預應力管樁連體樁帽一體化澆筑控制性施工技術研究

劉春梅 （安徽省路港工程有限責任公司，安徽 合肥 230000）

1 引言

為降低截樁和樁帽施工的難度、提高現場施工效率、保護現場施工環境，一些學者和工程技術人員進行了有針對性的研究，如劉亮[1]、張曉波[2]、廖琴[3]、許金海[4]，祝業浩[5]等從樁帽設計結構與施工工藝進行分析和研究。李昊[6]、劉洋[7]等分別從增強樁帽連接強度，降低樁帽施工難度，提高施工效率等方面入手，提出了一種樁帽施工方法。何芳梅[8]論述了前截法樁帽一體化施工工藝及控制要點，并指出該方法在滿足施工進度、標準化要求的同時，還有效地保證了工程質量。薛嶺[9]、劉亮[10]、邱發強[11]、賴偉[12]等對樁帽設計參數、對承載性能的影響情況，以及對樁帽施工工藝進行相應的分析與創新，解決了樁帽施工難題。

分析表明，現有研究成果雖在適宜的工況下取得了較好的工程建設效果，但研究主要針對樁帽施工技術與施工工藝本身，從工程施工全過程角度改善樁帽與樁身連接質量，保護現場施工環境的研究成果較少。同時，現有工程措施和技術成果中，尚存在環境影響降低、施工效率提升、施工結構改善、施工工藝簡化等問題亟需解決?；诖耍瑸閺浹a現有技術的不足，文章以工程為對象、工藝為核心，對預應力管樁連體樁帽一體化澆筑控制性施工技術進行了研究。

2 工程技術問題及施工難點

2.1 管樁打設施工質量控制

樁體打設施工效果關乎整個工程質量，打樁的質量檢查包括樁的偏差、最后貫入度與沉樁標高，樁頂、樁身是否打壞以及對周圍環境是否造成嚴重危害。在打樁過程中發現樁頭被打碎，最后貫入度過大，樁尖標高達不到設計要求，樁身被打斷，樁位偏差過大，樁身傾斜等嚴重質量，都應當采取有效措施加以處理。

2.2 樁頂環向截斷施工難度大

樁頂截斷后，其頂面應與基底面相持平，樁頭表面應保持平整，同時根據施工情況，在同一基坑內的樁頭表面應處在同一標高位置，這些要求進一步增大了樁頭截斷施工的難度，在滿足這些要求的同時，還需要保護好聲測管等元件，往往需要耗費較長的時間，在實際施工中，樁頂截斷容易造成靠近樁頂部分混凝土發生不同程度的破碎，難以滿足規范要求。

2.3 樁帽模板支設難度大

模板支設是樁帽混凝土澆筑施工的重要環節。樁帽模板與樁頭相接位置處所受應力較大，模板受力較為復雜。同時，受限于現場施工條件，模板構件的空間位置常難以控制，易出現漏漿、爆模等問題。

3 施工工藝原理及特點

①通過導向套管控制管樁的打設方向，并可借助管側壓重體和撐板錨筋，提升導向套管的穩定性。

②將內置撐壓板連同內置豎桿插入管樁的管腔內，通過內置豎桿及內置撐壓板對內置豎桿提供豎向支撐，并可通過豎向定位桿控制截樁高度，通過漿水回收槽同步回收切割過程中的漿水，降低了截樁定位的難度，保護現場施工環境。

③將連接成一整體的管腔吊桿、懸掛底撐板和管腔鋼筋籠插入預應力管腔內，并向管腔囊袋內壓漿形成囊袋填充體，降低了管樁的管腔封閉難度。同時，通過錨固頂板上部的鋼筋調位栓限定樁帽鋼筋籠的豎向高度，不但可限定樁帽鋼筋籠的豎向高度，而且可增強樁帽鋼筋籠與樁間土體間的連接。

④樁帽模板由第一側模、第二側模和第三側模組合形成，并在樁帽模板與樁間土體的間隙設置填縫囊袋，可在增強模板間連接強度的同時，改善模板支設質量，分別通過模板校位栓控制第一側模的橫向位置，通過撐桿塞板限定側模撐桿及第三側模的橫向位置，降低了模板支撐定位的難度。

⑤分別通過第一升降體和第二升降體控制第一刮梁和第二刮梁，實現了第一刮漿體和第二刮漿體的交替刮漿施工。在刮漿立板進行樁帽混凝土頂面刮平施工的同時，并通過余漿回收管將多余的混凝土收儲至余漿回收箱內，改善了混凝土刮平施工的難度。

4 施工工藝流程與操作要點

4.1 施工工藝流程

連體樁帽一體化澆筑管樁施工流程參見圖1所示。

圖1 大跨變寬體預留后澆帶現澆箱梁施工工藝流程圖

4.2 操作要點

①管樁打設施工：根據勘測的預應力管樁位置，將連接成一整體的導向套管與管側撐板置于樁間土體上方，將撐板錨筋插入樁間土體內，并在管側撐板與樁間土體的間隙設置找平墊層；在管側撐板的上表面設置管側壓重體；采用外部打樁設備使預應力管樁經導向套管后插入下部土體內。

圖2 導向套管布設結構示意圖

②樁頂環向截斷：將內置撐壓板連同內置豎桿插入預應力管樁的管腔內，下壓內置豎桿，通過內置撐桿頂壓內置撐壓板，使內置撐壓板與管樁的內側壁連接牢固；內置豎桿通過控位栓釘將可調式橫梁與橫向控位槽連接，使可調式橫梁與豎向定位桿通過豎向調位栓連接；根據截樁高度要求，調整豎向定位桿及切割鋸片的豎向高度，并通過彈擴撐筋使彈擴連接板與預應力管樁的外側壁緊密貼合連接。

③樁帽鋼筋籠布設：在懸掛底撐板上設置管腔囊袋，先向管腔囊袋內壓漿，再向管腔囊袋上部的管腔內灌注混凝土，形成管腔填充體。將錨固頂板插入樁間土體內，并通過鋼筋調位栓限定樁帽鋼筋籠的豎向高度，通過鋼筋定位槽及鋼筋控位栓組合限定樁帽鋼筋籠縱向鋼筋的位置。在預應力管樁的外周設置樁頂套箍，并使箍側撐板與樁帽鋼筋籠通過勁性連接筋連接。

④樁帽模板支設：制備樁帽模板，在樁帽模板的底端設置模板底撐板，并在模板底撐板與樁間土體的間隙設置填縫囊袋。將支撐底板及支撐立柱設于第一側模的外側，并與第一側模外側的板側連接栓連接。將側模撐桿插入第三側模外側壁上側模外板的連接槽內，先將縱向相接的第三側模連接成一整體，再通過模板校位栓控制第一側模的橫向位置，并同步通過撐桿塞板限定側模撐桿及第三側模的橫向位置，然后通過囊袋連接管向填縫囊袋加壓，封閉樁帽模板與樁間土體的空隙。

圖3 預應力管樁截斷裝置豎剖面示意圖

圖4 預應力管樁截斷裝置平面示意圖

圖5 樁帽鋼筋籠布設結構示意圖

圖6 樁帽模板支設結構俯視圖

圖7 樁帽模板支設結構立面圖

⑤樁帽混凝土澆筑：在支撐立柱的頂端設置第一升降體和第二升降體，并在鏡像相對的第一升降體和第二升降體之間設置第一刮梁和第二刮梁。先通過外部混凝土灌注設備向由樁帽模板與樁間土體圍合形成的空腔內灌注樁帽混凝土，再分別通過移動拉索控制第一刮漿體和第二刮漿體的撐梁連接體的橫向位置，帶動刮漿立板進行樁帽混凝土的刮平施工，并通過余漿回收管將多余的混凝土收儲至余漿回收箱內。

5 結論

在基礎設施施工過程中，預應力管樁施工技術被廣泛應用，并不斷發展成熟。然而在進行樁體和樁帽施工過程時，時常分兩次灌注施工，存在施工時間長、截樁定位難度大等問題。本文針對預應力管樁連體樁帽一體化澆筑控制性施工進行有針對性的技術研究，得到了以下結論：

①基于工程技術問題及施工難點，進行技術創新，形成了一套較為完善的預應力管樁連體樁帽一體化澆筑控制性施工技術，結合現有技術，對該工藝原理進行分析論述；

圖8 樁帽混凝土灌注刮平結構示意圖

②結合工程實際，對研究技術的施工工藝流程和關鍵技術要點進行系統研究，闡明了研究技術的工程適用性和工程應用價值。