论文部分内容阅读
摘要：本文通过工程实例，介绍静压预应力管桩单桩承载力的设计计算方法，并结合施工工艺流程，对静压预应力管桩施工技术及质量控制措施进行阐述，对施工检测和施工效果进行了分析评价，提出现场施工质量控制的措施，为工程质量控制提供实践依据。
关键词：静压预应力；管桩；施工技术
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：
Abstract: This article by an engineering example, introduced Static Prestressed Pipe pile capacity calculation methods, combined with the construction process, elaborate Static Prestressed Pipe construction technology and quality control measures, construction inspection and constructioneffects analysis and evaluation, and site construction quality control measures, and practical basis for the engineering and quality control.
Key Words: static prestress; pile; construction technology
1 引言
随着我国建筑业的快速发展，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、大压桩力、大规格的管桩。静压管桩的应用更为广泛，目前管桩直径一般为300、400、500、600 (mm)，壁厚为70、95、100、105、125 (mm)，类型为A型(抗压)、AB (抗拔)型，桩身混凝土强度多采用C80，桩长一般为8m～12m， 5m～7m短桩根据施工需要向厂家订货。桩尖形式主要有封口型及开口型，其中封口型又分为十字型及圆锥型，不同的桩尖适用于不同的地质情况。
2工程实例
如闽清县第一中学教学实验楼1区、2区，面积15309㎡，笔者时任该项目技术负责人。工程地质情况：人工回填土Qm14厚2.2m～4.2m；全新统冲积层Qa14厚0.6m～3.2m；全新统海积层Qm4厚0.3m～2.9m；上更新统冲洪积层Qa1-p14厚1.9m～7.0m；更新统残积层Qe11.1m～23.9m；燕山晚期花岗岩r35厚7m～2m。桩基工程安全等级为一级，静压Φ500mm预应力C80管桩，设计承载力：抗压2 800kN，抗拔600kN；极限承载力：抗压5080kN，抗拔990kN。桩端持力层为7-a层的散体状强风化花岗岩，桩长为15m～25m。附楼的桩顶设计标高为6.5m，主楼的桩顶标高为7.5m，局部达9.7m。
3静力桩施工技术操作
3.1压桩顺序
本工程分4个施工区段，如图1所示。A、B区管桩采取逐排压桩， D区(圆形裙房)采取自圆心向周边压桩(螺旋式)，C区的核心筒下的2个承台的桩较密集，每个承台在12.6m×19.2m平面內的桩数为98根，横纵桩距为3.2D、3.6D (D为桩径)，采取由中部向外间隔逐排的压桩方法。
3.2机械选择
压桩机的选型一般按1.2倍～1.5倍管桩极限承载力取值，静压桩机采用抱压式，本工程选用680型、700型2台抱压式桩机。桩机的夹具选择长夹具，保证夹桩时，桩身侧压应力较小，且更易控制桩的垂直度。压桩速度为1.8m /min。桩机的压力仪表按规定送检。送桩杆的长度根据压桩机和送桩长度确定。
3.3工艺流程
桩位测量定位→桩机就位→吊桩→对中→焊桩尖→压第1节桩→焊接接桩→压第n节桩→(送桩)→终压→(截桩)。
3.4施工准备
(1)场地要求现场的坡度不得大于1/100，地耐力应不小于140 kNPm2。当桩机上坡时，坡度应控制在10%，上坡时卸掉桩机配重。
(2)管桩堆放管桩进场前应有出厂合格证和检验报告，强度应达设计值的100%。现场堆放不得超过4层。
(3)桩位测量定位根据基准点进行放样，将轴线控制点引出6m～8m，做好测量控制网。
3.5压桩技术
3.5.2桩机、管桩就位
桩机移至压桩位置，将桩机调平，并使其夹持器的中心对正桩位中心。管桩对中后，提起管桩少许，进行桩尖焊接，C区主楼群桩采用无桩尖的压桩，其他采用十字式桩尖。
3.5.3压桩
(1)压好第1节桩是保证整根压桩质量的关键，定位和垂直度应严格控制，压入时，先应根据机上水平仪调平机台，同时须在桩机的正面和侧面分别设经纬仪或吊线锤，监控下桩垂直度，桩身垂直度偏差不宜大于0.5%。
(2)应合理调配管节长度，尽量避免接桩时桩尖处于或接近硬持力层，管桩接头数不宜超过4个。同一承台桩的接头位置应相互错开。
(3)露出地面的管桩应及时截桩，截至地面以下300mm～500mm，以免桩机行走时损坏管桩。
(4)桩压好后桩头高出地面的部分及时截除，严禁施工机械碰撞或将桩头用作拉锚点，送桩遗留的孔洞，应立即回填做好覆盖。否则桩机行走后地面会沉陷。
3.5.4接桩
本工程的桩接头采用CO2气体保护焊， CO2纯度要求不低于99.5%，否则会降低焊缝机械性能和产生气孔。
(1)当管桩需要接长时，其入土部分桩段的桩头宜高出地面0.8m～1.0m，便于接桩焊接操作。
(2)接桩时上下节桩段应保持顺直，错位偏差不应大于2mm。
(3)管桩对接前，坡口处应刷至露出金属光泽。
(4)管桩接桩一般为“U”形坡口，可采用JM-56型的(屈服强度420MPa，抗拉强度500 MPa，延伸率22% )Φ2或Φ215焊丝。焊接时宜先在坡口圆周上对称点焊4点～6点，再分层施焊，施焊宜由2个焊工对称进行。
(5)焊接层数不得小于3层。
3.5.5送桩
本工程送桩长度为5.4m～7.0m，局部为9.5m，当桩顶压至接近地面需要送桩时，应测量出桩垂直度并检查桩顶质量，合格后立即送桩。送桩杆的中心与管桩中心线应吻合一致。
3.5.6终压
根据桩机类型，终压分持荷复压和非持荷复压，680型桩机终压值为18MPa(5212 kN)，复压3次，总沉降量不超过10mm；700型桩机的终压值为20MPa(5 540kN)，复压2次，间隔5min，每次持荷5s，总沉降量不超过10mm。
3.5.7截桩
桩头截除应采用锯桩器截割，严禁用大锤横向敲击或强行扳拉截桩。桩顶标高偏差不得大于10cm。
4静压桩施工质量控制要点
(1)加强管桩的进场检查验收工作。管桩使用前应进行全数的外观检查(桩身裂缝、端板的外观)。
(2)压桩施工过程中，应对周围建筑物的变形进行监测，并做好记录。
(3)对群桩承台压桩时，应考虑挤土效应。
(4)对有孤石桩位采取补勘措施。
(5)根据地质报告和实际情况确定配桩计划，并考虑同一承台的桩接头位置应错开。
(6)第1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%。
(7)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，粘土质土一般控制开挖深度为1.5m～2.5m，淤泥质土的开挖深度一般控制在0.5m～1.5m。
(8)压桩后的留孔宜用小木板进行覆盖。
5结语
总之，在静压高强预应力管桩施工过程中，应充分考虑各种影响因素，尽可能估计到可能发生的问题，在其应用过程中，只要严格落实现有各项技术规范、措施和有关经验，同时在施工过程中不断改进提高其技术应用水平，就可以很好地掌握施工工艺，更好地控制静压高强预应力管桩施工质量和施工安全。
参考文献：
[1]翁振东.PHC管桩静压法施工及质量管理探析[J].山西建筑，2006，32(16)：68-69.
[2]JGJ106-2003建筑基桩检测技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2003.
[3]《既有建筑地基基础加固技术规范》(JGJ123-2000)，北京，中国建筑工业出版社，2000。
关键词：静压预应力；管桩；施工技术
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：
Abstract: This article by an engineering example, introduced Static Prestressed Pipe pile capacity calculation methods, combined with the construction process, elaborate Static Prestressed Pipe construction technology and quality control measures, construction inspection and constructioneffects analysis and evaluation, and site construction quality control measures, and practical basis for the engineering and quality control.
Key Words: static prestress; pile; construction technology
1 引言
随着我国建筑业的快速发展，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、大压桩力、大规格的管桩。静压管桩的应用更为广泛，目前管桩直径一般为300、400、500、600 (mm)，壁厚为70、95、100、105、125 (mm)，类型为A型(抗压)、AB (抗拔)型，桩身混凝土强度多采用C80，桩长一般为8m～12m， 5m～7m短桩根据施工需要向厂家订货。桩尖形式主要有封口型及开口型，其中封口型又分为十字型及圆锥型，不同的桩尖适用于不同的地质情况。
2工程实例
如闽清县第一中学教学实验楼1区、2区，面积15309㎡，笔者时任该项目技术负责人。工程地质情况：人工回填土Qm14厚2.2m～4.2m；全新统冲积层Qa14厚0.6m～3.2m；全新统海积层Qm4厚0.3m～2.9m；上更新统冲洪积层Qa1-p14厚1.9m～7.0m；更新统残积层Qe11.1m～23.9m；燕山晚期花岗岩r35厚7m～2m。桩基工程安全等级为一级，静压Φ500mm预应力C80管桩，设计承载力：抗压2 800kN，抗拔600kN；极限承载力：抗压5080kN，抗拔990kN。桩端持力层为7-a层的散体状强风化花岗岩，桩长为15m～25m。附楼的桩顶设计标高为6.5m，主楼的桩顶标高为7.5m，局部达9.7m。
3静力桩施工技术操作
3.1压桩顺序
本工程分4个施工区段，如图1所示。A、B区管桩采取逐排压桩， D区(圆形裙房)采取自圆心向周边压桩(螺旋式)，C区的核心筒下的2个承台的桩较密集，每个承台在12.6m×19.2m平面內的桩数为98根，横纵桩距为3.2D、3.6D (D为桩径)，采取由中部向外间隔逐排的压桩方法。
3.2机械选择
压桩机的选型一般按1.2倍～1.5倍管桩极限承载力取值，静压桩机采用抱压式，本工程选用680型、700型2台抱压式桩机。桩机的夹具选择长夹具，保证夹桩时，桩身侧压应力较小，且更易控制桩的垂直度。压桩速度为1.8m /min。桩机的压力仪表按规定送检。送桩杆的长度根据压桩机和送桩长度确定。
3.3工艺流程
桩位测量定位→桩机就位→吊桩→对中→焊桩尖→压第1节桩→焊接接桩→压第n节桩→(送桩)→终压→(截桩)。
3.4施工准备
(1)场地要求现场的坡度不得大于1/100，地耐力应不小于140 kNPm2。当桩机上坡时，坡度应控制在10%，上坡时卸掉桩机配重。
(2)管桩堆放管桩进场前应有出厂合格证和检验报告，强度应达设计值的100%。现场堆放不得超过4层。
(3)桩位测量定位根据基准点进行放样，将轴线控制点引出6m～8m，做好测量控制网。
3.5压桩技术
3.5.2桩机、管桩就位
桩机移至压桩位置，将桩机调平，并使其夹持器的中心对正桩位中心。管桩对中后，提起管桩少许，进行桩尖焊接，C区主楼群桩采用无桩尖的压桩，其他采用十字式桩尖。
3.5.3压桩
(1)压好第1节桩是保证整根压桩质量的关键，定位和垂直度应严格控制，压入时，先应根据机上水平仪调平机台，同时须在桩机的正面和侧面分别设经纬仪或吊线锤，监控下桩垂直度，桩身垂直度偏差不宜大于0.5%。
(2)应合理调配管节长度，尽量避免接桩时桩尖处于或接近硬持力层，管桩接头数不宜超过4个。同一承台桩的接头位置应相互错开。
(3)露出地面的管桩应及时截桩，截至地面以下300mm～500mm，以免桩机行走时损坏管桩。
(4)桩压好后桩头高出地面的部分及时截除，严禁施工机械碰撞或将桩头用作拉锚点，送桩遗留的孔洞，应立即回填做好覆盖。否则桩机行走后地面会沉陷。
3.5.4接桩
本工程的桩接头采用CO2气体保护焊， CO2纯度要求不低于99.5%，否则会降低焊缝机械性能和产生气孔。
(1)当管桩需要接长时，其入土部分桩段的桩头宜高出地面0.8m～1.0m，便于接桩焊接操作。
(2)接桩时上下节桩段应保持顺直，错位偏差不应大于2mm。
(3)管桩对接前，坡口处应刷至露出金属光泽。
(4)管桩接桩一般为“U”形坡口，可采用JM-56型的(屈服强度420MPa，抗拉强度500 MPa，延伸率22% )Φ2或Φ215焊丝。焊接时宜先在坡口圆周上对称点焊4点～6点，再分层施焊，施焊宜由2个焊工对称进行。
(5)焊接层数不得小于3层。
3.5.5送桩
本工程送桩长度为5.4m～7.0m，局部为9.5m，当桩顶压至接近地面需要送桩时，应测量出桩垂直度并检查桩顶质量，合格后立即送桩。送桩杆的中心与管桩中心线应吻合一致。
3.5.6终压
根据桩机类型，终压分持荷复压和非持荷复压，680型桩机终压值为18MPa(5212 kN)，复压3次，总沉降量不超过10mm；700型桩机的终压值为20MPa(5 540kN)，复压2次，间隔5min，每次持荷5s，总沉降量不超过10mm。
3.5.7截桩
桩头截除应采用锯桩器截割，严禁用大锤横向敲击或强行扳拉截桩。桩顶标高偏差不得大于10cm。
4静压桩施工质量控制要点
(1)加强管桩的进场检查验收工作。管桩使用前应进行全数的外观检查(桩身裂缝、端板的外观)。
(2)压桩施工过程中，应对周围建筑物的变形进行监测，并做好记录。
(3)对群桩承台压桩时，应考虑挤土效应。
(4)对有孤石桩位采取补勘措施。
(5)根据地质报告和实际情况确定配桩计划，并考虑同一承台的桩接头位置应错开。
(6)第1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%。
(7)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，粘土质土一般控制开挖深度为1.5m～2.5m，淤泥质土的开挖深度一般控制在0.5m～1.5m。
(8)压桩后的留孔宜用小木板进行覆盖。
5结语
总之，在静压高强预应力管桩施工过程中，应充分考虑各种影响因素，尽可能估计到可能发生的问题，在其应用过程中，只要严格落实现有各项技术规范、措施和有关经验，同时在施工过程中不断改进提高其技术应用水平，就可以很好地掌握施工工艺，更好地控制静压高强预应力管桩施工质量和施工安全。
参考文献：
[1]翁振东.PHC管桩静压法施工及质量管理探析[J].山西建筑，2006，32(16)：68-69.
[2]JGJ106-2003建筑基桩检测技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2003.
[3]《既有建筑地基基础加固技术规范》(JGJ123-2000)，北京，中国建筑工业出版社，2000。