静压预应力管桩施工技术及质量控制措施

摘要:随着经济与科技水平的不断提高，我国的城市建设工程领域迅速崛起，新型施工技术不断出现。文章结合工程及技术特点,论述静压预应力管桩施工技术在城建工程领域的应用。
关键词:管桩技术；城市建设工程；静压预应力
1基本原理
利用压力柱自身的重力及机架配重供给的反作用力将预制柱压入土中，这样的程序被称为沉柱工艺，是静压柱法施工的核心内容，该工艺由静力压柱机的压柱机构完成。一般情况下，静压预制柱被运用在砂性较轻的软黏土层及高压缩性黏层等软土地基。沉桩时，桩尖会对土体造成冲切破坏，周边桩孔受此影响出现不均匀水头，进而产生超孔隙水压力，改变了土体结构，让桩周一定范围内的土体的抗剪强度变弱，使得土体严重软化产生黏性土，土体稠化产生粉土及砂土，最终造成了土体重塑现象，使得预制柱打入地基土层的工艺更加容易进行。
2应用特点与常见问题
随着时代的发展与技术的进步，静压预应力管桩技术的发展很快，使用这门技术进行工程建设，不仅可以提高效率、缩短施工工期，而且产生的污染也比较小。因为这项技术具备污染小、效率高、质量优及操作工序简单等优点，可以满足城市建设工程对于文明环保施工的要求，因而获得了较广泛的应用。但是静压预应力管桩施工技术还存在一些不足，具有挤土效应，影响地下管线和周围建筑，因此边桩的中心位置要尽量距相邻的建筑物远点；对施工场所的地耐力有一定要求，因为当在积水浸泡过、淤泥土、新填土的场所施工时容易造成陷机，因此，对于表土层不达标的场地，在施工前要进行处理；压桩力及夹持力大于规定标准就易破坏管桩柱身；在土层中干扰较多的区域施工，容易造成斜桩乃至断桩的现象。
3应用要点
3.1工程案例
某多层工业厂房，总用地面积为65237m2，总建筑面积为101340m2，混凝土框架结构，基础形式为桩基础，抗震设防烈度为7度，设计合理使用年限为50年。该工程桩基础采用静压桩法施工，管桩型号PHC-600(AB)-130，设计桩长为14～22m，单桩竖向承载力特征值为1400kN。
3.2施工场地处理
为了施工技术能得到充分的发挥，在施工场地准备时需要注意:①清理好整个的施工场地，包括拆迁物的搬运、地下管道的迁改、地上障碍设施的清理等，保证地面的平整及地面承载力能满足桩机行走要求；②结合施工进度，需要在各个时段准备好应有的设施、材料及设备器材的防滑处理等；③计划好各种材料的用量，测量各种数据及进行设备器材的安全检查。
3.3施工测量放线
根据施工图绘制布桩图，利用钢尺和全站仪测量出每排路基边桩及桩位轴线的数据，然后放样逐桩中心，每一个桩位处还需用熟石灰作出圆形标记，将小木桩放在圆心的位置使该标记醒目，最后还需测量人员进行放样数据的记录，在验收合格之后方可进行施工。施工前，测量人员还要进行桩位复测、校核，偏差要控制在规定范围内，同时以m为长度单位标记。
3.4施工技术交底
参与施工的所有工作人员需进行一次会议，对质量、安全、技术、管理规定、文明施工及工期目标等各方面进行交底，并且做出书面记录，签订合同。
3.5桩机就位
为确保施工中不出现沉陷现象，就要先对表层土质进行试压，对于部分软土层场地可利用换填处理的措施加大其承载力。检查部件及仪表是否正常，按照顺序进行打桩，调整桩机。
3.6管桩的进场验收
堆放管桩时应选取平整的场地，通过二点法使用软垫作为支垫，构建出可放置管桩的地区。管桩堆放高度不得超过4层；有特殊情况时，如桩位周围将要进行施工，则需单层放置并且还要设支垫。要对管柱进行分类，不同规格不能放在一起，以免运输过程中出现差错。现场调放好的管柱需用采用平板车及吊机相结合的方法托运；如条件不允许，可换用拖拽形式，但需要采取一定的保护措施，防止损伤端头板套箍。
3.7吊桩与插桩
利用车辆吊装人工配合的方式，使静压机精准地卡入桩，然后抵达桩位，这一过程需要专人指挥协调，在插桩的过程中一般要保证入土30～50cm，最后还需进行调校。在沉桩工序中需要专人时刻关注桩的进尺变化，当遇到突发事件时，如桩杆偏移、遇地质层有障碍物等情况时，快速找到应对策略，调直桩杆。修正桩的角度问题在桩静压过程中不容易完成，所以在最初放置时就应该正确放置。第一节插入地下的管桩尤为重要，因此要确保其保持正确的位置和方向。压桩进行时应仔细检查，发生偏差时立即纠正，倘若无法纠正时就需要将桩拔出重新校准。采用垂直角的方法来校准桩的垂直度，即用两个方向（互成90°）的经纬仪使导架保持垂直。
3.8压桩
利用压桩油缸将桩压入土中，该过程被称为压桩，这个过程是主机的压桩油缸通过行程之力来完成。不同型号的压桩机，其压桩油缸的行程也不尽相同，一般为1.5～2m，在下压过程中，桩进入土壤约1.5～2m，重复进行四个步骤:松开夹、上升到一定高度、再夹、再压柱，直至达标。一节桩压至距离地面近1m时，就可实施上一节桩的接桩步骤或直接利用送桩器将桩打入标准深度。在压桩的整个过程之中，需要有专人进行详细的数据记录。
3.9接桩和送桩
静力压桩沉桩过程中的接柱，在预应力钢筋混凝土管桩的接桩过程中使用电焊焊接接头，采用该方法需要两位焊接工人一起工作，并且要同时施焊，焊接时采用的设备为两台交流电焊机（21kVA）。焊接工作完成以后需要15min以上的自然冷却时间，最后便可以实施沉柱。静压桩送桩时，使用的是专业的送桩仪器及钢制送桩器。在送桩的过程中，当桩顶离地面非常近并且需要进行送桩的时候，应检查桩头质量及测量出桩子的垂直度，各方面条件合格后才能进行下一步工作；若场地上部分桩的长度小于15m，或桩端存在风化软质岩，就可能要进行复压。
3.10截桩与终止送桩
当PHC管桩没有到达设计桩顶标高或者管桩露出地面的时候，就需要进行截桩。截桩时必须用专门的截桩器，禁止使用器物横向敲击或强行扳拉截桩。桩被压到设计深度及试桩过程中测定的深度，桩尖至设计持力层后，压力表就显示出读数，倘若压力表上的数据达到试桩时测量的数据并且被业主方、监理方、设计方三方认可，就算完成压桩，即可停止压桩。
4质量标准与控制措施
4.1强化管桩质量验收
加强质量验收主要从两个方面入手，一方面是对产品质量进行检测，另一方面是预应力钢筋混凝土管桩验收。本次工程使用的管桩必须具备生产商家的合格证明、产品说明及相关的质量检测资料。桩身混凝土的强度必须100%达标，才可以进场进行验收，对于桩身弯曲超过L/100或≥20mm的管桩一律不验收，并且不能进入施工现场。
4.2控制桩体垂直度
在检验管桩的垂直度时，对于检验出来的问题管桩，及时进行上报处理，避免出现因强行调整管桩角度而造成管桩断裂的问题。
4.3控制接桩焊接质量
管桩接口焊接时需要调平接口，两位焊接工人同时焊接，保证对称，且焊缝均匀。焊接完毕后还需冷却15min，才可实施静压沉桩施工。冷却后的焊缝需要清理检查，倘若发现焊缝有缺陷，要重新施焊、修整，确保焊接质量。
5结语
文章围绕静压预应力管桩在城市建设工程中的应用，讨论了静压预应力管桩的施工准备、操作方法和注意事项等。