預應力混凝土管樁施工技術在施工中的應用

王娟

摘要：濟南機場擴建工程工作區綜合保障樓項目基礎工程施工中，樁基礎類型是預應力混凝土管樁。在施工前做好壓樁機機型選擇，并驗收成品樁。施工過程中送樁、沉樁、接樁都有相應的技術措施。預應力混凝土管樁的特點是單樁承載力高、質量好、施工快、文明施工好、綜合效益好等。這些特點在本工程都有所體現。

Abstract： During the foundation construction of the comprehensive support building project in the work area of Ji'nan Airport Expansion Project， the pile foundation type is prestressed concrete pipe pile. Before construction， it should select the type of pile driver and accept the finished pile. There are corresponding technical measures for pile sending， pile sinking and pile connection during construction. The characteristics of prestressed concrete pipe piles are high single pile bearing capacity， good quality， fast construction， good civilized construction， and good comprehensive benefits. These characteristics are reflected in this project.

關鍵詞：預應力混凝土管樁;樁基承載力;質量;施工工藝

Key words： prestressed concrete pipe pile;bearing capacity of pile foundation;quality;construction technology

中圖分類號：TU378 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）25-0115-02

0 ?引言

預應力混凝土管樁的發展基礎是高性能混凝土和預應力技術;是專業工廠生產，采用先張預應力和離心成型工藝，經過蒸氣養護而成;是一種空心等截面圓筒體的構件。施工時，采用錘擊、靜壓等方法沉入地下。由于卓越性能，得到了建筑市場的廣泛采用，特別是在公建、民建、水利、港口、橋梁基礎、碼頭等。濟南機場擴建工程工作區綜合保障樓項目位于濟南遙墻國際機場以南，機場路以東，交通較為便利。項目總建筑面積95712.24m2，地上8層，地下2層，建筑高度41.3m。樁基礎形式是預應力混凝土管樁（AB型，樁徑500mm，樁身混凝土強度C80），屬于摩擦端承樁，以摩阻力為主，樁端以第8層粉質粘土作為持力層。設計抗壓樁1570根，樁長28m、30m、33m;抗拔樁1543根，樁長15m。工程±0標高為23.200m，地表標高約為22.00m?？箟簶秵螛兜呢Q向抗壓承載力特征值設計取值為1600kN，抗拔樁的單樁豎向抗拔承載力特征值設計取值為350kN。樁基終壓標準：抗壓樁按圖紙中不同分區的固定樁長施打，壓樁時最大壓樁力不宜大于4800kN。抗拔樁有效樁長為15m。

1 ?管樁的特點

①承載力高，經濟指標高。樁身的混凝土強度C80，屬于高強混凝土，管樁（AB型，樁徑500mm，樁身混凝土強度C80）的單樁可允許的承載力達到2300-3150kN。②樁身抗彎性能好。采用的預應力主筋是螺紋鋼筋，具有高強度、低松馳的特點，其抗裂、抗彎、抗壓性能良好，貫入性能優秀，能穿透大部分砂層，可以用于更多、更復雜的地質條件。③質量穩定。預制過程是采用工廠化的方式生產，方便使用先進設備、前沿技術，質量易控、有保障，且方便監測。④應用范圍廣。單樁長度容易調整（可在5-14m范圍內調整長度），可以選擇的范圍更廣，施工中安排布樁、接樁容易，對地質條件變化大的適應性強。⑤施工快，工期短。管樁工程化生產，便于按要求及時供樁，現場施工的施工準備時間可以縮短，可穿插到其他的工序中同時施工。⑥有利于現場施工文明。相比鉆孔樁，施工現場無水、無泥，無混凝土污染，對現場文明施工特別有利。⑦經濟性高。綜合單價相比之下比預制混凝土方樁和鉆孔灌注樁都低，單位承載力單價也比較低，并且比鋼管樁節省大量的鋼材。因此，預應力混凝土管樁從施工成本角度分析為最經濟也是最佳選擇的材料。

2 ?施工準備

2.1 預應力混凝土管樁專項方案 ?施工方案主要考慮施工方法和壓樁機機型選擇等方面。壓樁機按設計長度與成本，考慮樁的結構形狀、尺寸、重量、入土長度、結構斷面以及土巖性質、土層厚度、水紋氣象等條件并結合現場的實際現場情況、施工進度的要求選擇。本工程樁選用4臺ZJY-860靜壓樁機進行樁基作業，機械設備進場后，先自行運行調試，待符合要求后，報監理單位審查確認后投入使用。

2.2 驗樁 ?管樁進場應檢查其規格、批號、制作日期，并應符合所屬的驗收批號內容，需做到逐根驗收合格后，方可使用。

2.3 堆放及倒運 ?首先對堆放現場進行平整，并用二點法要求支墊，支撐點要一個水平面。管樁堆放不宜超4層;當具備條件時最好單層，也要設支墊。堆放按型號、規格分類，可以降低在施工中發生錯誤的概率。

3 ?管樁沉樁施工

3.1 施工準備 ?在交底工作完成后，樁機和材料進場。對進場的預制管樁進行驗收，不合格管樁退場。然后根據基點坐標進行樁位放線。管理人員及監理對樁位進行復核。

3.2 測量放線 ?進場后首先對坐標基點進行復核，確保取得正確的測量起始數據。用極坐標法進行測量，其計算出的極坐標數據必須經兩個測量員進行復算無誤后才能使用。采用極坐標法進行測量，對日后的施工監控起著巨大作用。打樁前和打樁過程中，從正面和側面兩個方向用吊錘線結合經緯儀定位檢測樁的垂直度。

3.3 預應力混凝土管樁施工藝流程（圖1）

3.4 打樁施工具體施工方法

①試樁：正式打樁施工前，先施工試驗樁，通過試驗樁取得正式壓樁所需要的有關控制數據，尤其是需要送樁的壓力控制值。

②樁機就位：將打樁機就位至要打樁樁位上，將樁段吊入樁機的夾樁器內，并夾緊該樁段，焊接樁尖，然后定位樁位，由負責專業人員檢查是否正確，并請監理人員認真復核確認。

③管樁吊運及插樁。管樁起吊采用兩頭起吊法，過程中應平穩、輕放，以免樁身受振動、沖撞、破損。樁位確認無誤后，將樁插入土中50-100cm，用靠尺和經緯儀校核樁的垂直度，管樁的垂直度首節偏差不得超過0.3%，符合要求后方可壓樁。

④壓樁。1）首先應根據施工場地情況合理制定壓樁順序。過程中要盡量連續不停歇。2）在樁身上做好長度標記，方便觀察入土深度。3）在初始階段，壓樁速度不宜過快，可以參考地質報告顯示的土質情況合理的選擇壓樁速度，一般選擇1.5-2.0m/min的速度。過程中需要定期、不定期的觀測樁身位移、垂直度等情況，并詳細記錄壓力表的壓力值。最大壓樁力不宜大于4800kN。

⑤接樁。當管樁為多節樁時，兩節樁對接部位需進行焊接連接。下節樁施壓后露出地面約500-1000mm時即可接樁，接樁時上下節樁段應做好順直措施，樁心錯位偏差在2mm內。設導向箍可以保證上下樁節找平接直，樁頭間隙也應用鐵片填實并且焊接牢固，拆除導向箍后，應當分層對稱施焊，每個樁頭相接的接頭焊接焊縫不能少于兩層，且每層的焊縫接頭也應錯開，焊縫要連續、飽滿，敲掉焊渣后不能有夾渣或氣孔等缺陷出現。施焊（采用CO2氣體保護焊）完畢須自然冷卻不小于3分鐘后方可繼續施壓，冷卻嚴禁用水或焊好立即施打。焊接完成后由管理人員進行驗收，驗收合格、焊縫冷卻后，刷紅丹二度。管樁接頭鋼零件涂刷腐蝕耐磨涂層500μm。

⑥送樁。管樁連接完成后用1-2mm厚薄鋼板將管樁頂口封堵密實，然后進行送樁。本工程樁基施工在地表進行壓樁，送樁深度為4-9m。送樁施工采用專用送樁器，送樁器長度應滿足送樁深度的要求。送樁時，機器的軸線要與樁身的軸線相吻合。根據提前測定的局部地面標高，計算并標記出送樁深度，用水準儀隨時跟蹤觀測，將樁端送至設計要求標高并詳細記錄最終壓力值。送樁完成后，然后及時將送樁孔洞進行回填。完成后，重新定位壓樁機，重復以上步驟進行下一棵管樁施工，施工完成的樁位及時將送樁孔洞進行回填。

⑦樁芯混凝土澆筑。樁基檢測施工完成后，往樁內填灌C30微膨脹混凝土。壓樁過程中嚴格控制樁底標高，避免出現截樁、補樁情況。

3.5 施工注意事項

①本工程打樁應連續進行，同一根樁的中間間歇不宜超過半小時，并注意做好配樁工作，避免送樁深度超過規范要求。②預制管樁必須進場驗收合格才能施壓。③主軸線施測后要復測符合要求后才能施壓。④壓樁施工前應清除雜物。⑤接樁時，對接樁部位的雜物進行清理。

3.6 施工允許誤差

①樁位施放偏差不大于10mm，成樁的垂直度偏差不大于1%。②樁的中心線偏差不大于5mm。

3.7 控制要點

3.7.1 樁位 ?施工前充分了解場地情況，特別是表層土有無建筑垃圾或者巖石情況。應當將地下雜物清除干凈并回填穩定干凈的素土、碾壓夯實后再進行施工，不然容易造成樁位的偏移。

3.7.2 垂直度 ?垂直度控制重點在于首段樁身的垂直，可以利用十字交叉法進行觀測，能夠及時發現偏差。出現偏差后，宜拔出重新施工，不得強行調直，以免斷樁，從而減低樁的承載力。

3.7.3 標高 ?正確的水準控制點是保證樁端達到設計標高的先決條件。施工時設專業測量人員進行觀測，終壓時要結合設計要求終壓值方可停止壓樁。

3.7.4 接樁焊接 ?焊接質量也是管樁施工質量控制的一個重點。焊前需清理鐵銹、泥污等，焊時要對稱、分層焊接，以便能減少焊接變形，并保證焊縫均勻、飽滿，夾渣、氣孔等缺陷不得出現，焊畢須自然冷卻不小于8分鐘后方可繼續施壓（CO2氣體保護焊冷卻時間不小于3分鐘），嚴禁使用水冷卻或焊好立即施打。接頭焊縫表面涂刷紅丹二度。

3.7.5 成樁檢測

在樁基施工完成15天后，采用靜載試樁的辦法檢查樁的豎向承載力，抗壓樁、抗拔樁檢測數量各為16棵;采用樁基應力波反射法檢查樁的成樁質量，需抽檢樁數為總樁數的20%，即需檢測620棵。

4 ?施工體會

預應力混凝土管樁的樁身強度高、抗彎性能好、單位承載力、經濟成本是各種樁型中較低的，貫入性能好，施工快，工期短，綜合經濟效益指標也好于其他樁型。主筋使用預應力螺旋筋成樁可靠，不易損壞。通過本項目的施工，我們對預應力管樁的施工工藝有了較為深入的理解。本文中所講到的施工經驗及各種參數僅供參考，具體施工時要以施工現場和實際情況來確定具體的施工方案，切忌不經分析研究而盲目使用。

隨著預應力混凝土管樁的廣泛應用和發展，以及人們工程實踐的不斷積累，預應力混凝土管樁的施工技術將更加成熟。

參考文獻：

[1]GB13476-2017，先張法預應力砼管樁[S].

[2]JGJ106-2014，建筑基樁檢測技術規范[S].

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