高強預應力管樁施工技術在建筑工程中的應用

巴明偉 趙新兵

（中建七局安裝工程有限公司，河南 鄭州 450000；商丘市日月新城投資開發有限公司，河南 商丘 476000）

高強預應力混凝土管樁，具有規格化生產、成樁質量高、施工周期短、現場噪聲及環境污染小等特點，在建筑工程中得到了十分廣泛地使用[1]。在實際應用中，高強度預應力管樁施工的不同環節必須合理控制其不同施工工藝，才能發揮其在建筑工程中的作用。

1 高強預應力管樁概述

預應力管樁是使用預應力工藝和離心成型法構成的空心混凝土構件，在建筑工程施工中，對解決地基問題有著良好的效果。高強預應力管樁的混凝土強度不低于C80，具有極高的承載力，更易打入密實沙化層和強化風層中，擁有比沉管灌注樁更強的承載力，有利于節約施工周期和提升施工效率。

2 靜力壓入法施工

2.1 施工原理

靜力壓入法施工包括兩種壓樁方法，分別是頂壓式和抱壓式。頂壓式利用樁機的自重來平衡樁體沉樁過程中存在的阻力，并且從樁頂提供下壓力，推動樁身的沉降，隨著靜壓力高于樁體入土的阻力，樁柱就會沿著入土方向下降，沉入土壤中形成樁[2]。抱壓式通過液壓系統來控制夾具，然后夾住樁身之后向下施壓，樁體的下壓力超過阻力之后，樁身就會開始下沉。

2.2 施工流程和控制要點

采用靜壓入法施工時，需要先對樁做好定位工作，之后控制壓樁機到位，進行吊裝、對中控制，然后進行壓樁。很多工程中，由于樁體較長，因此不會僅有一節，而是會采用多節的形式進行施工，所以還需要經過焊接等工序，以保證對樁體總體質量的控制效果，見表1。

表+ 施工流程和控制要點

2.2.1 測量放線

施工中，首先需要做好測量放線控制工作。根據設計圖紙做好計算，對水準點和控制點進行校對，并在圖紙上做好標記[3]。按照控制網的位置計算出每根樁的坐標，確定樁位。樁機就位后，做好樁位復核。

2.2.2 樁機選擇和對中

壓樁機的選擇應該結合現場的實際情況，在樁機就位之后先選擇調平機臺，并復核樁位，做好對中。壓樁工作中，使用吊錘和經緯儀來對兩個方向進行控制，做好樁體垂直度的監控工作，控制其垂直度偏差在0.5mm，以及保證樁尖的偏差在20mm以內。

2.2.3 壓樁

壓樁過程中既要減少擠土效應，避免樁位偏離，也要做好壓力、入土深度的檢查和記錄工作[4]。如果發現壓力突然上升或者下降，應停止壓樁，結合地質信息分析目前存在的問題，查明當前是否存在斷樁情況。其次，如果壓樁的過程中發現樁身偏移，就要停止施壓，在采取相應措施之后繼續進行壓樁工作。

3 錘擊法施工

3.1 施工原理

錘擊法就是通過錘擊將樁體打入到地下，錘擊法就是俗稱的打樁，在打樁的過程中，會使用樁錘的沖擊動能。在使用錘擊法時，會經過定位放線、放樁尖、樁管起吊、試擊等步驟。

3.2 錘擊法的施工要點

3.2.1 放線和樁機就位

施工前根據軸線放出樁位線，使用短木樁或鋼筋做好定位，使用白灰進行標記[5]。打樁區附近要設置至少兩個水準點。做好樁基的軸線和標高復核工作，繪制樁位平面布置圖。確定樁基的行走路線，樁機就位后，平移樁架，控制導桿中心線和打樁的方向保持一致，確保樁位準確。

3.2.2 打樁

確定打樁的先后順序，根據基礎標高采用先深后淺的方式進行施打。施打參數還要考慮樁位和周圍建筑物之間的距離，一般采用先遠后近的方式[6]。在打樁的過程中，應該先用短落距輕打，樁體入土1m~2m之后，再以全距離進行施打。

3.2.3 截樁

完成打樁之后，要將樁頭以及不能打入的樁身截掉，保證樁頂滿足設計高程要求。截樁時應該使用專用的鋸樁器，避免使用大錘橫向敲擊截樁，或者強行扳拉的截樁方法，以保證截樁后樁體依然有較高的質量。

4 工程施工案例

4.1 工程概況

某建筑工程為九層框架結構，共32.5m高，地質土層淤泥層較厚，采用高強預應力管樁，樁徑為550mm，壁厚100mm，采用錘擊法進行施工，管樁的混凝土強度為C80。每根管樁的承載力為700kN，平均有效樁長為27m，總共使用214根管樁。

4.2 施工準備

4.2.1 樁錘和樁架的選擇

本工程使用的樁架為D308S履帶行走樁架，該樁架的特點在于移動和行走比較靈活，因此在現場使用比較簡單。

在樁錘的選擇中，綜合分析樁錘在尺寸、形狀、入土長度的影響，并且要保證能夠利用樁錘使管樁克服阻力，因此樁錘必須提供比較大的夯擊力。樁側的摩擦力和樁尖的阻力是影響灌入的主要因素。

4.2.2 施工方案的完善

為了保證施工方案的完善性，確定打樁順序時需要考慮很多不同方面因素的影響，包括打樁位置的地質狀況、施工現場的整體情況等。因此樁位的測點需要嚴格按照樁基的施工圖進行。施工過程中，需要對吊點的位置進行合理布置，對方管樁也要做好避免出現震動或者碰撞的情況，可以在下面專門放置木墊來限制管樁的移動。

嚴格控制管樁成型制造到打樁施工的間隔，保證混凝土的強度能滿足施工設計要求。如果現場需要堆放管樁，必須要堅持先進場先使用的原則，避免管樁在現場存放過長時間影響管樁質量和強度，也能保證科學的管理流程，提升打樁工作的秩序性。

4.3 施工流程

4.3.1 試樁施工

施工之前進行靜載荷抗壓試驗，使用錨樁橫梁作為反力裝置，以及兩臺千斤頂。實驗中使用了錨樁和試樁，第一根試樁的靜荷載力為6200kN，符合7級標準要求，沉降量在1h后增大，標準為16.7mm/h，直到地基被破壞后停止。第二根試樁荷載力是5000kN，符合9級標準要求，沉降量在45min之后加大，標準為15.2mm/h，加載到地基受到破壞。第三根為4000kN，穩定后到增加4500kN。經過試樁，確定滿足施工要求，方可進行后續施工。

4.3.2 測量施工

施工之前需要做好測量工作，先進行場地清理，清除場地中的雜物，然后確定場地平整之后的標高，以及準備好測量器具和施工設備。同時完成對中線的測量和控制樁的測量工作，在測量放線工作完成后進行技術交底。

4.3.3 打樁機的安置

移動打樁機之前，需要做好對現場尤其是對移動路線的勘查，以便可以確定樁基移動的安全性。對于鉆桿和地面的角度，應該使用吊錘進行測量，并且將誤差控制在1%，在樁機的長度標定好之后，再根據設計進行工程的施工工作。

4.3.4 下節樁的起吊和壓樁施工

在樁機就位之后就要進行起吊工作，管樁起吊之后要對樁外壁的標記進行準確處理。使用了兩條線錘來控制垂直度，并以90°的標準控制夾角。對于管樁壓入的開始階段，應該避免和地下障礙物碰撞，所以一都使用低速壓入的方式。壓樁過程中，應該觀察壓樁力的情況，保證樁體可以順利沉降。施工過程中，應該控制上節管樁垂直度誤差在0.15以內，所以需要嚴格控制樁錘、樁帽、送樁器的位置，保證處在一條直線上，做好沉樁施工中樁身垂直度的觀察，控制誤差始終在1%以內。如果硬土中有樁尖插入，那么不能強行進行施工，而且施工過程中一旦出現樁身損壞的情況，要馬上停止施工[7]。

4.3.5 上節樁施工控制

本工程的上節樁施工中，管樁的樁頭需要多出地面長度0.5m~1.0m，并且施工過程中應該控制下節樁保持完成。樁身起吊之后，上節樁必須和下節樁的中心對準，而且要矯正垂直度，以及避免出現扣縫問題。對于下節樁樁頭位置還要設置導向箍，方便對上節樁的施工，而且要控制上下節的錯位在2mm以內。

4.3.6 焊接施工

焊接之前要對樁頭的位置進行檢查，以及對上下端板的表面做好清理工作，施工時可以使用鐵刷子。在上下節固定之后，可以移除導向箍，然后采取分層的方法開展焊接工作。本工程使用了手工焊接的方法，焊接的數量為3層，焊接接頭自然冷卻之后再進行后續的工作。

5 結語

使用高強預應力管樁施工時，需要根據現場情況做好施工技術的選擇，并且在樁體沉降的過程中，做好對垂直度的檢測和控制，保證壓入的角度和精度。另外，不能忽視施工之前的準備工作，做好現場勘查和設備準備，保證施工的順利進行。