预应力混凝土管桩联合水泥搅拌桩在水闸基础工程中的应用实践

预应力混凝土管桩联合水泥搅拌桩在水闸基础工程中的应用实践

林斌

（福建创盛建设有限公司 福建 福州 350000）

摘要：采用预应力混凝土管桩，锤击沉桩打入桩基基础，先行检测单桩竖向抗压承载力满足设计要求。最终实现对水闸地基的加固处理，已达到设计使用目的。

关键词：预应力混凝土管桩、锤击沉桩、试验检测

1工程概况

龙湖公园船闸工程位于邯郸龙湖公园的西面。设计要求采用预应力混凝土管桩的沉桩作为桩基基础。沉桩采用锤击机械方式。管桩属于新型建材，应采用质量符合国家规定标准，信誉可靠的产品；型号为PHC桩AB型，桩长15m，直径500mm壁厚125mm单桩承载力特征值354KN。布置在上、下闸首和闸身段下部，成正方形桩分布，该工程地质地土层为第四纪松散沉积的土层冲洪积而成。

2预应力混凝土管桩沉桩施工工艺

2.1管桩定位

测放桩位时，在桩位中心处用钢筋头打入土中，然后以钢筋头为圆心、桩身半径为半径，用白灰在地上划圆，使桩头能依据圆准确定位。

管桩基础施工的轴线定位点和水准基点应设置在不受施工影响的地方，一般要求距离群桩的边缘不少于30m。

2.2管桩的垂直度控制

管桩由动滑轮吊起与桩帽及桩帽座直立就位后，采用两台经纬仪在离桩架15m以外正交方向进行观察校正，也可在正交方向上设置两根垂直垂线吊砣进行观察校正，要求打入前使用水平靠尺检测桩的垂直度垂直控制在0.3%以内，成桩后垂直度应控制在0.5%以内。每台打桩机配备一把长条水准尺，可随时量测桩体的垂直度和桩端面的水平度。

2.3先张力法锤击沉桩

管桩在打入前，在桩身上划出以米为单位的长度标记，并按以下至上的顺序以地基面高程为控制点来计算沉桩的长度，以便观察桩的入土深度及每米锤击数，保证管桩的沉桩高程在规范允许的范围内高程一致。

管桩沉桩顺序应按“先中间后四周、先密集桩后稀疏桩、先长桩后短桩、先大直径桩后小直径桩、先大承台桩后小承台桩的原则，同时应结合地质条件，场地与周围建筑物地下管线的关系，兼顾施工方便综合考虑确定更为合理的沉桩顺序。

2.4接桩

（1）当管桩需要接长时，其入土部分桩段的桩头离地面50cm左右可停锤开始接桩。（2）下节桩的桩头处设导向箍以方便上节桩就位。接桩时上下节桩段应保持顺直，错位偏差不得大于2mm。（3）上下节桩之间的空隙应用铁片全部填实，结合面的间隙用游标卡尺来检测间距不得大于2mm。（4）焊接前，焊接坡口表面应用铁刷子清刷干净，露出金属光泽。在坡口圆周上对称点焊６处，待上下桩节固定后，施焊由两到三个焊工同时进行。焊接质量要满足相关规范要求。

2.5配桩与送桩

（1）配桩。在施工前，先详细研究地质资料，然后根据设计图纸、地质资料预估桩长（桩顶设计标高至桩端的距离）对每条桩进行配桩，同时在每个承台的桩施工前，对第一条桩适当地配长一些（一般多配1.5～2.0m），以便掌握该地方的地质情况，其它的桩可以根据该桩的入土深度或加或减，合理地使用材料，节约管桩。

（2）送桩。a.本工程须送桩2～3m,送桩存在一些不利方面，如由于送桩时桩帽与桩顶之间有一定空隙，因此打桩时此部分不是一个很好的整体，往往使桩容易偏斜和损坏，另外打桩锤击力经送桩器后，能量有所消耗，影响对桩的打击能力。因此送桩不宜太深，且应控制在设计允许的范围内。b.送桩前应用水平靠尺检测沉桩的垂直度，合格者方可送桩。c.送桩作业时，送桩器与管桩桩头之间应放置1～2层麻袋或硬纸板作衬垫。送桩器上下两端面应平整，且与送桩器中心轴线相垂直。送桩器下端面应开孔，使管桩内腔与外界连通。d.打桩至送桩的间隔时间不应太长，应即打即送。

收锤标准

根据设计要求，结合度试桩报告、地质资料，当沉桩满足设计贯入度和桩入土深度达到要求时，即可收锤。

若沉桩贯入度和桩入土深度达不到设计要求，收锤标准宜采用双控，即当桩长小于设计要求，而贯入度已经达到设计规定数值时，应连续锤击３阵，每阵贯入度均小于规定数值时可以收锤；当沉锤深度超过设计要求时，也应打至贯入度等于或稍小于规定数值时收锤。

打桩的最后贯入度应在下列条件下测量：1.桩头完好无损；2.柴油锤跳动正常；3.锤击没有偏心；4.桩帽衬垫和送桩器等正常；5.打桩结束前立即测定。

2.6现场检查记录

整个打桩过程中，要对每一节桩和每一根桩的施工情况作出如实的记录，对每节桩的编号、桩的偏差和打桩的锤数作好记录，要求记录每一根桩的各节桩的编号和施打日期，对桩长和桩的贯入度记录要清楚，在施工过程中设专人负责记录。

2.7管桩工程的基坑开挖

（1）严禁边打桩边开挖基坑，基坑开挖宜在打桩全部完成10d后进行。

（2）挖土宜分层均匀进行，且桩周围土体高差不宜大于1m。开挖的土方不得堆积在基础周围，应及时外运。软土地基中管桩施工后的开挖，应采取有效措施，防止出现管桩桩基卫移、倾斜、管桩桩基开裂等现象。

（3）机械开挖时应小心操作，不得碰及桩身，挖到离桩顶高程0.4m以上宜改用人工挖除桩顶余土，以保证管桩的质量。

3沉桩检验

（1）检测目的。采用静载荷试验和低应变动测法。检测混凝土管桩单桩竖向抗压承载力特征值和桩身完整性。

（2）具体试验步骤：①静载荷试验：单桩竖向抗压静载荷试验最大荷载按大于设计要求承载力值的2倍取值，预估最大加载量720KN，单桩竖向抗压静载荷试验3根桩和低应变动测22根桩。②采用液压千斤顶，反力装置采用锚杆钢梁反力系统，由地锚与钢梁组成反力系统为液压千斤顶提供反力。③低应变动测法：采用的是应力波反射法桩基动测技术，工作工程是放置在桩头上的传感器接收锤击桩顶初始讯号及桩身反射讯号，通过RSM-PDT桩基动测仪收集并存储信号，经过分析、处理、计算并打印出波形、数据及成果，并给出单桩的质量判断结果。

（3）检测仪器及辅助材料。液压千斤顶、精密压力表、百分表、RSM-PDT基桩动测仪、加速度传感器。

4检测结果分析

（1）静载荷试验：按照规范及《岩土工程试验监测手册》的方法，确定单桩竖向抗压承载力均≥360kN。

（2）低应变动力检测：从反射波的原理可知，当在桩顶检测出反射波速度讯号与入射波讯号极性一致时，表明在相应位置存在缩径、断裂、离析、夹泥、夹杂物、蜂窝及搅拌不均匀等缺陷。反之，当反射速度讯号与入射波初始讯号极性相反时，则表明在相应位置存在扩径。由于采用了数字采集及数字处理系统，运用波动理论对波形分析、判断，从而可以获得波在桩身中传播的平均速度（V）、缺陷性质、位置等参数，并以此对桩的质量进行分类评价。

5结语

预应力混凝土管桩具有工期短、造价低的优点，它已成为设计人员优先选用的建筑桩基础型式之一。管桩桩身的混凝土必须达到设计强度及龄期后方可沉桩，沉桩全部完成后进行桩基检测试验的方式来达到实验目的。预应力混凝土管桩施工进度快、施工过程和方法优、大量节省人力物力。先张法预应力混凝土管桩在水利施工中的应用将会越来越受到青睐。

参考文献

[1]《无损检测渗透检测》GB/T18851.

[2]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002.

[3]《岩土工程试验监测手册》.

[4]《邯郸市滏阳河城区段通航一期应急工程（河道部分）龙湖公园船闸工程》招标文件（招标编号：HDFYHTH—SG02）及设计施工图纸.