浅谈建筑工程基础预应力的管桩施工技术

2015-04-16黄俊

建材与装饰 2015年50期

关键词：桩头压桩稳压

黄　俊

（江西省地质矿产勘查开发局水文地质工程地质大队江西南昌　330095）

浅谈建筑工程基础预应力的管桩施工技术

黄俊

（江西省地质矿产勘查开发局水文地质工程地质大队江西南昌330095）

随着我国社会经济和科学技术的不断发展，城市的高层建筑也在不断增多。而桩基础作为建筑工程施工中的重要技术之一，加强桩基础的施工技术，可以提高建筑工程的稳定性和安全系数。本文就主要针对建筑工程基础预应力管桩在施工前和施工过程中的技术进行了探讨，并根提出预应力管桩基础施工要点，供同行参考。

建筑工程；预应力管桩；施工技术

引言

桩基础是现代建筑工程最常用的一种地基处理方法，桩基础具有节省工期、节约成本、保障施工质量、提高经济效益的优点，特别是软土层的建筑按工程，桩基础是保证工程质量的关键措施。随着建筑技术的发展，预应力管桩由原来的低压桩力（1000～2000kN）、小规格管桩（300mm、400mm）发展到目前高强度（C80）、大压桩力（6000～8000kN）、大规格的管桩（500～600mm）。作为建筑工程中的基础工程，桩基础的质量直接关系到建筑工程的整体质量，由于桩基施工过程中存在很多不可预见的因素，进而增加了桩基的施工难度，进而会对桩基施工质量造成一定的影响。因此，探讨建筑工程中桩基础施工技术就显得的非常重要了。

1　静压预应力管桩施工的场地条件和环保优点

①静压预应力管桩施工仍然具有挤土效应，对周围构筑物的基础及地下管线有一定的影响，一般要求边桩中心到相邻构筑物的间距L≥5m；②施工场地的地耐力要求较高，在新填土、淤泥土及积水浸泡过的场地施工易陷机，并且施工完成的桩位可能受土方大开挖产生扰动或移位，不利后续工序施工或建筑物结构安全；③不宜在地下障碍物或孤石较多的场地施工，容易产生断桩。

静压预应力管桩施工以低噪声、无振动、无污染、可以24h连续施工缩短建设工期为主要优点；同时场地整洁、施工文明程度高；又由于送桩器与工程桩桩头的接触面吻合较好，送桩器在送桩过程中不会左右晃动和上下跳动，因而可以送桩较深，基础开挖后的截去量少；对施工场地的周围环境影响不大，特别是在城市中心区能充分体现施工的环保性。

2　静压预应力管桩施工过程的质量控制要点

2.1压桩前准备阶段的控制要点

2.1.1压桩机的选择

必须根据项目工程的地质详细资料和设计的单桩承载力要求，准确地选择压桩机的型号。如果压桩机吨位过小，可能出现桩压不下的情况，因而无法达到设计承载力要求；反之，如果压桩机吨位过大，易发生陷机情况或桩身超压断裂。所以试桩前应该会同参建各方合理地选择桩机，尽量采用微量超载施工。一般情况下，桩机的压桩力应不小于单桩竖向极限承载力标准值的1.2倍。

2.1.2施工放线与定桩位

由于放线的准确与否直接影响建筑物的位置是否符合“规划”要求，而桩位的准确与否又直接影响着整个工程的结构，因此，这两个工序的重要性不容忽视。土建总包单位必须对分包单位报审的桩位放样成果组织技术复验，根据建筑物与结构桩位图逐位校核，特别是建筑物的四个大角的桩位，现场监理单位审核验收后才能进入压桩施工，发现不符合要求的及时纠正。桩基和板桩轴线偏差应控制在20mm以内；单排桩的轴线偏差应控制在10mm以内。

2.1.3桩尖、桩身质量检查

首先必须对桩尖进行查验、测量，所有进场的桩尖符合有关规范对于桩尖的构造要求和设计图纸要求；对所有到场的管桩进行仔细认真地查验，认真检查各种质量保证资料，测量管桩的外径、壁厚、桩身、长度、桩身弯曲度等有关尺寸，并详细记录。特别是管壁厚度，由于静压法施工中的夹持力较大，壁厚不够很容易把桩夹碎。同时应对桩身外观质量进行仔细地查验，检查桩身是否粘皮麻面、内外表面是否露筋、表面是否有裂缝、是否断头脱头、桩套箍是否凹陷、表面混凝土是否坍落等情况，不符合验收规范要求的，责令厂家即时退场。预应力管桩允许偏差范围如下：

（1）直径±5mm；

（2）管壁厚度-5mm；

（3）轴赠园孔中心线对桩中心线5mm。

2.2压桩施工过程的质量控制要点

2.2.1试压桩（第一节桩）的定位

虽然在放线与定桩位时已经核查过，但是经验不足或技术水平不高的施工技术人员往往在试压第一节桩时偏离原定的桩位，从而导致成桩的偏位。建议在每个桩位处的中心点先用长4～ 5cm的铁钉系红带子引点在地面上，再用石灰或贝灰以原定的桩心为圆心、以该桩的桩径为直径画一圆圈，试压第一节桩时以此圆圈为准，控制桩不偏离该圆圈，使成桩的偏位尽可能减小。

2.2.2桩身垂直度的控制

由于静压管桩桩机驾驶室内一般会悬挂一吊有重锤的绳线，由开机员以此线为准控制在机台上固定桩的垂直度。打桩时，由两台经纬仪从不同的两个面（构成90°的二个面）控制打桩的垂直度。当桩在两个方向都已经垂直的情况下方允许压桩，当桩入土至50cm时，再次校正桩的垂直度和平台的水平度，保证桩的纵横双向垂直偏差不得超过0.5%。

2.2.3接桩及焊缝控制

接桩一般在距离地面1m左右进行，应保证上下两节桩的顺直，上下桩的中心线偏差不得小于10mm，节点弯曲矢高不得大于0.1%桩长。管桩施工中主要采用焊接接桩法，在焊接前应该把两节桩的端头板用钢刷清刷干净，直至坡口露出金属光泽，而且应该保证上节桩已经垂直后方能焊接。焊接时应采取措施对称施焊，以减少焊缝变形引起的节点弯曲。焊缝应连续、饱满，焊缝不得有凹痕、咬边、焊瘤、夹渣、裂缝等表面缺陷，焊渣必须清理干净，对外露的铁件刷防腐漆；自然冷却约10～15min（严禁用水冷却或焊完即压），防止高温的焊缝遇水变脆而被压坏。

2.2.4稳压的标准控制

稳压的标准应该以国家相关设计规范的规定，结合施工场地的地质地貌，由项目各参建单位特别是勘察单位及设计单位在试桩会议中根据试桩的实际情况确定的标准为准则。一般情况下，除保证桩长及桩尖入持力层深度应该满足设计要求外，还要控制稳压值Q的大小。虽然稳压值Q与单桩竖向承载力标准值Rk是两个不同的概念，但稳压值Q与单桩竖向承载力标准值Rk存在着某种比例关系，笔者认为这种比例关系与工程地质构造情况关系较大，同时与桩的长度以及所选的持力层关系也不可忽视，稳压值Q可以按以下原则来测定其最后各次稳压时的贯入度：

（1）当桩长小于15m或桩端持力层为粘土、粉质粘土时，宜取略大于2倍设计荷载作为最后稳压力，并稳压不少于5次，每次1min，稳压值Q=（2.1～2.4）Rk；

（2）当桩长大于15m或桩端持力层为密实砂土时，宜取2倍设计荷载作为最后稳压力，并稳压不少于3次，每次1min，稳压值Q=2Rk；

（3）如设计根据周围场地的经验值有具体取值要求时，则按设计要求执行。总结近几年静压管桩的工程实践经验，一般是长桩取低值，短桩取高值；击数低取低值，击数高取高值；

（4）静压桩的施工记录控制。

压桩施工时，应由专人或开启自动记录设备做好施工记录，监理单位应旁站跟踪核检。开始压桩时应记录桩每沉下1m油压表压力值，当下沉至设计标高或达到要求的稳压荷载标准时，应记录最后三次稳压时的贯入度。

2.3桩头填芯的质量控制

由于桩与上部结构的连接主要通过地基承台，因此桩头嵌入承台的长度不宜太短；对于大直径桩，不宜小于100mm；对中等直径桩不宜小于50mm。桩头的插筋长度的锚固长度不宜小于30倍主筋直径。厦门地区的地震设防为Ⅶ度，因此有必要把桩嵌入承台的长度加长，且桩头的插筋长度也应加长及增加配筋量，加强桩身的抗拔能力。桩头填芯混凝土一般以1.5～3m长度为准，濒临海边的部分建筑由于要增强其抗海水的侵腐能力，因此填芯混凝土的深度可达到8m。桩头填芯混凝土的强度等级应满足规范要求和设计要求。

3　静压预应力管桩施工常见质量问题与处理措施

3.1桩身断裂

桩在沉入过程中，桩身忽然倾斜错位，在土质条件没什么变化的情况下而贯入度急增，施压油缸的油压显示急下降引起机台抖动，可能是桩身断裂。处理的措施主要是在压桩施工前将地面下旧建筑物基础、块石等障碍物彻底清理干净，始施压第一节桩时要严格控制桩身的垂直度，另对预应力管桩在搬运、进场要严格按照有关规定验收，对于不合格的管桩坚决不得使用。

3.2沉桩达不到要求

一般情况下，控制沉桩的质量以最终贯入度控制为主，结合以最终桩长控制参数，有时却达不到设计的最终控制要求。发生管桩沉不下去时，应立即上报地勘单位和设计单位，组织专家冷静分析原因，找出对策才能继续施工，切不要盲目加大压桩力强行沉桩。处理的措施主要是合理选择施工方法及压桩顺序，中断沉桩时间不应过长；如果出现多根管桩沉不下去时，应详细探明工程地质情况，必要时应作补勘。

3.3接桩处开裂

接桩处经过施工后，出现松脱开裂。处理的措施是接桩前对连接部位上的杂质、油污、水份等必须清理干净；接桩时严格控制上下桩的中心线，焊接预埋件应平整服贴，焊缝应饱满连续，并应确保焊缝的自然冷却时间。

3.4基坑开挖不当引起大面积群桩倾斜

挖土引起基桩的倾斜，直接起因是挖土方法不当，将基坑挖得太深或将挖出的土堆放在基坑边坡附近，因而产生侧向压力；加上新开挖的泥土本身的流动性和不稳定性，以及土体中未消散的孔隙水压力乘机向开挖方向释放，加剧了泥土向开挖方向流动；而管桩对水平力的抵抗能力小，于是随着土体的位移而向开挖方向倾斜，造成桩顶大量位移。特别是在春夏雨季，雨水量比较大，必须坚决杜绝此类施工做法。为防止此类工程事故的发生，应严禁边压桩边开挖；开挖宜在基桩全部完成并至少隔15d后进行，土质禁为淤泥层或新填土，挖土宜逐层均匀进行，桩周土体高差视沉桩深度由设计确定，且不宜超过1m；注意保持基坑围护结构或边坡土体的稳定；基坑顶部周边不得堆土或堆放其他重物等。