高强预应力管桩施工技术的应用研究

高强预应力管桩施工技术的应用研究

满旋    王兴咏    浦雄

中国建筑第八工程局有限公司  上海市  200000

摘要：在工程施工过程中，应用高强预应力管桩施工技术具有诸多优势，相较于传统施工技术，高强预应力混凝土管桩质量较高，且其生产趋于规范化，施工周期较短，正式投入使用后，可大大减少施工现场噪声及环境污染。因此，近年来，该技术已在建筑工程领域大规模应用。但需注意的是，在实际应用过程中，必须依据不同环节的高强度预应力管桩施工内容，合理选择施工工艺，保证工艺选择的科学性和合理性，以充分发挥该技术的重要作用。

关键词：高强预应力管桩；施工技术；应用

1高强预应力管桩施工基本定义

借助离心成型法与预应力工艺构成的空心混凝土构件是预应力管桩的主要表现形式，在建筑工程实际施工阶段，预应力管桩施工可进一步优化地基施工效果。通常情况下，高强预应力管桩混凝土的强度不低于C80，其承载力极高，且更容易打入强化风层和密实沙化层中，相较于传统沉管灌注桩，其承载力更具优势。因此，应用高强预应力管桩施工，有助于提高工程施工效率，缩短施工周期。

2预应力高强管桩技术优势

2.1密实性好且强度高

预应力高强管桩桩体混凝土密实性好、强度高，抗压能力强，可承载更大的桥身质量，具备较高的极限弯矩和抗裂弯矩，保证了桩体承载力高出常规种类桩近5倍。良好的密实性使其在抗腐蚀性、抗渗性、抗碳化性等方面均表现出色[1]。

2.2技术安全可靠

预应力高强管桩通过加工生产车间精密生产出预制构件，然后现场装配完成，保证了管桩的装配质量和安全性能。通过预制装配模式组装，装运与起吊便捷，可通过常规电焊机实现快速接驳，有利于缩短施工周期，提高施工效率。

2.3应用范围广

预应力高强管桩桩体密度高、抗抗冲击能力强，可应对重型锤击设备捶打，适应各类复杂条件及不同持力层地质状况，尤其针对强风化岩石层及致密风化砂层具有良好的穿透贯入效果，锤击沉桩操作可有效提升桩尖垫层的承载质量，实现预应力管穿透强风化岩石层及致密风化砂层，管桩承载效果好于同规格的冲孔桩和沉管操作。

预应力高强管桩规格参数型号较齐全，可面向各类承载力的工程施工。根据差异化地质条件，选择对应型号的管桩，可灵活布控安装管桩。尤其针对垫层波动活跃的桩端缓冲地质条件，因预应力高强管桩桩长不受设备机械制约，操作灵活，应用效果更加突出[2]。

3高强预应力管桩施工技术的应用

本工程为锡太湖湾国际文化艺术中心暨无锡交响音乐厅工程，工程基础采用承台+高强预应力管桩，抗压桩703。本工程地基基础设计等级为甲级、桩基设计等级为甲级。

3.1完成测量定位放线

测量定位放线时，施工单位是依据甲方提供的控制点，科学施放轴线和桩位。在此过程中，需在每个桩点插上短钢筋，并做成管桩模具，撒上白灰，至桩机就位后，可落实复测工作，保证轴线偏差不超出10mm、桩位偏差不超出20mm[3]。

3.2加强预应力管桩成品检查工作

预应力管桩成品质量直接影响高强预应力管桩施工水平，因此，正式施工阶段，必须加强预应力管桩成品检查工作，保证成品质量满足规范要求和设计标准。在检查过程中，需要检查管桩出厂合格证及其主要质量指标，如混凝土强度等，并进行外观检查。检查完成后，必须做好检查记录，交由现场监理验收，直至确定产品合格、签字后，方可正式投入使用。同时，需落实管桩两端的清理工作，若发现施焊面存有油漆污染物，须及时清刷干净，对于质量不合格的预应力管桩，应及时清退出场，避免占用施工场地。压桩机安装完成后，需根据设计要求进行压重配置，调平压机平台。正式打桩前，必须严格检查打桩设备和吊装设备。

3.3吊装管桩

通常在正式起吊管桩前，应先确定管桩混凝土强度达到施工设计标准，满足吊装起运要求。预应力高强管桩吊装应至少设置两个支点，并应根据管桩的实际长度适当增加支点。管桩移动装运应利用平板轨道车完成，装运过程中进行紧固处理，保证装运过程的稳定性，并应尽量选取平坦、宽敞、防水性能好的场地实施码放保存。

3.4桩锤的确定

桩锤的确定是预应力高强管桩锤击沉桩技术实施质量的关键。应根据工程实际合理确定桩锤选型参数，保证桩锤沉桩每次击打的贯入度控制在2～4mm区间范围，并控制桩锤击打管桩破损率低于1%，单根管桩锤击次数应控制在2000/击左右，上下不应超过500/击。预应力高强管桩锤击沉桩施工，通常选取柴油锤实施。柴油锤击打力量更大、锤击速率更快[4]。

3.5稳桩施工

通过打桩机械实施打桩定位时，应根据基准点精准对准桩位，控制桩体的垂直度和稳定性。就位压装机械于标定桩位位置，吊装管桩于压装机械中，将桩顶与桩位中心点精准对应，起门架与桩位中心对齐校准。借助桩机将桩体吊装，通过调整移动校准控制桩尖同桩位对齐，固定后松解预应力钢筋，置入土内。

桩尖位置焊接过程中，十字桩尖应置于核验检测的桩位点，首节管桩底端端板应同其对中实施二氧化碳保护焊，焊接完成应对桩尖进行防腐沥青喷刷处理。严格检测预应力高强管桩锤击沉桩机械施工的桩架、动力设备、桩锤等设施，保证其运行良好，各运行参数指标符合操作规范。

3.6吊桩插桩

根据桩长的实际设计情况，合理选择每节桩长及压桩顺序，并进行详细编号。在此过程中，需借助桩机的起重机，依据编号顺序完成吊装，再用夹具持桩对准测量定位点插桩入孔内。第一节管桩插入地下时，必须保证位置准确、方向明确，需先进行轻压，随后认真检查，如发现位置、方向偏差，必须及时调整，必要时可拔出重压。同时，需配备专人借助经纬仪或线锤实时监测管桩的垂直度。设置经纬仪时，需保证其位置不受打桩施工影响，且与打桩施工区域互成90°，并重视调频工作，保证监测导架保持垂直，通过桩机导架旋转，以滑动、停留的方式进行调整。

3.7压桩施工

压桩施工时，在利用桩机自身重量的基础上，借助液压系统持桩将桩垂直压入土层中，同时借助两台经纬仪双向控制管桩的垂直度，观察、监测桩的深度及压力。若在初压阶段，管桩下沉量过大，可通过轻压的方式，慢慢加深沉桩，减慢沉速，增加压力。而在整个压桩阶段，必须保持桩帽、桩身、压杆处于同一轴线上，尽量避免管桩产生偏心压力和弯曲现象。若压桩下沉难度较高，需严格检查桩架导杆情况，确认其有无倾斜偏心情况、明确桩身是否垂直。每根桩需连续完成，以免管桩周围土体回弹，造成沉桩困难。

3.8桩身倾斜超过规范要求

施工单位在进行沉桩过程中，由于施工场地各种环境影响，施工单位管理人员经验不够容易造成桩身倾斜。制定好打桩顺序前，应先研究现场施工条件和环境，桩区的面积和位置，邻近建筑物和地下管线的种种概况，地基土的土质情况，工程桩的型号及其规格，施工图纸上工程桩的间距和布置情况、桩长、桩数，工程桩的堆放场地，采用施工机械的规格型号，针对不同现象的施工工艺和施工方法等，然后结合施工方案选用打桩效率高、对环境污染较小的合理打桩顺序，打桩施工顺序应符合以下要求：

(1）密集的桩群，应自中间向上下、左右两个方向或四周对称施工。

(2）由邻近建筑物处向反方向进行施工。

(3）打桩顺序为先深后浅。

(4）根据桩位的规格，应先施工桩直径大的然后再施工桩直径小的，先施工桩长的后再施工桩短的。

结论

在建筑工程施工中应用高强预应力管桩施工技术，必须依据现场实际情况，合理选择施工工艺。在进行桩体沉降时，需严格进行垂直度检测和控制工作，保证预应力管桩压入的精度和角度。目前，高强预应力管桩施工技术的应用范围不断扩大，该技术在实际施工过程中的价值逐渐显现。因此，施工单位必须全方位分析该技术的施工要点，落实前期准备工作，加强预应力管桩施工现场勘察及设备、材料检查，从而推动工程施工顺利进行，提高工程施工质量。

参考文献：

[1]郑为民.预应力静压管桩施工技术特点与质量控制[J].河南建材,2019(02):47-48.

[2]王曙辉.预应力静压管桩施工技术要点与质量控制措施研究[J].河南建材,2018(05):91-93.

[3]郭杜冰.预应力静压管桩施工技术要点与质量控制措施[J].河南建材,2017(03):125-126.

[4]张河晔.高强预应力砼管桩施工质量控制初探[J].城市建设理论研究(电子版),2019(02):142-144.