浅谈静压预应力混凝土管桩在高层住宅工程中的应用

1 静压预应力混凝土管桩的施工

1.1 静压管桩施工顺序编排原则

根据桩的入土深度, 应严格遵守“先密后稀、先深后浅、先长后短”的原则, 若桩较密集, 且距建筑物较远, 场地开阔时, 宜从中间向四周进行;若桩较密集, 场地狭长两端距建筑物较远时, 宜从中间向两端进行;若桩较密集, 且一侧靠近建筑物时, 宜从相邻建筑物的一侧开始, 由近向远进行桩数多于30根的群桩基础, 应从中心位置向外施压;承台边缘的桩, 待承台内其他桩压完并重新测定桩位后, 再插桩施压;有围护结构的深基坑中的静压管桩, 宜先压桩后再做基坑的围护结构, 这样的施工顺序可以避免由于基坑四周的围护结构使压桩的土体无法扩散, 造成先施工的管桩被后施工的管桩挤上来, 使桩的承载力达不到设计要求, 又避免了在基坑的压桩过程中土体扩散而挤坏四周的围护结构及降低基坑围护结构的止水效果, 同时应对日成桩量进行必要的控制。

1.2 静压管桩施工程序

静压管桩一般情况下都采取分段压入, 逐段接长的方法, 其施工顺序及工艺流程如下。

测量定位→桩机就位→起吊预制管桩→稳桩→桩尖就位、对中、调直→压桩→接桩→再压桩→送桩 (或截桩) →检查验收→转移桩机。

测量定位。施工前放好轴线和每一个桩位, 在桩位中心打一根短钢筋, 并涂上油漆, 洒上石灰粉使桩位标志明显。如在较软的场地施工, 由于桩机的行走会挤走预定短钢筋, 故当桩机大体就位之后要重新测定桩位。

桩机就位。对选定的压桩机进行安装调试就位后, 行至桩位处, 使桩机夹持钳口中心 (可挂中心线陀) 与地面上的桩位中心基本对准, 调平压桩机后, 再次校核无误将长步履 (长船) 落地受力。

起吊预制管桩。静压预制桩桩节长度一般在12m以内, 可直接用压桩机上的工作调机自行吊装喂桩。第一节桩 (底桩) 应用带桩尖的桩, 当桩被运到压桩机附近后, 一般采用单点吊法起吊, 采用双吊索加小横梁的起吊法可使桩身竖直进入夹桩的钳口中。

稳桩。当桩被吊入夹桩钳口后, 由指挥员指挥司机将桩缓慢降到桩尖离地面10cm左右为止, 然后加紧桩身。

桩尖就位、对中、调直。微调压桩机使桩尖对准桩位, 开动压桩油缸将桩压入土中1m~2m左右后停止压桩, 用两台经纬仪校正桩在两个方向的垂直度, 第一节桩是否垂直, 是保证桩身质量的关键。

压桩。通过夹持油缸将桩夹紧, 然后使压桩油缸伸程, 将压力施加到桩上, 压入力由压力表反映。每次压桩行程为2m。当压完第一行程后放松夹紧器装置, 用压桩油缸提起夹紧器, 当夹紧器到位后, 再次夹紧压桩, 如此循环。在压桩过程中要认真记录桩入土深度和压力表读数的关系, 以判断桩的质量及承载力。当压力表读数突然上升或下降时, 要停机对照地质资料进行分析, 看是否遇到障碍物或产生断桩情况等。

接桩。当下一节桩压到露出地面0.5m~1.0m时, 应接上一节桩。

送桩 (或截桩) 。如果桩顶已接近设计标高, 而桩压力尚未达到规定值, 可以送桩。静压桩的送桩作业可以利用现场的预制桩段作送桩器。施压预制桩最后一节桩的桩顶面达到施工地面以上1.5m左右时, 应再吊一节桩放在被压桩的顶面, 不要将接头连接起来, 一直下压直到桩顶面压至符合终压控制条件为止, 然后将其上面的一节桩拔出来即可。此桩段仍可在以后的压桩中使用。但大吨位 (≥4000k N) 的压桩机, 由于最后的压桩力和夹桩力都很大, 有可能将桩身混凝土夹碎, 所以不宜用预制桩作送桩器, 而应制作专用的钢质送桩器。送桩器或作送桩器用的预制桩侧面应标出尺寸线, 便于观察送桩深度。如果桩顶高出地面一段距离, 而压桩力已达到规定值时则要截桩, 以便压桩机移位。送桩时, 严格控制桩顶标高, 根据甲方提供的水准点, 测出每根桩的深度, 亦做好记录, 送桩时, 上下节中心应重合。送桩杆上标高位置, 标志应清晰, 准确。终压标准和桩顶标高执行设计要求。

终止压桩。正常情况下按设计压桩力送桩, 达到设计标高后持荷 (正常压力) 10min且每分钟沉降时不超过2mm后方可结束送桩, 非正常情况下桩长按双控标准执行。

1.3 终止压桩的控制原则

摩擦桩以达到桩端设计标高为终止压桩的控制条件。

对长度大于21m的端承磨擦型静压桩, 终压控制条件是以设计桩长控制为主, 终压力值作对照。但对一些设计承载力较高的工程, 终压力值宜尽量接近或达到压桩机满载值。

对长度为14m~21m的静压桩, 应以终压力满载值为终压控制条件, 视土质情况决定是否进行复压。若桩周土质条件较差且设计承载力较高时, 宜复压一、二次为好。

对长度小于14m的短静压桩, 终压控制条件除终压力值必须达满载值以外, 还必须满载连续多次复压, 特别是长度小于8m的短桩, 连续满载复压的次数应适当增多。

1.4 静压管桩施工应注意的事项

压桩过程中, 应随时注意使桩保持轴心受压, 若有偏移, 要及时调整;因接送桩的中途停留 (25min~30min) 使得压桩阻力增长36%~68%。而且, 停留时间较长, 其阻力增长越多;压桩入土越深, 其阻力增长也越大。故静压桩施工时不宜中途停顿。必须接桩停留, 宜考虑浅层接桩, 还应尽量避开在好土层深度处停留接桩, 且尽可能缩短接桩时间;量测压力等仪表应注意保养, 及时检修和定期标定, 以减少量测误差;因压桩机自重很大, 压桩机行驶道路的地基应有足够的承载力, 故在地面松软处施工时要及时采取加固措施, 以确保压桩机的平衡。

2 技术与经济比较

静压桩具有较高的承载力;静压桩在施压过程中的每一时刻均能显示其压力值, 也可客观地反映地层情况, 还可利用施工终了时的压力值来评估单桩承载力, 这也是其他桩的施工方法所无法做到的;据有关技术资料统计, 静压管桩较之于预制桩约可节约混凝土25%、钢筋40%~45%, 节约造价25%。

3 结语

该工程静压桩施工速度快, 对周围的建筑物基础无明显影响, 也没有对周围的居民生活带来大的影响。经试验单桩承载力达到设计要求。实践证明, 在市区旧城改造、建筑物密集地段、居民住宅区内, 采用这种无噪声污染、无振动的静压桩施工技术, 具有显著的社会效益和经济效益。

摘要：在桩基础施工中, 锤击沉管灌注桩及锤击预制桩应用非常广泛, 但随着社会的进步和人们对居住环境质量要求的提高, 这种施工技术所暴露出来的问题也越来越不能为人们接受。液压静压桩就是通过液压静压桩机, 利用其本身的重量 (包括配重) 作为反作用力, 克服压桩过程中, 桩周土侧壁摩阻力和桩端土的阻力, 将桩徐徐压入土中。液压静压桩属于挤土桩。桩在压入过程中对周围土体进行排挤, 使地基的侧向应力增加, 从而导致土的密度的增加。它的挤土效应取决于桩截面的几何形状和压桩力。对同样截面的桩截面来说, 静压桩的挤土效应小于打入桩。

关键词：静压预应力,混凝土,管桩,工程