高层建筑静压预应力管桩施工技术

王芳 康清虎

摘要: 近年来，静压预应力管桩因为具有穿透能力强、施工便捷、 质量保障好、 强度高、噪音小和成本低等优点, 在国内很多地区高层建筑施工和设计中得到广泛应用 。本文简要阐述了高层建筑静压预应力管桩施工技术及质量控制要点。

关键词: 高层建筑 ; 静压预应力管桩 ; 施工技术

中图分类号：TU97文献标识码： A

静压预应力管桩是在预应力技术和高性能混凝土的基础上发展起来，利用静压或锤击的方法将空心圆筒体状的构件沉入地下，达到设计控制标高或承载力，以此作为建筑物的基础。随着建筑业的蓬勃发展，预应力管桩由原来的低压桩力、小规格管桩发展到目前高强度、高压桩力、大规格的管桩，静压管桩的应用更为广泛，特别是在大中型城市高层建筑工程中得到普遍应用。

一、高层建筑静压预应力管桩施工技术

1、高层建筑静压预应力管桩压桩的顺序控制

当高层建筑桩基施工中静压预应力管桩数目较多时, 应该重点考虑静压预应力管桩压桩的挤土效应, 遵守 “先施压, 后压群”的原则;对于不同深度的静压预应力管桩桩基, 应该遵守 “先深后浅, 先大后小” 的原则; 科学规划桩基的行走路线, 尽量减小桩机行走对地面土层的扰动效应,降低施工地面的沉降;用科学、 经济的手段规划静压预应力管桩的运桩和喂桩工作;对于复杂压桩形式应采取由中部向外逐渐扩展的方法进行压桩处理。

2、选择机械

压桩机的选型一般按 1.2 倍～1.5 倍管桩极限承载力取值，静压桩机采用抱压式。桩机的夹具选择长夹具，保证夹桩时，桩身侧压应力较小，且更易控制桩的垂直度。压桩速度为 1.8m/min。桩机的压力仪表按规定送检，以确保夹桩及压力控制准确。送桩杆的长度根据压桩机和送桩长度确定，应考虑施工中有超深送桩，送桩一般宜按理论送桩长度加 3m。在一般情况下，按照送桩理论选用 10m 和 12m 长度的送桩杆来进行送桩施工。

3、工艺流程

桩位测量定位→桩机就位→吊桩→对中→焊桩尖→压第 1 节桩→焊接接桩→压第 n 节桩→（送桩）→终压→（截桩）。

4、施工准备

4.1 场地要求。在施工的现场要求场地的坡度不能超过 1%，场地的耐压力要超过140kN/m2，场地的坡度要小于10%，在桩机上坡时要把其配重去除，保证桩位地没有铺设地坪和其他的建筑物基础。对桩机的最小工作半径要保证桩机的中心位置和周围的其它建筑物距离，在该桩机一般宽度的基础上留出 1m 左右，同时还要注意对周围建筑物加以适当的保护措施。

4.2管桩的堆放。保证所使用的管桩在出厂时具有合格证明和检验报告，其强度要求达到设计值的一倍。在堆放时不能超过四层以上的高度。同时要求堆放场地要结实、平坦，以防止因为场地的不规律下降造成桩体的损坏，在堆放完成后还要采取一些严实的防滚、防滑等措施。

4.3桩位的测量定位。在桩位的测量定位时要根据基准点进行放样，引出6m~8m 的轴线控制点，完成测量控制网的布置 ；桩位可以采用切短钢筋加注颜色的方式进行标识。桩位的测量误差值应控制在单桩 10mm、群桩 20mm 范围之内。

5、压桩施工技术

5.1桩机就位。桩机移至压桩位置，将桩机调平，并使其夹持器的中心对正桩位中心。

5.2管桩就位。用桩机上的吊车吊起就近的管桩，管桩在插入桩机的夹持箱内时，压桩机上的司机应配合打开夹持箱的夹口，指挥员指令吊车慢慢把管桩放入夹持箱内。当管桩下放至地面 10cm 处停住，夹持器把管桩夹紧，吊车的吊钩放松。夹桩的压力不大于 5MPa，并应逐次加压。管桩对中方法：将钢筋制成的Φ500mm 的模具放置在地面上，模具的中心对桩位中心，而管桩周边与模具的周边对齐。管桩对齐后，提起管桩少许，进行桩尖焊接。

5.3压桩。

⑴压好第 1 节桩。第一节桩是保证整个压桩质量的关键，定位和垂直度应严格控制。压入时，先应根据机上水平仪调平机台，同时须在桩机的正面和侧面分别设经纬仪或吊线锤，监控下桩垂直度，桩身垂直度偏差不宜大于0.5%。若桩身垂直度偏大，须拔出已压入部分，并根据经纬仪指示调整机台水平度使桩身垂直，同时记录此时机上水平仪的偏差量作为下次调平的修正值，再行压入，并认真注意压桩时的桩身和压力表的变化情况，如有异常偏移或倾斜立即分析原因，并采取校正措施，在确认压入方向无异常时，方可连续施压。

⑵应合理调配管节长度，尽量避免接桩时桩尖处于或接近硬持力层，管桩接头数不宜超过 4 个。同一承台桩的接头位置应相互错开。

⑶由于强风化岩面起伏变化大，管桩终压后会造成桩长不一，有砍桩与超送（后接桩），露出地面的管桩应及时截桩，截至地面以下 300mm～500mm，以免桩机行走时损坏管桩。对超送桩的，待以后土方开挖后再进行接桩，视超送的长度可采取人工挖孔、四周挖土接桩，或直接降低承台垫层标高，但应确保桩顶嵌入承台 100mm。

⑷现场测量员对压桩过程进行全程测点测量，以保证桩的垂直度。

（5）桩压好后桩头高出地面的部分及时截除，严禁施工机械碰撞或将桩头用作拉锚点，送桩遗留的孔洞，应立即回填做好覆盖。否则桩机行走后地面会沉陷。在压桩过程中认真记好压桩时间，压入桩长所施压力有读数，以判断桩的质量和承载力，当压力表读数突然上升或下降时，应停机对照地质资料进行分析，看是否碰到障碍物，或产生断桩等情况，施工中禁止间断压桩。

5.4接桩

桩接头采用CO2气体保护焊， CO2气体保护焊是以CO2作为保护气体介质 ，依靠焊比和焊件之间产生电弧来熔化金属进行焊接，以CO2气体在电弧周围造成局部的保护层， 以防止有害气体的侵入，保证焊接过程的稳定性，从而获得高质量的焊缝 。CO2纯度要求不低于99.5 %，否则会降低焊缝机械性能和产生气孔，焊接作业区应设防风措施。

需接桩时，其入土部分桩段的桩头宜高出地面0.8— 1.0m ，便于接桩焊接操作，上下节桩段错位偏差不应大于2mm。

管桩对接前，上下端板表面应用铁刷子清刷干净，坡口处应刷至露出金属光泽。

采用钢端板焊接，当下桩段沉至地面0.8m左右时, 起吊上桩段, 调整上下节桩中心线重合, 连接处吻合对齐后, 先在出口周围对称点焊4点 --6点,待上下桩固定后, 再分层施焊 ,焊接层数不得少于3 层, 内层焊渣必须清理干净后方能施焊, 外一层焊接时应对称连续施工, 焊缝要饱满, 连续无虚焊、漏焊和夹渣现象。

5.5送桩

本工程送桩长度为 5.4～7.0m，局部为 9.5m，当桩顶压至接近地面需要送桩时，应测量出桩垂直度并检查桩顶质量，合格后立即送桩。送桩杆的中心与管桩中心线应吻合一致。

5.6终压

正式压桩前，根据不同的桩机需分别对不同的桩型进行试压桩，确定压桩的终压技术参数为：以压桩力为主要控制指标，有效桩长为参考参数。根据桩机类型，终压分持荷复压和非持荷复压，680 型桩机终压值为18MPa（5212 KN）），复压 3 次，总沉降量不超过 10mm；700 型桩机的终压值为 20MPa（5540KN），复压 2 次，间隔5min，每次持荷 5s，总沉降量不超过 10mm。

5.7截桩

桩头截除应采用锯桩器截割，严禁用大锤横向敲击或强行板拉截桩。桩顶标高偏差不得大于 10cm。锯桩器为自制分抱箍和电动切割机 2 个部分，抱箍为 2 个半圆形箍通过螺栓连接，抱箍为 2 块钢板和横向短筋连接，钢板上均布钻孔，以固定切割机用。电动切割机通过螺栓连接固定的抱箍上，通过手柄，进行割桩工作，割桩时需加水，操作需更换几个方向。

二、静压预应力管桩施工质量控制要点

预应力管桩施工技术在很多地区得到广泛应用和发展。在预应力管桩施工前，首先要进行施工队伍的资质审查：审查施工队伍的承建资格、施工现场人员的技术资格证和上岗证 、施工机械、压桩机、桩槌是否符合现场的土质、桩径、桩深的要求，所有机械是否有有效的检验证明。

在管桩进入施工现场之前要对管桩的数量、管桩是否存在破痕、管桩的规格是否符合标准等进行检查。

管桩的运输严格按照要求对管桩按规格进行分类，要小心轻放，切勿猛烈碰撞，垫木一般使用坚固结实的枕木，而有棱角的金属构件会导致管桩破损不坚固，带来不必要的经济损失。

取桩也需要格外小心，管桩要特别避免拖、拉，一般情况下，堆放三层及三层以上都需要运用吊机进行运输，而底下的一两层在运的过程中也要避免桩头与地面摩擦带来损坏。压桩之前要对周边建筑进行测量、记录好相关数据。压桩前后对比分析其变化是否在预测范围之内。

二、结语

高层建筑应用静压预应力管桩技术进行桩基工程是当今的一项普遍采用的技术,静压预应力管桩施工方案、 施工工艺对于桩基工程和高层建筑质量有着决定性的作用,是不可忽视的重要环节和关键。 静压预应力管桩施工过程中要加强技术方面的管理和应用做好静压预应力管桩施工的事前参与、 事中监督和事后控制,并针对静压预应力管桩施工的关键部位、 特殊环节、重点工序采取技术上的强化,确保静压预应力管桩施工质量的提升,以实现高层建筑预期的整体目标。

参考文献

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【2】王利云.静压高强预应力管桩的质量控制及处理实例[J].施工技术,2005(11):74-75