中间打，或逐排施打，或分段施打。其次是宜采用“重锤低击”。此种方法所得的冲量小、动量大，而桩锤对桩头冲击小，因而回弹小，大部分能量都可以用来克服桩身与土的摩阻力和桩尖的阻力，因此，桩能较快的打入土中，且桩头不易损坏。再加上落距小，锤击频率可提高，打击效率也高。一般开始打桩时，先选择较小的桩锤落距，一般为 0.5m～0.8m，以保证桩能正常沉入土中，待桩沉入土中 1m～2m，提高落距连续锤击，直至打到标高。第三，每根桩应连续一次打完，不要中断。因为在打桩过程中，出现一定时间的停顿或停止时间，打桩的阻力常常大幅度增长，从而增加打桩难度和破坏的几率。最后，打桩是隐蔽工程，应详细地做好记录。采用蒸汽锤和柴油锤，开始打桩时，应测量记录桩身每沉入 1m所需锤击数及桩锤落距的平均高度，当桩下沉接近设计标高时，应实测 10击的桩入土深度。

2.5 接桩

当设计桩长过长时，由于受桩架和运输机械限制，通常将桩分节预制，再逐节沉桩，因此各桩节间需连接起来。桩的连接可采用焊接和法兰连接。当下节桩打至桩顶离地面 1m左右时，即可进行焊接法接桩施工，吊起上节桩垂直对准下桩后，下落上节桩，经检查位置正确后，再由两人同时按对角对称的方法进行施焊，且应保证焊缝连接饱满。法兰法接桩施工时通过法兰盘用螺栓连接上、下节桩，接桩速度快。预应力钢筋混凝土管桩多用此方法。