建筑工程預應力高強混凝土管樁技術的研究

■常山亮 ■中機新能源開發有限公司，河南 鄭州 450000

1 工程案例

某建筑工程高度為31.5 米，屬于框架結構9 層，砂層位于地面2.5到4 米以下，具有平坦的地表，砂層以下為淤泥層，其類型為沖刷與淤泥環境沉積。其中8.5 到15.2 米之間為第二層淤泥層厚度，場區下水位在地表1.2 米面層處。根據工程建設需求，選取預應力高強混凝土管樁進行本工程樁基設計，要求其樁徑為500 毫米，壁厚為100 毫米，C80 為管樁混凝土強度。700kN 為單樁承載力，26 到29 米之間為有效樁長，230 根為總樁數，需選取3 節接樁。選取群樁整體筏板或局部承臺進行基礎施工。

2 建筑工程預應力高強混凝土管樁技術施工準備

2.1 樁錘、樁架選擇

(1)樁錘選擇。樁的形狀、尺寸、重量、入土長度等都是樁錘選擇時必須考慮的問題，建筑工程預應力高強混凝土管樁技術應用中，要求樁錘夯擊能力能夠對樁的貫入阻力進行有效克服，如樁尖阻力、樁側摩阻力等。如樁錘能力不能對以上需求進行滿足，將導致局部壓曲現象出現在樁頭位置，致使樁錘無法符合設計規定。(2)樁架選擇。設置、安裝樁架將直接影響到打樁效率。根據工程建設需求，可選取D—308S型履帶行走式樁架，其優點為靈活移動，便于使用等。

2.2 施工組織設計

按照打樁施工范圍的地質情況、基礎現狀等，進行打樁順序的合理確定，并選取科學有效的預防措施對附近建筑物加以保護。同時按照樁基施工圖規定測定樁位。通常管樁應進行2 個支點設計，其吊點必須與位置需求相符。可選取軟墊、木墊堆放管樁，避免振動、沖撞管樁現象出現在起吊運輸過程中。

由制造管樁成型至打樁施工應具備相應的間隔時間，混凝土強度必須與設計強度等級相符，通常控制在80%以上。如現場必須進行管樁堆放，可遵循“先進場樁先打”的原則進行施工，以此對管樁強度進行最大限度地滿足。在施工應用前，施工企業應對選取的預應力高強混凝土管樁規格、技術性能進行充分了解，如表1 所示。

3 建筑工程預應力高強混凝土管樁技術施工流程

在建筑工程快速發展的同時，還存在諸多病害問題，如軟土地基等，為有效避免該現象的出現，施工單位必須重視軟基加固技術的選擇，高強預應力混凝土管樁技術作為軟基處理的重要技術之一，其施工技術水平的高低將直接影響到建筑工程的整體質量，為此施工企業必須重視其施工技術應用，規范施工流程，只有這樣才能確保建筑工程施工質量，才能推動建筑事業的快速發展。

3.1 試樁

根據《建筑樁基技術規范》(JQJ94—94)等相關規定，選取慢速維持荷載法進行單樁豎向抗壓靜載試驗。選取錨樁橫梁反力裝置進行豎向靜載荷抗壓試驗，整個過程可通過電動油泵對油壓千斤頂(2 臺5000KN)加荷，荷載通過荷重傳感器、荷重顯示器與0.4 級精密油壓顯示，沉降值可利用電測位儀器、機械表等測讀，隨后通過計算機進行數據采樣、記錄、整理與打印。

試樁、錨樁為工程所用樁，第一根試樁應向6200KN 加荷，如符合7級標準，1 小時后將加大沉降量，每小時16.67 毫米時，其沉降總量為38.06 毫米，該情況下地基將產生破壞現象，此時可停止試驗。根據相關試驗曲線及數據顯示，4340KN 為極限荷載。

5000KN 為第二根試樁要求量，如符合9 級標準，45 分鐘后加大沉降量，每小時達到15.25 毫米，36.51 毫米為沉降總量，此時地基明顯損壞，可停止試驗。根據相關試驗曲線及數據顯示，4500KN 為極限荷載。

4000KN 為第三根試樁要求量，穩定后應向4500KN 增加，最終第二根試樁的極限荷載為4800KN。

根據以上數據，可對試樁結果統計特征值進行計算:

Qum=4547KN;Sn=0.052

由此得出，單樁豎向極限承載力標準值為Quk=Qum=4547KN。

3.2 測放樁點

首先對施工場地表面雜物清理干凈，隨后做好場地平整工作，最后對平整場地后的標高進行準確測量。測量器具與設備是工程施工測量的主要機械設備，根據設計規定在實地進行具體標定，為建筑基礎施工作業提供便利。恢復中線測量、測設施工控制樁等都是建筑樁基施工測量的主要任務。完成測量放線工作后，應對施工人員進行技術交底。

3.3 樁機就位

預應力高強混凝土管樁機械就位后，應由相關人員進行施工，在移動樁機前應對施工現場的具體情況進行詳細觀測，并對位移的安全性進行有效提升。同時利用吊錘對鉆桿和地面的垂直角度進行檢測與適當調整，并將其誤差控制在1%以下。以米為單位在樁機架上畫出長度標記，按照施工要求進行施工。

3.4 起吊下節樁

完成樁機就位后，應起吊預應力高強混凝土管樁，樁外壁與所畫樁位白灰圖形標記對準，通過2 條線墜，以90 度為夾角進行垂直度地調整，并符合樁機內部水平儀要求。

3.5 壓樁入土

壓入早期，選取低速壓入方式進行下節樁施工，避免與地下障礙物碰撞，導致樁位偏移情況的出現。如與硬土層相遇，應進行壓樁力的適當增加，穿越硬土層后應將壓力降低，在此階段，應對壓力變化情況時時關注，以便沉樁施工。上節管樁向地面插入的垂直度誤差應控制在0.15%以下，在同一中心線上控制樁錘、樁帽及送樁器。沉樁施工中，應對觀測樁身垂直度進行長期觀測，如樁身垂直度誤差在1%以下，必須及時找出原因，并選取切實可行的措施進行處理。如樁尖向硬土層插入后，杜絕選取移動樁架等強行施工。沉樁施工中，如產生反常貫入度，樁身將產生位移傾斜狀況。樁身、樁頂損壞等現象出現，必須暫停沉樁。

3.6 上節樁施工

接樁施工中，要求0.5 到1 米之間為入土管樁樁頭多出地面部分長度。在確保下節樁不存在損壞情況后，必須將樁頂雜物清理干凈，上節樁起吊后，應對準下節樁附近中心，同時對上節樁垂直度進行校正，并檢測上、下樁連接面有無扣縫情況。

將導向箍設置到下節樁樁頭位置，為上節樁就位提供便利，接樁施工中，應對直上下節樁段，錯位偏差控制在2 毫米范圍以下。

3.7 焊接

焊接施工前期，應對管樁接頭位置的質量進行確定，利用鐵刷子將上下端板表面清理干凈。一般先在坡口位置進行4 到6 點對稱點焊，固定上下節后，可將導向箍拆除，并進行一層一層對稱焊接。通常選取手工焊接、二氧化碳保護焊的方式進行焊接，3 層為其焊接數量，并清理干凈內層焊渣，隨后在其外側進行一層焊接，要求焊透其根部。自然冷卻后焊接接頭才能進行以下施工，一般8 分鐘為冷卻最短時間，杜絕通過水進行冷卻施工。

4 結束語

綜上所述，伴隨社會經濟的高速發展，我國建筑工程事業也得到了極大的發展。預應力高強混凝土管樁技術作為建筑工程基礎施工的重要技術之一，其施工技術水平的高低將直接影響到工程建設的整體質量，為此，施工企業必須結合施工現場的具體情況，在充分了解預應力高強混凝土管樁應用優勢的前提下，做好施工準備工作，只有這樣才能確保施工流程的規范性、合理性，才能推動工程建設的快速發展。

［1］劉爭宏，鄭建國，于永堂.濕陷性黃土場地PHC 樁豎向承載性狀試驗研究［J］.巖土工程學報，2010(S2).