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摘要：预应力管桩已经广泛应用于房屋建筑工程之中，锤击预应力管桩具有施工工艺简单易控，综合造价较低，施工进度快等特点，本文重点介绍了锤击预应力管桩施工技术的工艺流程及质量管理要求。
关键词：预应力管桩；锤击；筒式柴油锤；接桩
中图分类号：TU378文献标识码： A
一、概述
预应力管桩因为它的强度比普通的预制方桩强度高、施工操作简单、对土层的适应能力较强、造价比较经济等特点而得到了广泛地应用。采用柴油锤锤击管桩，由于锤击设备重量轻，运输方便容易，进出场费用低，对施工场地土质承载力的要求较低，管桩能够穿透较厚的粗砂、圆砾和强风化岩层，通过性能相对较好，特别适应在软土地区施工。由于柴油锤施工时噪音大，液压锤已经在我国逐步开始生产和应用，但我国生产的液压锤数量较少，价格也较贵，目前还不能代替柴油锤。但是由于柴油锤施打管桩时有冲击载荷，管桩的桩头容易打碎，所以施工时需要特别注意。
二、锤击预应力管桩施工工艺
1 施工前期准备工作
承包人进场后，业主应该向承包人提供建筑场地的工程地质及水文地质资料、地下管线资料与管桩基础的施工图，承包人应该尽快调查场地及周围环境，平整并夯实施工场地，使打桩机械能够顺利进入，清除施工地上地下障碍物，根据现场施工控制网点和施工图进行测量，由专职测量人员将施工图上的桩位逐个施放在打桩现场，测量控制点位置不得受打桩施工影响。正式施工前，承包人应该向业主与监理单位提供施工组织设计或施工方案，打桩设备的技术性能资料，管桩的出厂合格证及产品说明书，有关管桩荷载、施工工艺（试打桩）等的实验资料。
打桩机使用前，承包人应该认真进行检查，确保性能可靠，经报验调试合格后方可进行使用。预制桩进场前，承包人应该提供合格证、试块报告、碱含量报告等相关资料。在施工前，承包人的现场管理人员要再次进行逐根检查，确定桩身没有质量问题，施焊面上应该没有油漆杂物等污染，否则应该清理干净，做好防锈处理。管桩通过平板拖车运至打桩现场，吊放于施工指定地点，为防止管桩运输和堆放产生自重应力破坏，管桩要放在坚实平整的地面上。当管桩分层堆放时，要有防止滚动的措施，严禁用桩架的卷扬机拖拉管桩。
2柴油打桩锤的选择
柴油锤的锤击能量大，工效高，现在广泛应用的是筒式柴油锤。筒式柴油锤供油油门分为4档，1档最小，4档最大，打桩时一般启用2~3档，操作者比较容易掌握，锤击能量也比较容易估算。在选择打桩锤时，主要是根据土质、岩性和布桩状况，保证桩的承载力满足设计要求，能够顺利或基本顺利地将桩下沉到设计深度，并且保证管桩的破损率能控制在1%左右，最多不超过3%。根据施工经验，柴油锤最大的成桩能力一般为100倍的型号数（KN）。例如，如果要打极限承载力为5000KN的Ф500mm预应力管桩，只有D50及D50以上的柴油锤可以考虑选用。然后下一步就是参照以往施工的经验，按照锤重与桩重的比例来进一步选择锤体，一般土质情况下，柴油锤重量与成桩桩重之比可取0.5，若软土较厚，可取0.4。本工程中，遵循“重锤低击”的原则，经过上述计算以及经验的分析，柴油锤选用D80型号，桩帽采用圆筒形，套桩头的筒体深度为400mm，内径比管桩外径大20mm，桩帽与管桩桩头之间设置了弹性衬垫。
3 管桩的施打
预应力管桩施工时随着成桩数量的增加，各层土体的密度会随之增高。因此，土体与桩身表面间的摩擦阻力也相应增大，压桩时所需的压力也在增加。所以压桩路线不能选择从两侧往中间进行，这样在打桩过程中，地基土体可以自由扩张，避免地基土上升使地表升高，又不会因土的挤压而造成部分桩身发生倾斜。在本工程中打桩路线选择从距离现场建筑物的近处开始向远离建筑物方向施工。
打入地下的第一节管桩俗称“底桩”。底桩端部一般设有桩尖。底桩就位前，应在桩身划出以米为单位的长度标记，并按从下至上的顺序标明桩的长度，以便于观察桩的入土深度以及记录每米沉桩的锤击数。管桩节长较短，重量相对于方桩来说较轻，可用轮胎吊将桩送至桩机前，用桩机上的吊钩喂桩，采用一点绑扎，吊点选择在桩的四分之一处位置，管桩吊立应该轻吊慢拖，严防碰撞。先将管桩头部插入桩锤下面的桩帽套内，再用人工扶住管桩下端将管桩桩尖对准测量人员标记的桩位点。底桩就位后，必须进行调直工作，这是保证成桩质量的关键因素，绝不容忽视。在一般情况下，在插桩入土300-500mm时，就可以开始进行桩身调直工作，保证桩身、桩帽和桩锤的中心线必须重合。如果桩身未调直就开锤，不仅桩的垂直度会超过规范要求，而且会发生偏心锤击，可能会将桩头打裂击碎。因此，一般管桩的施工规范均要求底桩起吊就位插入地面时桩身的垂直度偏差不得大于0.5%，，否则要调直后才能开锤，必要时就要拔出重新插入，直至满足要求为止。测量管桩桩身与打桩架导杆的垂直度时，可用两台经纬仪在离打桩15m以外成正交方向进行观察。
当打桩锤锤击桩头时，就产生一个沿桩身向下传播的压缩应力波，应力波的最大强度主要取决于桩锤的锤击速度。为了防止桩受锤击时产生过大的冲击应力而使桩头打烂击碎，在选择自由落锤打桩时，一般要遵循“重锤低击”的原则适当限制压桩速度，沉桩速度一般控制在1m/min左右为宜。
为将管桩打到设计标高，需要采用送桩器，送桩器采用钢板制作，长度一般比原地面至桩顶设计标高的距离长50cm，上下两端面平整，且与中心线相垂直，并且应该具有足够的强度。设计送桩器的原则是阻力不能太大，容易拔出，能将冲击力有效地传到桩上，并能重复使用，送桩工具要紧接桩顶部分。为了便于控制送桩桩顶标高，每个桩基施工前应先测出自然地面的标高，计算后在送桩器上标出桩顶刻度线。送桩器上有刻度线，用来确定达不到设计标高的桩顶高度。
4 接桩与收锤
当底桩桩头露出地面0.5~1.0m时可暂停锤击，进行管桩接长工序，管桩焊接施工应由有经验的焊工按照技术规程的要求认真进行，焊缝要焊满。首先用钢丝刷将两个桩头上的泥土、油污、铁锈等清洗干净，露出金属光泽，保证垂直度偏差符合規范要求，再在底桩桩头上扣上一格特制的接桩夹具，将待接的上桩吊入夹具内就位调直后，先用电焊枪在接缝剖口圆周上均匀对称点焊4~6点，待上下节桩固定拆除夹具后进行正式施焊。施焊第一层时，宜适当加大电流，加大熔深。为了加快施工速度，减少接桩时间，可以设2-3名焊工同时施焊，焊毕停止约十分钟后可以进行沉桩施工。
试打桩应在正式开工前进行。当地质条件复杂、持力层起伏较大时，试打桩数量可适当增多。试打桩的规格、长度及地质条件应有代表性，应选在工程地质钻探孔附近，施打条件应与工程桩一致。通过试打桩，可以了解管桩的可打性，验证选锤的合理性，在保证承载力设计值的前提下提出比较适合实际的可操作的收锤标准。用高应变动测仪器设备配合柴油锤打桩机进行现场试打桩，可以尽快地确定比较合理的收锤标准。当桩尖被打入设计持力层一定深度时，施工人员便要考虑终止锤击的问题。过早停打，桩的承载能力可能达不到设计要求，但是过迟停打，桩身与桩头可能会被打坏。在停锤之前，施工人员一般均需获得桩身最后十击贯入度及最后一米沉桩锤击数等各种沉桩信息，如果符合事先确定的停打控制条件，即可收锤停打。
三、结语
施工完成后，采用低应变检测以检查工程桩的桩身完整性，随机抽取3根桩进行单桩竖向静载试验，以准确确定单桩的竖向抗压承载力特征值。管桩的施工过程中，必须对每根桩做好施工记录，记录包括桩的节数，每节长度，总锤击数，最后1米锤击数，最后三阵每阵时的平均贯入度，并将全部资料整理成册。
综上所述，锤击预应力管桩技术可以显著地减少沉降量，大幅度地提高承载力，且适用于各种土层，技术工艺简单，施工方法灵活，注浆设备简单，便于普及，因此具有显著的经济效益，值得大家对其进行更加深入地研究。
关键词：预应力管桩；锤击；筒式柴油锤；接桩
中图分类号：TU378文献标识码： A
一、概述
预应力管桩因为它的强度比普通的预制方桩强度高、施工操作简单、对土层的适应能力较强、造价比较经济等特点而得到了广泛地应用。采用柴油锤锤击管桩，由于锤击设备重量轻，运输方便容易，进出场费用低，对施工场地土质承载力的要求较低，管桩能够穿透较厚的粗砂、圆砾和强风化岩层，通过性能相对较好，特别适应在软土地区施工。由于柴油锤施工时噪音大，液压锤已经在我国逐步开始生产和应用，但我国生产的液压锤数量较少，价格也较贵，目前还不能代替柴油锤。但是由于柴油锤施打管桩时有冲击载荷，管桩的桩头容易打碎，所以施工时需要特别注意。
二、锤击预应力管桩施工工艺
1 施工前期准备工作
承包人进场后，业主应该向承包人提供建筑场地的工程地质及水文地质资料、地下管线资料与管桩基础的施工图，承包人应该尽快调查场地及周围环境，平整并夯实施工场地，使打桩机械能够顺利进入，清除施工地上地下障碍物，根据现场施工控制网点和施工图进行测量，由专职测量人员将施工图上的桩位逐个施放在打桩现场，测量控制点位置不得受打桩施工影响。正式施工前，承包人应该向业主与监理单位提供施工组织设计或施工方案，打桩设备的技术性能资料，管桩的出厂合格证及产品说明书，有关管桩荷载、施工工艺（试打桩）等的实验资料。
打桩机使用前，承包人应该认真进行检查，确保性能可靠，经报验调试合格后方可进行使用。预制桩进场前，承包人应该提供合格证、试块报告、碱含量报告等相关资料。在施工前，承包人的现场管理人员要再次进行逐根检查，确定桩身没有质量问题，施焊面上应该没有油漆杂物等污染，否则应该清理干净，做好防锈处理。管桩通过平板拖车运至打桩现场，吊放于施工指定地点，为防止管桩运输和堆放产生自重应力破坏，管桩要放在坚实平整的地面上。当管桩分层堆放时，要有防止滚动的措施，严禁用桩架的卷扬机拖拉管桩。
2柴油打桩锤的选择
柴油锤的锤击能量大，工效高，现在广泛应用的是筒式柴油锤。筒式柴油锤供油油门分为4档，1档最小，4档最大，打桩时一般启用2~3档，操作者比较容易掌握，锤击能量也比较容易估算。在选择打桩锤时，主要是根据土质、岩性和布桩状况，保证桩的承载力满足设计要求，能够顺利或基本顺利地将桩下沉到设计深度，并且保证管桩的破损率能控制在1%左右，最多不超过3%。根据施工经验，柴油锤最大的成桩能力一般为100倍的型号数（KN）。例如，如果要打极限承载力为5000KN的Ф500mm预应力管桩，只有D50及D50以上的柴油锤可以考虑选用。然后下一步就是参照以往施工的经验，按照锤重与桩重的比例来进一步选择锤体，一般土质情况下，柴油锤重量与成桩桩重之比可取0.5，若软土较厚，可取0.4。本工程中，遵循“重锤低击”的原则，经过上述计算以及经验的分析，柴油锤选用D80型号，桩帽采用圆筒形，套桩头的筒体深度为400mm，内径比管桩外径大20mm，桩帽与管桩桩头之间设置了弹性衬垫。
3 管桩的施打
预应力管桩施工时随着成桩数量的增加，各层土体的密度会随之增高。因此，土体与桩身表面间的摩擦阻力也相应增大，压桩时所需的压力也在增加。所以压桩路线不能选择从两侧往中间进行，这样在打桩过程中，地基土体可以自由扩张，避免地基土上升使地表升高，又不会因土的挤压而造成部分桩身发生倾斜。在本工程中打桩路线选择从距离现场建筑物的近处开始向远离建筑物方向施工。
打入地下的第一节管桩俗称“底桩”。底桩端部一般设有桩尖。底桩就位前，应在桩身划出以米为单位的长度标记，并按从下至上的顺序标明桩的长度，以便于观察桩的入土深度以及记录每米沉桩的锤击数。管桩节长较短，重量相对于方桩来说较轻，可用轮胎吊将桩送至桩机前，用桩机上的吊钩喂桩，采用一点绑扎，吊点选择在桩的四分之一处位置，管桩吊立应该轻吊慢拖，严防碰撞。先将管桩头部插入桩锤下面的桩帽套内，再用人工扶住管桩下端将管桩桩尖对准测量人员标记的桩位点。底桩就位后，必须进行调直工作，这是保证成桩质量的关键因素，绝不容忽视。在一般情况下，在插桩入土300-500mm时，就可以开始进行桩身调直工作，保证桩身、桩帽和桩锤的中心线必须重合。如果桩身未调直就开锤，不仅桩的垂直度会超过规范要求，而且会发生偏心锤击，可能会将桩头打裂击碎。因此，一般管桩的施工规范均要求底桩起吊就位插入地面时桩身的垂直度偏差不得大于0.5%，，否则要调直后才能开锤，必要时就要拔出重新插入，直至满足要求为止。测量管桩桩身与打桩架导杆的垂直度时，可用两台经纬仪在离打桩15m以外成正交方向进行观察。
当打桩锤锤击桩头时，就产生一个沿桩身向下传播的压缩应力波，应力波的最大强度主要取决于桩锤的锤击速度。为了防止桩受锤击时产生过大的冲击应力而使桩头打烂击碎，在选择自由落锤打桩时，一般要遵循“重锤低击”的原则适当限制压桩速度，沉桩速度一般控制在1m/min左右为宜。
为将管桩打到设计标高，需要采用送桩器，送桩器采用钢板制作，长度一般比原地面至桩顶设计标高的距离长50cm，上下两端面平整，且与中心线相垂直，并且应该具有足够的强度。设计送桩器的原则是阻力不能太大，容易拔出，能将冲击力有效地传到桩上，并能重复使用，送桩工具要紧接桩顶部分。为了便于控制送桩桩顶标高，每个桩基施工前应先测出自然地面的标高，计算后在送桩器上标出桩顶刻度线。送桩器上有刻度线，用来确定达不到设计标高的桩顶高度。
4 接桩与收锤
当底桩桩头露出地面0.5~1.0m时可暂停锤击，进行管桩接长工序，管桩焊接施工应由有经验的焊工按照技术规程的要求认真进行，焊缝要焊满。首先用钢丝刷将两个桩头上的泥土、油污、铁锈等清洗干净，露出金属光泽，保证垂直度偏差符合規范要求，再在底桩桩头上扣上一格特制的接桩夹具，将待接的上桩吊入夹具内就位调直后，先用电焊枪在接缝剖口圆周上均匀对称点焊4~6点，待上下节桩固定拆除夹具后进行正式施焊。施焊第一层时，宜适当加大电流，加大熔深。为了加快施工速度，减少接桩时间，可以设2-3名焊工同时施焊，焊毕停止约十分钟后可以进行沉桩施工。
试打桩应在正式开工前进行。当地质条件复杂、持力层起伏较大时，试打桩数量可适当增多。试打桩的规格、长度及地质条件应有代表性，应选在工程地质钻探孔附近，施打条件应与工程桩一致。通过试打桩，可以了解管桩的可打性，验证选锤的合理性，在保证承载力设计值的前提下提出比较适合实际的可操作的收锤标准。用高应变动测仪器设备配合柴油锤打桩机进行现场试打桩，可以尽快地确定比较合理的收锤标准。当桩尖被打入设计持力层一定深度时，施工人员便要考虑终止锤击的问题。过早停打，桩的承载能力可能达不到设计要求，但是过迟停打，桩身与桩头可能会被打坏。在停锤之前，施工人员一般均需获得桩身最后十击贯入度及最后一米沉桩锤击数等各种沉桩信息，如果符合事先确定的停打控制条件，即可收锤停打。
三、结语
施工完成后，采用低应变检测以检查工程桩的桩身完整性，随机抽取3根桩进行单桩竖向静载试验，以准确确定单桩的竖向抗压承载力特征值。管桩的施工过程中，必须对每根桩做好施工记录，记录包括桩的节数，每节长度，总锤击数，最后1米锤击数，最后三阵每阵时的平均贯入度，并将全部资料整理成册。
综上所述，锤击预应力管桩技术可以显著地减少沉降量，大幅度地提高承载力，且适用于各种土层，技术工艺简单，施工方法灵活，注浆设备简单，便于普及，因此具有显著的经济效益，值得大家对其进行更加深入地研究。