先张法预应力管桩施工技术
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摘要：本文结合工程实践经验，对先张法预应力管桩的施工技术等进行详细探讨，进行总结，控制预应力管桩施工要点，提出了相关保证施工质量的措施，旨在能为同类工程提供参考借鉴。
关键词：桩基工程；施工准备；焊接要求；质量控制
中图分类号：O213文献标识码： A
引言
先张法预应力管桩是计算机配料，电子秤计量，工厂化生产，钢筋机械定长切断镦头，机械搅拌、布料，并通过滚焊机自动碰焊编笼，采用离心成型法和先张法预应力工艺制成的预制桩基构件。它主要由管形桩端板、桩身和钢套箍等组成。管桩按桩身强度分为预应力混凝土管桩（代号PC）和预应力高强混凝土管桩（代号PHC），预应力混凝土管桩（代号PC）的混凝土强度等级不得低于C60，预应力高强混凝土管桩（代号PHC）混凝土等级不得低于C80。
管桩按桩身混凝土有效预压应力值分为A型、AB型、B型和C型。先张法预应力管桩适用于非抗震设计及抗震设防烈度小于等于8度地区的工业与民用建筑、构筑物等工程的低承台桩基础。当采用摩擦桩且穿越的坚硬土层较薄时，可选用A型、AB型桩，桩基的长径比（桩总长L/桩外径D）不宜大于100；当用于端承桩或者摩擦端承桩时，可选用AB型、B型、C型桩，桩基的长径比不宜大于80。
一、先张法预应力管桩的特点
先张法预应力混凝土管桩与灌注桩、钢管桩、混凝土方桩等相比，呈现如下优点：预应力混凝土管桩产品系列化、市场化，用户根据需要可方便迅捷采购。采用离心技术工厂化生产的效率高，成形质量稳定，强度高。采用先张法离心技术生产节约资源。施工周期短、桩长调整较方便，噪声对环境影响小，对环境无污染、无剧烈振动。但在使用时也应注意以下不足：预应力混凝土管桩对运输和临时堆放要求高，对地下水或土层腐蚀性介质的防腐要求较高，饱和粘性土场地压桩过程中和基坑开挖时对施工方案的技术措施要求高，质量控制难度较大。当预应力混凝土管桩需穿越较厚的粉土粉砂层或硬塑粘土层，沉桩困难，严重的会发生管桩压不下或压力过大桩身碎裂。当大面积压桩时，因为挤土效应明显，应采取措施保护周围已有的建筑物，并控制日压桩数量。
二、工程概况
某工程为一住宅小区，共有9幢楼，其中G1～G6＃楼为15层高层，采用框架-剪力墙结构；D1～D3＃为多层排屋，采用框架结构。本工程所在地区抗震设防烈度6度，基本地震加速度为0.05g，设计使用年限50年。场地土层从上到下分为7个工程地质层，14个亚层，依次为：1-0杂填土，1-1粉质粘土，1-2粘质粉土，3淤泥质粉质粘土，4粉质粘土，5-1粉质粘土，5-2粉砂混粉质粘土，6含卵石圆砾，6夹 粉质粘土，7-1含角砾粉质粘土，7-2碎石，10-1全风化花岗岩，10-2强风化花岗岩，10-3中风化花岗岩。其中6夹 粉质粘土，7-1含角砾粉质粘土，7-2碎石仅局部场地分布。根据场地土的物理力学性质、分布情况、埋藏条件及拟建建筑物的荷载情况认为：6含卵石圆砾力学性质良好，中密-密实状，具低压缩性，厚度大，分布范围广泛，下伏未发现软弱土层，为本工程建筑较理想的桩基持力层。本工程选用预应力高强混凝土管桩（PHC）：PHC-AB500(100)-11、9b和PHC-AB600(110)-11、9b，要求桩端断面进入持力层不小于 1D（D为桩外径），采用锤击法沉桩工艺。对高层电梯井等桩基较密的部位，应采用引孔后沉桩施工。本工程桩基设计等级为乙级。
三、管桩施工前的准备工作
(1)对缺乏经验的地区，且设计等级高，要重视施工前打试桩，才能获得既经济又可靠的设计、施工参数。如果施工时桩的施工工艺发生了变化或参数发生了较大变动，应重新试桩。在相近地质条件和相同施工工艺下，应选取不少于桩基总数的1％且不少于3根数量的桩，进行单桩竖向抗压静载试验。
(2) 业主，监理与施工方进行实地考察先张法预应力管桩生产厂家，审查厂方的营业执照、资质证书和生产许可证；检验混凝土配合比、混凝土原材料质量、水灰比；审核试验室原始记录以及设施、设备和计量鉴定书；检查厂家生产流程和工艺以及生产和养护设施、设备。
(3)审查桩基施工单位营业执照、资质证书和质保体系、管理人员和操作人员的职称证和上岗证以及安全生产体系；检测仪表性能，检查施工机械设备，应具有检验鉴定书和合格证。
(4)熟悉建筑场地的水文地质和工程地质，对该地区地质水文情况切实掌握，周边建筑物以及地下管网和障碍物的情况。
(5)签发会议纪要，做好管桩基础工程图纸会审，并做好操作人员安全技术交底工作。
(6)桩基施工单位应及时报送《预应力管桩的施工方案》，同时填《施工方案报审表》一并送项目监理部审查，项目总监签批。
(7)现场监理工程师进行实地复查桩基施工单位报送的《工程测量放线控制成果表》及其保护措施。审查测量仪器的检验鉴定书和测量人员岗位证书，复查高程控制点、测量设置坐标和轴线定位点。
四、管桩施工
（一）、打桩施工
测量定位:施工前放好每一个桩位和轴线，打1根短钢筋在桩位中心，并涂上油漆使标志明显。如在较软的场地施工，当桩机大体就位之后由于桩机的行走会将预定短钢筋挤走，故要重新测定桩位。
打桩:应由中心向四周空旷场地的方向沉桩；桩锤和桩帽(送桩器)与桩之间应加设弹性衬垫，衬垫厚度应均匀，且经锤击压实后的厚度要不宜小于120mm，并应经常检查，及时补充和更换；首节桩插入时，垂直度偏差要小于0.3％。沉桩过程中，应经常观测桩身的垂直度，桩身的垂直度偏差不得大于0.5％。尽量减少停锤时间，沉桩宜连续一次性将桩沉到设计标高。
接桩:桩体连接是打入桩的露出部分高度应该保证为1.0m左右，先在桩头加设定位板，然后利用定位板来进行桩对接工作，将上下桩放入定位板内。施工规范要求应该在2mm以内控制位偏差。应保证接头处的表面干净整洁，露出金属部分。焊接时宜现在破口圆周对称点焊4点～6点，待上下桩节固定后拆除导向箍再分层对称施焊。焊接完成后桩接头应自然冷却后才能连续沉桩，不得焊好即沉。
送桩或截桩:利用水准仪或者全站仪进行地面标高确定工作，并且全程定点对桩的送入过程进行跟踪，确保桩达到制定深度。桩体下段应该设置常规垫层，保证与送桩器的完整接触。在需要截桩时，应保证截桩之后的桩体质量，严禁用大锤横向锤击截桩。
（二）、终止收锤的控制原则
收锤标准应结合桩承载力性状、桩的规格和长度、地质条件、锤重、进入持力层的要求，以及邻近工程的沉桩经验和相同地质条件综合确定。。结合工程经验总结如下:桩端位于一般土层的端承摩擦型桩，以贯入度控制为辅，控制桩端设计标高为主；摩擦桩应按桩长和标高控制；桩端达到中密以上粉土、砂土、碎石类土、风化岩及坚硬、硬塑的粘性土时，以桩端标高控制为辅，贯入度控制为主；为防止桩身损坏，任一单桩的总锤击数:PHC桩不宜超过2500，PC桩不宜超过2000.最后1m的锤击数：PHC桩不宜超过300，PC桩不宜超过250.
五、管桩质量控制要点
(1)桩位应按桩基图纸测量放线定位无误。(2)进场的成品桩质量一定要满足质量检验标准。 (3)管桩就位接桩时，焊缝质量和停歇时间必须符合规范要求。(4)管桩入土深度和贯入度必须双控，满足设计要求和试桩确定参数。(5)管桩桩身入土垂直度不得超过0.5%。（6）基坑开挖未根据场地地质条件制定施工方案，随意开挖不按分层均匀进行，也不严格控制桩周土体高差不大于1m，致使土体挤压引起桩身倾斜、严重的将引起桩身断裂。
结束语
先张法预应力管桩施工速度快，经济性好，对现场环境无污染，应用越来越广泛。本文综合理论和实际情况分析，对管桩施工具有一定的参考意义。可以预计，随着工程经验的积累和研究的深入,管桩技术应用前景将更加广阔。
参考文献
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[2] 王国斌.软土层预应力管桩施工控制的难点与对策[J].2002.