預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工技術(shù)在施工中的應(yīng)用

王娟

摘要：濟(jì)南機(jī)場擴(kuò)建工程工作區(qū)綜合保障樓項(xiàng)目基礎(chǔ)工程施工中，樁基礎(chǔ)類型是預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。在施工前做好壓樁機(jī)機(jī)型選擇，并驗(yàn)收成品樁。施工過程中送樁、沉樁、接樁都有相應(yīng)的技術(shù)措施。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的特點(diǎn)是單樁承載力高、質(zhì)量好、施工快、文明施工好、綜合效益好等。這些特點(diǎn)在本工程都有所體現(xiàn)。

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(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土管樁;樁基承載力;質(zhì)量;施工工藝

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

中圖分類號(hào)：TU378 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2020）25-0115-02

0 ?引言

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的發(fā)展基礎(chǔ)是高性能混凝土和預(yù)應(yīng)力技術(shù);是專業(yè)工廠生產(chǎn)，采用先張預(yù)應(yīng)力和離心成型工藝，經(jīng)過蒸氣養(yǎng)護(hù)而成;是一種空心等截面圓筒體的構(gòu)件。施工時(shí)，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(chǔ)、碼頭等。濟(jì)南機(jī)場擴(kuò)建工程工作區(qū)綜合保障樓項(xiàng)目位于濟(jì)南遙墻國際機(jī)場以南，機(jī)場路以東，交通較為便利。項(xiàng)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(chǔ)形式是預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（AB型，樁徑500mm，樁身混凝土強(qiáng)度C80），屬于摩擦端承樁，以摩阻力為主，樁端以第8層粉質(zhì)粘土作為持力層。設(shè)計(jì)抗壓樁1570根，樁長28m、30m、33m;抗拔樁1543根，樁長15m。工程±0標(biāo)高為23.200m，地表標(biāo)高約為22.00m?？箟簶秵螛兜呢Q向抗壓承載力特征值設(shè)計(jì)取值為1600kN，抗拔樁的單樁豎向抗拔承載力特征值設(shè)計(jì)取值為350kN。樁基終壓標(biāo)準(zhǔn)：抗壓樁按圖紙中不同分區(qū)的固定樁長施打，壓樁時(shí)最大壓樁力不宜大于4800kN?？拱螛队行堕L為15m。

1 ?管樁的特點(diǎn)

①承載力高，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高。樁身的混凝土強(qiáng)度C80，屬于高強(qiáng)混凝土，管樁（AB型，樁徑500mm，樁身混凝土強(qiáng)度C80）的單樁可允許的承載力達(dá)到2300-3150kN。②樁身抗彎性能好。采用的預(yù)應(yīng)力主筋是螺紋鋼筋，具有高強(qiáng)度、低松馳的特點(diǎn)，其抗裂、抗彎、抗壓性能良好，貫入性能優(yōu)秀，能穿透大部分砂層，可以用于更多、更復(fù)雜的地質(zhì)條件。③質(zhì)量穩(wěn)定。預(yù)制過程是采用工廠化的方式生產(chǎn)，方便使用先進(jìn)設(shè)備、前沿技術(shù)，質(zhì)量易控、有保障，且方便監(jiān)測。④應(yīng)用范圍廣。單樁長度容易調(diào)整（可在5-14m范圍內(nèi)調(diào)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(zhì)條件變化大的適應(yīng)性強(qiáng)。⑤施工快，工期短。管樁工程化生產(chǎn)，便于按要求及時(shí)供樁，現(xiàn)場施工的施工準(zhǔn)備時(shí)間可以縮短，可穿插到其他的工序中同時(shí)施工。⑥有利于現(xiàn)場施工文明。相比鉆孔樁，施工現(xiàn)場無水、無泥，無混凝土污染，對現(xiàn)場文明施工特別有利。⑦經(jīng)濟(jì)性高。綜合單價(jià)相比之下比預(yù)制混凝土方樁和鉆孔灌注樁都低，單位承載力單價(jià)也比較低，并且比鋼管樁節(jié)省大量的鋼材。因此，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁從施工成本角度分析為最經(jīng)濟(jì)也是最佳選擇的材料。

2 ?施工準(zhǔn)備

2.1 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁專項(xiàng)方案 ?施工方案主要考慮施工方法和壓樁機(jī)機(jī)型選擇等方面。壓樁機(jī)按設(shè)計(jì)長度與成本，考慮樁的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、重量、入土長度、結(jié)構(gòu)斷面以及土巖性質(zhì)、土層厚度、水紋氣象等條件并結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際現(xiàn)場情況、施工進(jìn)度的要求選擇。本工程樁選用4臺(tái)ZJY-860靜壓樁機(jī)進(jìn)行樁基作業(yè)，機(jī)械設(shè)備進(jìn)場后，先自行運(yùn)行調(diào)試，待符合要求后，報(bào)監(jiān)理單位審查確認(rèn)后投入使用。

2.2 驗(yàn)樁 ?管樁進(jìn)場應(yīng)檢查其規(guī)格、批號(hào)、制作日期，并應(yīng)符合所屬的驗(yàn)收批號(hào)內(nèi)容，需做到逐根驗(yàn)收合格后，方可使用。

2.3 堆放及倒運(yùn) ?首先對堆放現(xiàn)場進(jìn)行平整，并用二點(diǎn)法要求支墊，支撐點(diǎn)要一個(gè)水平面。管樁堆放不宜超4層;當(dāng)具備條件時(shí)最好單層，也要設(shè)支墊。堆放按型號(hào)、規(guī)格分類，可以降低在施工中發(fā)生錯(cuò)誤的概率。

3 ?管樁沉樁施工

3.1 施工準(zhǔn)備 ?在交底工作完成后，樁機(jī)和材料進(jìn)場。對進(jìn)場的預(yù)制管樁進(jìn)行驗(yàn)收，不合格管樁退場。然后根據(jù)基點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行樁位放線。管理人員及監(jiān)理對樁位進(jìn)行復(fù)核。

3.2 測量放線 ?進(jìn)場后首先對坐標(biāo)基點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核，確保取得正確的測量起始數(shù)據(jù)。用極坐標(biāo)法進(jìn)行測量，其計(jì)算出的極坐標(biāo)數(shù)據(jù)必須經(jīng)兩個(gè)測量員進(jìn)行復(fù)算無誤后才能使用。采用極坐標(biāo)法進(jìn)行測量，對日后的施工監(jiān)控起著巨大作用。打樁前和打樁過程中，從正面和側(cè)面兩個(gè)方向用吊錘線結(jié)合經(jīng)緯儀定位檢測樁的垂直度。

3.3 預(yù)應(yīng)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(yàn)樁，通過試驗(yàn)樁取得正式壓樁所需要的有關(guān)控制數(shù)據(jù)，尤其是需要送樁的壓力控制值。

②樁機(jī)就位：將打樁機(jī)就位至要打樁樁位上，將樁段吊入樁機(jī)的夾樁器內(nèi)，并夾緊該樁段，焊接樁尖，然后定位樁位，由負(fù)責(zé)專業(yè)人員檢查是否正確，并請監(jiān)理人員認(rèn)真復(fù)核確認(rèn)。

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

④壓樁。1）首先應(yīng)根據(jù)施工場地情況合理制定壓樁順序。過程中要盡量連續(xù)不停歇。2）在樁身上做好長度標(biāo)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(zhì)報(bào)告顯示的土質(zhì)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(xì)記錄壓力表的壓力值。最大壓樁力不宜大于4800kN。

⑤接樁。當(dāng)管樁為多節(jié)樁時(shí)，兩節(jié)樁對接部位需進(jìn)行焊接連接。下節(jié)樁施壓后露出地面約500-1000mm時(shí)即可接樁，接樁時(shí)上下節(jié)樁段應(yīng)做好順直措施，樁心錯(cuò)位偏差在2mm內(nèi)。設(shè)導(dǎo)向箍可以保證上下樁節(jié)找平接直，樁頭間隙也應(yīng)用鐵片填實(shí)并且焊接牢固，拆除導(dǎo)向箍后，應(yīng)當(dāng)分層對稱施焊，每個(gè)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(yīng)錯(cuò)開，焊縫要連續(xù)、飽滿，敲掉焊渣后不能有夾渣或氣孔等缺陷出現(xiàn)。施焊（采用CO2氣體保護(hù)焊）完畢須自然冷卻不小于3分鐘后方可繼續(xù)施壓，冷卻嚴(yán)禁用水或焊好立即施打。焊接完成后由管理人員進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)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(shí)，然后進(jìn)行送樁。本工程樁基施工在地表進(jìn)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(yīng)滿足送樁深度的要求。送樁時(shí)，機(jī)器的軸線要與樁身的軸線相吻合。根據(jù)提前測定的局部地面標(biāo)高，計(jì)算并標(biāo)記出送樁深度，用水準(zhǔn)儀隨時(shí)跟蹤觀測，將樁端送至設(shè)計(jì)要求標(biāo)高并詳細(xì)記錄最終壓力值。送樁完成后，然后及時(shí)將送樁孔洞進(jìn)行回填。完成后，重新定位壓樁機(jī)，重復(fù)以上步驟進(jìn)行下一棵管樁施工，施工完成的樁位及時(shí)將送樁孔洞進(jìn)行回填。

⑦樁芯混凝土澆筑。樁基檢測施工完成后，往樁內(nèi)填灌C30微膨脹混凝土。壓樁過程中嚴(yán)格控制樁底標(biāo)高，避免出現(xiàn)截樁、補(bǔ)樁情況。

3.5 施工注意事項(xiàng)

①本工程打樁應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，同一根樁的中間間歇不宜超過半小時(shí)，并注意做好配樁工作，避免送樁深度超過規(guī)范要求。②預(yù)制管樁必須進(jìn)場驗(yàn)收合格才能施壓。③主軸線施測后要復(fù)測符合要求后才能施壓。④壓樁施工前應(yīng)清除雜物。⑤接樁時(shí)，對接樁部位的雜物進(jìn)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(diǎn)

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(yīng)當(dāng)將地下雜物清除干凈并回填穩(wěn)定干凈的素土、碾壓夯實(shí)后再進(jìn)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(diǎn)在于首段樁身的垂直，可以利用十字交叉法進(jìn)行觀測，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)偏差。出現(xiàn)偏差后，宜拔出重新施工，不得強(qiáng)行調(diào)直，以免斷樁，從而減低樁的承載力。

3.7.3 標(biāo)高 ?正確的水準(zhǔn)控制點(diǎn)是保證樁端達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高的先決條件。施工時(shí)設(shè)專業(yè)測量人員進(jìn)行觀測，終壓時(shí)要結(jié)合設(shè)計(jì)要求終壓值方可停止壓樁。

3.7.4 接樁焊接 ?焊接質(zhì)量也是管樁施工質(zhì)量控制的一個(gè)重點(diǎn)。焊前需清理鐵銹、泥污等，焊時(shí)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(xiàn)，焊畢須自然冷卻不小于8分鐘后方可繼續(xù)施壓（CO2氣體保護(hù)焊冷卻時(shí)間不小于3分鐘），嚴(yán)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(shù)量各為16棵;采用樁基應(yīng)力波反射法檢查樁的成樁質(zhì)量，需抽檢樁數(shù)為總樁數(shù)的20%，即需檢測620棵。

4 ?施工體會(huì)

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的樁身強(qiáng)度高、抗彎性能好、單位承載力、經(jīng)濟(jì)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(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)也好于其他樁型。主筋使用預(yù)應(yīng)力螺旋筋成樁可靠，不易損壞。通過本項(xiàng)目的施工，我們對預(yù)應(yīng)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(jīng)驗(yàn)及各種參數(shù)僅供參考，具體施工時(shí)要以施工現(xiàn)場和實(shí)際情況來確定具體的施工方案，切忌不經(jīng)分析研究而盲目使用。

隨著預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，以及人們工程實(shí)踐的不斷積累，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的施工技術(shù)將更加成熟。

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