试论高层建筑基础工程中的预应力管桩施工技术

试论高层建筑基础工程中的预应力管桩施工技术

王旭

关键词：建筑基础；预应力管桩；施工技

一、预应力管桩的概述

与沉管灌注桩相比，预应力管桩有很多优点，例如，它的质量更易于检查和控制、生产工厂化、施工速度快等，因此，比起灌注桩，沉桩的质量更有保证，尤其对于软土地基，灌注桩会发生挤土现象，极易导致断桩产生。此外，由于预应力管桩对环境污染小、对周围建筑物影响相对较小、施工现场噪音小以及振动小等优点，被广泛应用在城市高架桥和立交桥的建设中。预应力混凝土管桩作为桥梁的基础之一，其施工质量能够对桥梁使用安全产生直接影响。沉桩的施工场所是地下，有很强的技术性和隐蔽性，因此，对其施工过程的监理必须十分严格，才能够保证工程质量达标。为了确保工程质量安全，在施工前以及施工过程中，都必须对预应力管桩进行极其严格的质量控制。

影响预应力混凝土管桩的施工质量的因素有很多，无论哪个阶段不慎重，都会导致质量隐患或者质量事故发生。在高层建筑基础工程中，需要对预应力混凝土管桩的施工质量进行多方面、全过程控制，从而保证施工效果良好。

二、预应力管桩的特点

1.管桩工地一般采用机械化施工，要保证施工现场整洁，避免钻孔灌注桩工地上出现脏乱现象，如泥浆满地流、忙乱等，可以连续24小时进行施工。

2.管桩的施工速度很快，每台打桩机打7-8根桩只需要一台班就能完成，能够准时完成桩基的承载力在20000kn以上的工程，因此，可以缩短建设工期，节省时间，创造更多效益，达到降低工程造价的目的。

3.施工过程中，压桩时引起的应力并不大，桩身也不会有预应力出现，通常情况下，桩头也是完好的，因此进行复压时比较简单。

4.单桩承载力高。管桩之间具有挤压作用，因此跟相同直径的钻孔灌注桩或者沉管灌注桩比起来，管桩具有更高的承载力。

5.对起伏变化大的持力层有很强的适应性。因为管桩具有长短不同的桩节，一般每节在4-16m之间，可以进行灵活搭配，接桩很方便，在施工过程中可以根据地质条件的变化随时对接桩长度进行调整，节省桩的用量。

6.吊装运输方便，接桩迅速简便。管桩的节长通常在13m以内，而且桩身具有预应力，因此，起吊时，将管桩的两端用特制的吊钩勾住，这样就能轻松地将管桩吊起来。

三、预应力管桩的施工技术

1.材料进场。预应力高强混凝土管桩的质量是否达标，主要取决于混凝土的抗压强度。管桩的外观应该达到相应的规范和标准的要求，比如是否存在表面裂缝、桩身的弯曲度、桩端面的平整度、桩外径、壁厚等。此外，对于进场管桩的各项证书要严格检查，如合格证、产品质量保证书、检测报告等，确认证件是否齐全，是否符合要求。

2.运输、堆放和起吊。由于自重和支点设置的变化，在桩体内可能会产生大小不等的内力，它们会对桩身的质量产生影响，因此，运输和堆放预应力高强混凝土管桩时，应考虑到这个因素。堆放管桩的场地要求必须是平整的、坚实的，还应该有排水措施；按设计要求为底层管桩设置垫木，并以楔形木挡住防止其滚动。按设计要求对管桩进行堆放，防止放置层间垫木时出现上下错位现象。管桩进场时应按计划实行分批制，堆放时进行分类，结合打桩顺序和施工的总平面图，在保证桩机正常行走的情况下，尽量将管桩堆放在打桩区，以避免出现二次盘桩等现象。

3.压桩机械选择。选择压桩机的吨位和机型时要考虑两个方面的因素，即工程的具体地质资料和单桩的承载力。如果选择压桩机时选择的吨位过小，就可能导致桩压不下去的状况，不能够满足设计的要求；如果选择压桩机时选择的吨位过大，就要求施工场地具有很强的耐力，避免出现陷机的情况，比如，施工场地被积水浸泡过或者为耕植土、新填土时极易发生陷机，这就可导致质量事故的发生，如，斜桩、桩身以及桩头破损、桩位偏移大、上部桩体被挤坏或者上下节桩接头断裂等。

4.沉桩施工工艺

4.1预钻孔打桩工艺

首先，在地面桩位处进行钻孔，之后将预应力高强混凝土管桩插入孔中，最后压至设计标高。预钻孔深度受很多因素影响，如土质、临近建筑物距离、孔径与桩长等，钻孔时以对单桩承载力不产生明显影响和陷机为原则；在实际应用中，钻孔深度通常为桩长的三分之一，钻孔径跟桩径比起来，小10cm左右；使用大吨位桩机时需要慎重，必须及时回填送桩孔。

4.2合理安排沉桩顺序

沉桩时必须保证不能影响附近的建筑物等，因此，施工时通常采用由近及远的顺序。

4.3控制压桩施工进度

适当对压桩施工速度进行控制，保证孔隙有足够的时间消散水压力；在实际施工过程中，虽然这样做可能会使工期延长，但是有些情况下这也是必须的。

4.4施工围护结构

在施工较深的基坑周围支围护结构，如地下连续墙、钢板桩等，或者将防护桩打设在需要保护的建筑物外围，利用这些围护结构减小沉桩产生的挤土影响，为确保施工的科学性和桩的基础承载能力，必须将施工和设计紧密结合起来。

4.5减小孔隙水压力

减小孔隙水压力有多种方法，如设置隔离砂井、预钻排水孔以及井点降水等，但是需要注意的是降排水会改变孔隙水压力分布梯度和造成土体固结，这可能会导致意外事故的发生，因此，施工时应慎重采用。

5.施工质量管理控制

1.在施工阶段，对于工程质量，施工单位要负全责，它是工程质量的形成主体。施工单位必须单独设立一个副总经理负责质量管理，以帮助最高管理者共同负责。要建立由领导、各级施工组织共同监督的专门职能机构，加强质量管理。

2.施工单位要建立质量管理体系并对其进行健全，制定体系文件。文件包括程序文件、作业手册、质量手册和操作规程。体系文件是施工单位对工程进行质量管理的依据，要对其进行全面贯彻落实。

3.结合工程的特点和施工设计要求，制定完善工程的质量计划，分解工程质量目标，层层下达、落实，使每个职工都对工作的质量要求以及标准充分了解，明确努力的方向。

4.对施工过程的控制需要按质量计划进行，前后工序之间要进行交接确认。对于关键的质量控制点，必须对其实行施工质量认可签字制度，前一道工序的质量得到认可并签字后，才可以对下道工序进行施工。如果现场发现不符合规程或者不合格的作业，操作方法、措施、手段不能保证施工质量时，质量监督人员能够对其进行否决，并通知其进行返工、弥补以及停工。

5.严格检验进场材料、设备以及构配件。材料、设备以及构配件对工程来说，是永久性的组成部分，因此，它们的质量好坏能够极大地影响工程的质量。所有进入现场的材料、设备和构配件都要有说明书、合格证以及检验证明等。质检部门必须逐项检查现场的材料、设备和构配件。对于那些不符合图纸要求的、文件质量条款要求的、设计文件要求的，坚决不允许使用。

6.建立完整的质量资料记录制度。质量资料对工程质量控制活动的全过程都进行详细地记录，它是投产运行、竣工及完工后进行维修管理的重要参考资料。

结束语

预应力混凝土管桩具有很好的隐蔽性和特殊性，监理单位需要对工程的施工质量进行全过程控制。桩的检测及补救措施实施起来比较困难，因此在施工前和施工中对其进行监理极为重要。监理人必须对施工工艺的整个流程全面掌握，提前确定好检验标准以及质量控制要求，监督施工单位严格按要求施工，保障工程质量，为建造高质量的桥梁提供科学的依据。

参考文献

[1]郑俊杰，彭宏.预应力混凝土管桩研究与应用进展[j].平顶山工学院学报.2011（4）

[2]金舜.我国预应力混凝土管桩的发展近况和方向[j].混凝土和水泥制品.2011（8）