先张法预应力静压管桩施工体会

2018-10-23彭焕敏

地质装备 2018年5期

彭焕敏

(山东省鲁南地质工程勘察院，山东济宁 272100)

0 引言

先张法预应力静压管桩具备单桩承载力高，对持力层起伏变化大的地质条件适应性强，施工速度快、工效高、工期短，施工文明、现场整洁等优点，而且施工时无噪音、无振动、无油烟污染，不产生泥浆，很适合在市区施工。在环境保护观念日益增强的现代社会，这一优势将会得到进一步体现。

1 工程概况

某工程位于江苏省泰州市泰州渔场，环圩河以东，兴泰公路以西。项目由泰州市碧桂园房地产开发有限公司开发建设，由博意建筑设计院有限公司负责工程设计，由核工业南京工程勘察院负责地质勘察，由浙江省建工集团有限责任公司负责施工总承包。拟建建筑物建筑面积为4.255×105m2，总建筑面积约为6.808×105m2。

本次桩基工程制桩选用苏州标准图集“苏G03-2002《先张法预应力混凝土管桩》”，具体规格型号和数量详见表1。

表1 桩型及工程量

2 施工工艺流程

压桩工艺流程见图1。

图1 压桩工艺流程图

3 施工体会

3.1 实现绿色环保施工

改革开放以来，预制桩在我国得到了较广泛的应用，施工方法主要有振动法、锤击法和静压法等。振动法和锤击法施工过程均产生较大噪音，特别是柴油锤，施工时油烟飞溅，且沉桩时产生的震动对周围建筑物及周边场地产生不良影响，现在市场的利用率越来越低(见图2和图3)。静压桩机由于施工时振动小、无噪音，场地干净，施工速度快，实现了绿色环保，市场占有率越来越高(见图4)。

图2 锤击法施工因震动导致附近墙体产生裂缝

图3 锤击法施工因震动导致附近路面发生开裂

图4 静压管桩施工场景

3.2 对操作人员的业务素质要求高

静压桩机施工时对操作人员及焊接人员有较高的要求。静压桩机自身配有起吊系统，管桩的起吊、就位不必使用专用吊车，这就对操作人员业务素质提出了更高要求，不但对主设备的组装、就位、沉桩等流程熟悉，能够熟练操作，对于辅助系统——起吊系统也能够驾轻就熟，准确操作。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桩一个方向的垂直度，因而另一方向的垂直度必须另外控制，方法就是在垂直于桩与此绳线连接的地方(即另一正交方向)另设一吊重锤的绳线(视线要通透)，以这两条绳线来控制桩的垂直度。当桩在两个方向都已经垂直的情况下方允许压桩，而且在压桩过程中要经常检查桩身垂直度。另外，接桩也是先张法预应力静压管桩施工过程中的重要环节，预应力管桩接桩一般采用焊接，焊接时由于焊接人员水平欠佳或操作方法不当，经常会出现焊缝不饱满、不连续、不均匀，极易发生焊口开裂现象，而且施工过程接桩不能平焊，只能立焊，所以对焊接人员提出了更高要求。

3.3 能够节省工期

先张法预应力静压管桩施工时一般都是从管桩厂直接采购成品桩，现场进行预制的目前较少。因此，在与业主签订合同后，设备即可进场施工，且开工前的准备、辅助等工作较少，给缩短工期创造了一个有利条件。另外，与传统的泥浆护壁钻孔灌注桩等工艺相比，其施工速度的优越性彰显无遗：以山河智能680为例，在聊城、东营、菏泽等第四系黄河冲积平原进行常规管桩施工，每昼夜工作量500～1000 m，沉桩40～60根，远远超过普通回转钻机的施工速度，而且测桩不需要等待28天龄期，成桩后即可作桩基检测。

3.4 成桩质量好、检测方便，监理强度低

由于静压管桩施工时采用油压给进，不产生强大冲击力，沉桩过程中不会对桩头和桩身产生破坏，确保了成桩质量。预应力管桩施工结束后，成桩检测一般采用低应变法(小应变)来判断桩身完整性，用单桩竖向抗压静载试验确定单桩竖向抗压极限承载力。预应力管桩低应变检测简单、快捷，静载荷试验可以用静载桩机作为配重进行测试，大大节省了时间和费用。由于管桩施工工序简单，质量检查点少，所以监理的工作强度不高。

3.5 目前管桩属于卖方市场，前期施工资金垫付压力大

由于预应力管桩既适用于多层建筑，也适用于高层建筑，目前已经成为国内高层建筑的常用桩基础之一，市场需用量很大，也正因为如此，管桩供应商为维护他们的共同利益，一般均要求管桩采购方必须先付款后发货，一般规模的项目管桩的采购成本动辄几百万到上千万，加上目前建筑市场实行进度款模式，工程预付款很少，施工单位前期施工资金垫付压力很大，很多大项目曾出现因为资金短缺造成中途停工现象。管桩项目的承揽，对施工方的资金周转造成很大压力，因为资金原因，有的项目必须放弃投标，影响了单位的发展。

3.6 静压设备比较笨重、不便于运输，对施工场地要求高

静压桩机本身比较庞大笨重，再加上一二百吨的配重，搬一次家非常麻烦，需运输车辆10辆左右，搬迁费用也较高。由于设备比较笨重，对于施工场地要求也很高，高低不平、软硬不均的施工现场应提前进行处理、硬化，必须保持场地平整，且有一定承载能力，确保桩机行走自如，正常施工，以防桩机发生歪斜甚至倾倒。

3.7 开工前的试桩检测

试桩数量应根据建筑物的重要性、地质条件和成桩可靠性来确定，一般项目单体建筑静载试验数量不少于3组。在地层情况不熟悉的场地进行预应力管桩施工，按要求应提前进行试桩施工，以掌握该地层的基本参数，从而确定所选成桩工艺的适应性。一般一组试桩由十几根或二三十根桩组成，不会布置很多桩，因数量不多，管桩的挤土效应得不到充分发挥，与大批量工程桩施工时的挤土效应相比有差异，所测试的数值可能低一些，不同地层差别不一样，设计人员应有所考虑。

3.8 管桩应用的局限性

3.8.1 抗震设防方面的局限性

由于预应力管桩桩身配置的是冷拔钢丝，而不是钢筋，抗水平力较低，所以2008年四川汶川地震发生后，国家对抗震设防提出了更高要求，对于8度地区或不良场地上的重要建筑需高设防烈度8度设计时要慎用管桩，应根据建筑物情况及桩基实际受力状况，按所选桩型的各项力学指标加以选用并采取相应的构造措施。

3.8.2 地层适应性方面的局限性

因受机械设备自身的施工能力限制，静压桩机比较适合在软弱地层施工(如第四系黄河冲击平原)，不适合入岩施工。即使桩端没有进入岩层，在遇到比较硬的地层时，会出现沉桩困难的现象，此时需要采取特殊措施，比如进行截桩或利用长螺旋钻机进行引孔，成本和工期都会增加。如果地层中存有建筑垃圾、孤石等不明障碍物，沉桩很难正常进行，桩体沉不下去或发生偏位，此时需采取相应措施排除障碍，对桩位偏移的桩体进行纠偏。

3.8.3 施工顺序有一定的局限性

先张法预应力静压管桩属挤土桩，由于大量桩体积的压入，破坏了土体的相对平衡状态，造成桩周围土体结构破坏并产生隆起，有可能对周围建筑或地下管线设施造成损害。所以对于施工顺序有一定要求，一般采用“由一边推向一边”呈“之”字型走长线压桩或“由中间向四周”施工原则，对有砂性土夹层区域，尽量采用“中心开花”的施工方法，切忌形成“封闭”桩，导致最后时段施工的桩根本沉不下去。