某项目静压预应力管桩施工技术分析

2014-03-20唐开清

河南建材 2014年3期

关键词：压桩管桩静压

唐开清

厦门海沧城建开发有限公司（361026）

某项目静压预应力管桩施工技术分析

唐开清

厦门海沧城建开发有限公司（361026）

随着工程技术的不断提高，预应力管桩施工技术得到广泛应用和发展，这里对某项目预应力管桩施工的质量控制进行论述。

静压；静压预应力管桩；施工技术

由于静压桩施工具有低噪声、无振动、无污染、施工快等特点，随着建筑业的蓬勃发展，静压预应力管桩在工程上得到了应用。预应力管桩由原来的低压桩力、小规格管桩发展到目前高强度、高压桩力、大规格的管桩，静压管桩的应用更加广泛，在大中型城市高层建筑工程中得到普遍应用。

1 工程概况

某项目位于厦门市海沧新阳区,上部为6栋11～15层小高层住宅、店面，下部设1层地下车库、设备用房、战时人防，地上总建筑面积45 243.76m2，地下建筑面积7 583.08m2,总建筑面积52 826.84m2。建筑桩基安全等级为二级，共有664根PHC500-125-A管桩、374根PHC400-95-AB管桩，抗压承载力分别为2 000 kN和1 000 kN，抗拔承载力为350 kN。桩长为32～36m，桩顶端受力层是全风化或强风化花岗岩。标高±0.000相当于黄海高程7.400。

工程地质情况如下：人工回填土3.2～10.0m；淤泥质黏土Q4al0.9～1.2m;砂粉质黏土、含泥中粗砂Q3al+pl11.5～16.5m；残积砂质黏性土Qel8.6～17.5m；全风化、强风化花岗岩r510～18.5m。

2 施工技术

2.1 静压管桩压桩顺序

对于群体桩承台,把挤土的反应也考虑在内，要先施压，然后压群体桩周围少数桩的承台；对于高低不同的桩基，按照先大桩后小桩、先深桩后浅桩的次序，尽可能地减少因为桩机不停走动给地面土层带来的扰动，防止地面下沉；要方便喂桩、运桩，经济合理。这个工程分成了3个工作区域，分别为4#楼、7#楼及地下室区域，均采用一排压桩完再下一排的逐排压桩法。

2.2 压桩机的选择

压装机的选择一般按1.2～1.5倍管桩极限承载力取值，静压桩基采用报压式。本工程使用的压桩机是700型和680型静压桩机。桩基的夹具选择长夹具，保证夹桩时，更容易控制桩身的垂直度。压桩的速度控制在每分钟1.8m。为了保证压力和夹桩的准确性,桩机上的压力表按照规定定期送检。压桩机送桩长度决定送桩杆的长度，考虑到压桩过程中出现超过规定的送桩，所以要选择10m和12m的送桩杆，比理论的压桩杆长出3m。

2.3 压桩机的流程

施工前的准备→桩机的定位和测量→压桩机就位→吊桩→对中→焊桩尖→压桩→送桩→最终压桩→截桩。

2.4 施工前的准备

1）施工现场的要求：施工现场地面的水平度要小于1度，地面耐力要大于140 kN/m2。要铲除桩位周围旧建筑物的地基和混凝土地面。压桩机要求的工作半径以压桩位置为中心,四周建筑物要大于1/2桩机宽度+1.0m,而且要提前保护好周围的建筑物。

2）管桩的要求：管桩要有厂家的出场检验报告和合格证明，并且达到标准强度的百分之百才可以进入施工现场。对管桩的外观、桩径、长度、壁厚、桩身弯曲度、桩端头板的平整度、桩身强度以及桩身上的材料标志等按规范进行验收，把好材料进场验收关。施工场地内管桩的堆放要少于4层。管桩堆放在平坦、坚硬的地面上，防止因为地面问题造成管桩损坏，还要做好防滑、防滚工作。每批管桩进场验收合格后均进行长度编号，以保证进场桩数量与实际压桩量一致。

3）桩位的定位和测量要求：放样要依照基准点，拉出6～8m的轴线控制点，把控制网做好以方便测量。桩位要做好明显的标志，桩位的测量可以有少许的偏差，单桩的偏差要保持在10mm以内，群桩的偏差要保持在20mm以内。

2.5 压桩要求

2.5.1 压桩机就位

将压桩机移动到需要压桩的位置，并保持水平，让桩位与压桩机夹具的中心相互对准。

2.5.2 吊桩

吊车吊起附近的管桩，在把管桩插入压桩机的夹具时，指挥人员指挥吊车缓缓地把管桩放进夹具中，压桩机师傅要适时打开夹具的夹口。在距离地面10 cm处时要停止放下管桩,夹具要夹紧管桩，放松吊钩。夹具的压力要小于5mPa，而且要逐次增加压力。中心法：在地面上放置Φ50 cm的钢筋模具，桩位和模具要中心相对，而且模具和管桩周边也要对齐，微微提升管桩，焊接桩尖，现场均使用十字型桩尖。

2.5.3 压桩

1）整根压桩的好坏在于是否压好第一节桩，严格要求管桩的角度和定位。管桩压入时，首先依据压桩机的水平仪把压桩机调到水平位置，其次一定要在压桩机的前方和左右两侧放置吊线锤或者经纬仪，时刻监控着管桩压入时与水平面是否保持90度，管桩垂直度偏差要小于0．5%。如果管桩垂直度偏差大于0．5%，必须吊起压入的管桩，依据经纬仪的显示调平压桩机使管桩垂直，并且记录经纬仪的数值，作为下一次调平的数值。再次压入管桩，时刻注意压入时压力表和管桩的变化。若出现异常倾斜和偏移马上找到原因并纠正，确定压桩角度没有异常时，便可以逐渐增压。

2）管节的长短要分配合理，在接桩时使桩尖远离硬持力层。管桩的接头为2个，处于同一个承台的接头彼此间错开。

3）强风化岩面起伏变化大，也会使最终压入后的管桩高低不一,这就要进行接桩或者截桩。对于高出地面的管桩要及时截桩,截至水平面下30～50 cm，防止压桩机来回走动给管桩带来损坏。对于低于水平面的管桩,要等到以后挖开土地再采取接桩，根据接桩的长短采用周围挖土接桩,或者人工挖孔等。本工程共16个承台桩出现异常，经报设计处理，需要接桩的数量为21根。

4）为了确保管桩的垂直度，压桩过程中工作人员应不停地测点测量。

5）压好桩后及时砍除高出地面的管桩，禁止工作现场的机械碰撞桩头。砍桩后地面留下的孔洞要及时填好，防止压桩机走后导致地面沉陷。认真记录压入管桩所使用压力的读数和压桩的时间，以此判定管桩的承受力和质量。

2.5.4 接桩

工程中接头使用的是二氧化碳保护焊，二氧化碳纯度要高于99．5%，否则会产生气孔或者焊缝机的性能下降。篷布防风措施要提前做好。接桩示意图如图1。

图1 接桩示意图

1）在给管桩增加长度时，管桩的桩头高出水平面80～l00 cm，方便接桩的顺利进行。

2）接桩前，两桩对接面用铁刷子刷洗至露出金属光泽。

3）接桩时两桩中心对齐，错位偏差控制在0．02 cm以内。

4）接桩是“U”形坡口,使用JM—56型的Φ215焊丝。焊接时先在坡口对点焊4～6点，然后分层焊接，并由两个焊工对点焊接。

5）焊接层数多于3层，外层焊接前清理干净内层的焊渣，焊缝连续充实。每道接头提前引弧防止缺点的产生，根部焊透。焊接的位置不出现焊渣、焊瘤、裂缝等对接头有害的缺点。加强焊缝不可以堆高超过1mm。焊接后应对外表进行检查，如有缺点重新修整。

2.5.5 压桩

工程中压桩长度为30～34m，在管桩顶压至水平面并且还要送桩时，检查管桩顶质量，测量管桩与水平面的垂直度，合格以后方可送桩。管桩与送桩杆中心线应吻合。

由于现场地质情况复杂,场地内约有10m厚的人工填土还有大小各异的石块等回填物。场地下15～25m深度范围内有砂质黏性土，主要是由花岗岩原地风化残积而成，原岩结构可掰，干强度及韧性中等，呈硬塑状态。在试桩及4#楼刚开始压桩阶段尚为顺利，但在随后的压桩过程中多处配桩2节约10～15m、配桩3节约20余米时，出现桩基压力表的指数忽然升高、降低现象。后经初步判断可能遇见了地下障碍物，主要是为较厚的砂层，厚度大而无法顺利穿透，导致桩身断裂，无法施压。针对此种地质情况，及时召开设计、地勘等参建单位专题会议，根据施工现场出现的异常情况，在各方分析研究的基础上，提出了相应的解决方案：使用步履式长螺旋钻机引孔设备,这种设备能360°自由旋转,自动式起架，采用三环动力头提供转速引孔，将场地下约22m深度范围内存在的砂层穿透，边引孔边跟进压桩。经大面积引孔，虽然施工进度受到了一定影响，但解决了无法压桩问题，保质保量地完成了施工任务。

2.5.6 最终压桩

压桩主控制参数为压桩力，参考参数为有效桩长。PHC500-125-A管桩终压力为4 200 kN，PHC400-95-AB管桩终压力为2 300 kN。依据不同的压桩机，经3次复压，总体沉降量少于4 cm。

2.5.7 截桩

桩头的截除禁止使用大锤强行敲击管桩，应使用锯桩器切割。管桩的标准高度偏差小于0.1m。锯桩器由电动切割机和抱箍组成，抱箍由两个螺旋的半圆连接，钢板上均布钻孔，钻孔用来固定切割机。电动机切割机也螺旋连接在抱箍上，使用手柄截割桩头，割桩时要多换几个方向并不时加水。

3 静压预应力管桩施工质量控制要点

1）加强管桩进入施工现场的验收。管桩在使用前要进行桩身、桩板、裂缝等外观检查。管桩的垫木要使用耐压的枕木，不能使用金属构件。进入施工现场的管桩要按长、短分开摆放整齐，调运要轻拿轻放，防止猛烈的碰撞。管桩堆积大于2层时，要使用吊机进行取桩，不可以拖桩。堆积少于2层时，可以用有弹性的材料进行保护然后拖拽。

2）在压桩过程中，要认真观察四周建筑物是否变形，做好记录。

3）本工程的孤石较多，对有孤石桩位采取补勘措施，探明孤石的大小、位置。对小孤石也可采取用送桩杆进行引孔。

4）根据地质报告和实际情况确定配桩计划，同一承台的桩接头位置应错开。

5）第一节桩入土垂直度偏差应控制在0．5%内,桩身垂直度偏差小于1%。

6）静压桩的桩位复核一般在土方开挖后进行，而土方开挖施工中未注意桩的成品保护，对桩位的影响较大。考虑土体反弹，土方开挖宜在压桩后的2周后进行，应采取分层均匀开挖，每次开挖的深度应视土质情况确定，黏土质土的开挖深度一般控制在1.5～2.5m，淤泥质土的开挖深度一般控制在0.5～1.5m。

7）管桩与承台间的连接是靠管桩顶部的桩芯内填钢筋混凝土，锚筋伸入承台内。管桩顶部内壁与桩芯混凝土之间为摩擦力作用。压桩后的留孔宜用小木板覆盖，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。

8）终压值的控制：终压值由设计确定，一般摩擦桩以桩长为控制条件：①大于21m的端承摩擦桩以桩长为主，终压对照。②对于14～21m长的桩，密实砂土持力层时，应以终压力达1.8～2倍的设计荷载为终压控制条件。稳压不少于3次，每次1min。③对于长度小于14m桩，黏土持力层时，应以终压力为终压控制条件，宜连续多次复压，特别是对桩长小于8m短桩，连续复压的次数应适当增加。