预应力混凝土管桩在建筑工程中的应用探讨

孙文广

（中国电建市政建设集团有限公司， 天津 300384）

1 预应力混凝土管桩方案的确定

经勘查济南中科院新经济科创园展示中心项目位于黄河冲积平原内，地形平坦开阔，场地内无滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、溶洞、瓦斯等不良地质作用。饱和粉土地基的液化等级为轻微，场地土类型为中软场地土，本建筑场地为对建筑抗震不利的地段，稳定性差，适宜性差。地下水位埋深2.1～3.4m，相应标高18.29～19.62m，水位季节性变化幅度约1.0～2.0m。根据场地工程地质条件结合地区工程经验，拟建建筑采用预应力混凝土管桩方案，以第⑦层细砂层作为桩端持力层。

2 预应力混凝土管桩施工工艺

2.1 工艺流程

施工准备→压桩机就位→吊桩→喂桩、焊接桩尖→对位、插桩→调整桩身垂直度→压桩→吊桩、对桩→调整桩身垂直度→接桩焊接→电焊停歇、质量检查→压桩→控制桩顶标高→接桩或送桩→成桩→转移桩位

2.2 预应力混凝土管桩施工

2.2.1 施工准备

技术管理人员根据现场实际情况、施工图纸和具体施工内容编制管桩施工方案，经项目总工程师审核，报项目经理批复。专业技术管理人员通过书面形式辅以现场口头讲授的方式进行管桩施工方案技术交底，交底的内容要具体明确、符合规范，重点突出，对工程施工能起到指导作用。交底内容应包括交底的地点，时间，有交底组织人、交底人、接受交底人员的签字，并经项目总工程师审批。

2.2.2 管桩进场

根据管桩施工的进度计划，合理安排管桩材料进场，做好进场管桩的验收工作，检查随车携带的产品合格证及质量证明文件是否正确。管桩堆放场地应坚实平整，场地条件不允许的可提前做好混凝土硬化处理。管桩底层放好垫木，垫木的支承点应在同一水平面上。管桩吊装宜采用两点吊法或两端钩吊法。产品应按规格、型号分别堆放，堆放层数应符合规范要求。

2.2.3 测量放样

测量员根据控制点坐标采用全站仪将桩位平面布置图中边线控制桩放样。中间桩位拉钢尺准确定位，插竹钎标识。测量员使用GPS 对桩轴线和桩位坐标进行校对。

2.2.4 桩机就位

（1）检查压桩机运行是否正常。

（2）通过纵横方向移动及旋转等动作将桩机移动到桩位，桩机就位应先调整机座水平，然后将送桩器的垂直中轴线对准桩位空压土层1～2 米，在桩位处形成一土孔。

2.2.5 桩尖与桩尖焊接

桩尖有三种类型，可参考选用：

（1）十字形钢桩尖：本类桩尖主要用于管桩穿越软土层较厚且持力层顶面标高起伏较大或坡度较大的情况。

（2）开口型钢桩尖：本类桩尖主要用于管桩需穿透较坚硬的土层，持力层较坚硬且桩需进入持力层一定的深度的情况。

（3）混凝土锥形桩尖：本类桩尖主要用于摩擦型桩且中间需穿越较厚硬土层或以粉质土、粉砂层为主的持力层情况。

结合本工程地勘情况，选用十字形钢桩尖。

桩尖所有焊缝均为贴角焊缝，焊缝质量不应低于三级。

2.2.6 沉桩

在进行沉桩作业时，我们一定要连续作业，如果需要接桩，要尽可能的缩短停顿时间，控制好桩顶的设计标高。单点起吊吊点宜选择距桩端0.29L 处，起重索具、夹具须经计算有足够的强度，吊桩用钢丝绳和索具长度应一致。施工现场承载力要不小于桩机接地压强的1.2 倍，同时现场要平整，桩机在工作时要保证自身水平，防止压桩时出现斜桩或意外。起动设备起吊管桩，使十字形钢桩尖对准桩位中心，将管桩压入土中。第一根桩进入地面后，要及时检查桩的垂直度是否在规定范围内，保证垂直度不大于千分之五，在打桩的时候，也要时刻关注桩身垂直度，不能超过百分之一，一旦超出允许范围值时，应立即查找原因进行纠偏措施。如果桩尖进入到硬土层，我们就不能采取移动桩架的方式进行纠偏。压桩机在压桩时，如果发现以下几种问题应立即停止工作：1.压力表出现反常；2.桩身倾斜严重；3.桩顶破损等情况。必须查明原因，处理完毕后方可继续工作。终压时一定要选用送桩器进行送桩，而且送桩器下表面要开孔，保证桩内和外界相通。

2.2.7 管桩拼接桩

（1）上、下节桩对准后，将桩对齐：中轴线偏差不得大于5mm，节点弯曲矢高应控制在桩长的千分之一，最大不能超过20mm

（2）施焊前，端板要除去锈迹、污垢，保持清洁。

（3）接桩时，上下节桩轴向错位不得大于2mm，坡口根部应平整密贴。焊接方式采用二氧化碳气体保护焊或电弧焊，如采用二氧化碳气体保护焊时，焊接层数不宜小于2 层；如采用电弧焊时，焊接层数不宜少于3 层，每一层焊渣必须清理干净后方可下一道工序。对于焊缝不能出现虚焊漏焊，焊缝厚度要满足设计要求，同时做好隐蔽工程验收记录。

（4）拼接桩要自然冷却最少8 分钟，严禁出现洒水冷却或不冷却现象。如果雨天施工，一定要做好防雨措施。

3 质量控制要点

（1）根据本工程勘察报告及静力压桩机选择参考表合理选择压桩机的配置型号，本工程选用ZYJ860BG 型液压静力压桩机。

（2）采用抱压式桩机时，夹持机具中夹具宜避开桩身两侧合缝位置。

（3）接桩时，桩节必须顺直，中轴线偏差控制在5mm 以内，节点弯曲矢高应为桩长的千分之一，但不能超过20mm。焊接要采用对角焊，确保焊缝连续饱满。

（4）沉桩要连续作业，即使接桩，也要尽可能缩短时间，防止因停桩时间长造成沉桩困难。

（5）根据现场土质，合理选择桩长，接桩宜在穿过硬土层后进行。

（6）桩孔进水，禁止施工，控制破损率在百分之三以内。

（7）接桩头外表面，打桩前要进行防腐处理。

（8）截桩要先用用钢抱箍将需要的部分抱紧，沿钢箍上缘凿穿，钢筋用气割法进行切断，禁止对桩头用大锤硬砸。

4 结语

预应力混凝土管桩施工工艺，具备桩身承载力高、抗弯性能好、成桩质量可靠、对地质条件适应性强、施工破损率低、施工周期短、抗震效果好、节能环保、成本低等优点。而灌注桩成孔工艺较复杂，操作要求较严，易发生质量事故，且技术间隔时间长，不能立即承受荷载，冬季施工困难较多。本工程沉桩方式采用静压法，避免施工过程中产生较大的震动和施工噪音，不存在泥浆排放问题，经济环保效益好。预应力混凝土管桩施工工艺整体效益优于灌注桩成孔工艺，具有良好的经济效益与环保效益，广泛应用于建筑工程不稳定性地基的施工中。