高層建筑靜壓預應力管樁施工技術

王芳 康清虎

摘要: 近年來，靜壓預應力管樁因為具有穿透能力強、施工便捷、 質量保障好、 強度高、噪音小和成本低等優點, 在國內很多地區高層建筑施工和設計中得到廣泛應用 。本文簡要闡述了高層建筑靜壓預應力管樁施工技術及質量控制要點。

關鍵詞: 高層建筑 ; 靜壓預應力管樁 ; 施工技術

中圖分類號：TU97文獻標識碼： A

靜壓預應力管樁是在預應力技術和高性能混凝土的基礎上發展起來，利用靜壓或錘擊的方法將空心圓筒體狀的構件沉入地下，達到設計控制標高或承載力，以此作為建筑物的基礎。隨著建筑業的蓬勃發展，預應力管樁由原來的低壓樁力、小規格管樁發展到目前高強度、高壓樁力、大規格的管樁，靜壓管樁的應用更為廣泛，特別是在大中型城市高層建筑工程中得到普遍應用。

一、高層建筑靜壓預應力管樁施工技術

1、高層建筑靜壓預應力管樁壓樁的順序控制

當高層建筑樁基施工中靜壓預應力管樁數目較多時, 應該重點考慮靜壓預應力管樁壓樁的擠土效應, 遵守 “先施壓, 后壓群”的原則;對于不同深度的靜壓預應力管樁樁基, 應該遵守 “先深后淺, 先大后小” 的原則; 科學規劃樁基的行走路線, 盡量減小樁機行走對地面土層的擾動效應,降低施工地面的沉降;用科學、 經濟的手段規劃靜壓預應力管樁的運樁和喂樁工作;對于復雜壓樁形式應采取由中部向外逐漸擴展的方法進行壓樁處理。

2、選擇機械

壓樁機的選型一般按 1.2 倍～1.5 倍管樁極限承載力取值，靜壓樁機采用抱壓式。樁機的夾具選擇長夾具，保證夾樁時，樁身側壓應力較小，且更易控制樁的垂直度。壓樁速度為 1.8m/min。樁機的壓力儀表按規定送檢，以確保夾樁及壓力控制準確。送樁桿的長度根據壓樁機和送樁長度確定，應考慮施工中有超深送樁，送樁一般宜按理論送樁長度加 3m。在一般情況下，按照送樁理論選用 10m 和 12m 長度的送樁桿來進行送樁施工。

3、工藝流程

樁位測量定位→樁機就位→吊樁→對中→焊樁尖→壓第 1 節樁→焊接接樁→壓第 n 節樁→（送樁）→終壓→（截樁）。

4、施工準備

4.1 場地要求。在施工的現場要求場地的坡度不能超過 1%，場地的耐壓力要超過140kN/m2，場地的坡度要小于10%，在樁機上坡時要把其配重去除，保證樁位地沒有鋪設地坪和其他的建筑物基礎。對樁機的最小工作半徑要保證樁機的中心位置和周圍的其它建筑物距離，在該樁機一般寬度的基礎上留出 1m 左右，同時還要注意對周圍建筑物加以適當的保護措施。

4.2管樁的堆放。保證所使用的管樁在出廠時具有合格證明和檢驗報告，其強度要求達到設計值的一倍。在堆放時不能超過四層以上的高度。同時要求堆放場地要結實、平坦，以防止因為場地的不規律下降造成樁體的損壞，在堆放完成后還要采取一些嚴實的防滾、防滑等措施。

4.3樁位的測量定位。在樁位的測量定位時要根據基準點進行放樣，引出6m~8m 的軸線控制點，完成測量控制網的布置 ；樁位可以采用切短鋼筋加注顏色的方式進行標識。樁位的測量誤差值應控制在單樁 10mm、群樁 20mm 范圍之內。

5、壓樁施工技術

5.1樁機就位。樁機移至壓樁位置，將樁機調平，并使其夾持器的中心對正樁位中心。

5.2管樁就位。用樁機上的吊車吊起就近的管樁，管樁在插入樁機的夾持箱內時，壓樁機上的司機應配合打開夾持箱的夾口，指揮員指令吊車慢慢把管樁放入夾持箱內。當管樁下放至地面 10cm 處停住，夾持器把管樁夾緊，吊車的吊鉤放松。夾樁的壓力不大于 5MPa，并應逐次加壓。管樁對中方法：將鋼筋制成的Φ500mm 的模具放置在地面上，模具的中心對樁位中心，而管樁周邊與模具的周邊對齊。管樁對齊后，提起管樁少許，進行樁尖焊接。

5.3壓樁。

⑴壓好第 1 節樁。第一節樁是保證整個壓樁質量的關鍵，定位和垂直度應嚴格控制。壓入時，先應根據機上水平儀調平機臺，同時須在樁機的正面和側面分別設經緯儀或吊線錘，監控下樁垂直度，樁身垂直度偏差不宜大于0.5%。若樁身垂直度偏大，須拔出已壓入部分，并根據經緯儀指示調整機臺水平度使樁身垂直，同時記錄此時機上水平儀的偏差量作為下次調平的修正值，再行壓入，并認真注意壓樁時的樁身和壓力表的變化情況，如有異常偏移或傾斜立即分析原因，并采取校正措施，在確認壓入方向無異常時，方可連續施壓。

⑵應合理調配管節長度，盡量避免接樁時樁尖處于或接近硬持力層，管樁接頭數不宜超過 4 個。同一承臺樁的接頭位置應相互錯開。

⑶由于強風化巖面起伏變化大，管樁終壓后會造成樁長不一，有砍樁與超送（后接樁），露出地面的管樁應及時截樁，截至地面以下 300mm～500mm，以免樁機行走時損壞管樁。對超送樁的，待以后土方開挖后再進行接樁，視超送的長度可采取人工挖孔、四周挖土接樁，或直接降低承臺墊層標高，但應確保樁頂嵌入承臺 100mm。

⑷現場測量員對壓樁過程進行全程測點測量，以保證樁的垂直度。

（5）樁壓好后樁頭高出地面的部分及時截除，嚴禁施工機械碰撞或將樁頭用作拉錨點，送樁遺留的孔洞，應立即回填做好覆蓋。否則樁機行走后地面會沉陷。在壓樁過程中認真記好壓樁時間，壓入樁長所施壓力有讀數，以判斷樁的質量和承載力，當壓力表讀數突然上升或下降時，應停機對照地質資料進行分析，看是否碰到障礙物，或產生斷樁等情況，施工中禁止間斷壓樁。

5.4接樁

樁接頭采用CO2氣體保護焊， CO2氣體保護焊是以CO2作為保護氣體介質 ，依靠焊比和焊件之間產生電弧來熔化金屬進行焊接，以CO2氣體在電弧周圍造成局部的保護層， 以防止有害氣體的侵入，保證焊接過程的穩定性，從而獲得高質量的焊縫 。CO2純度要求不低于99.5 %，否則會降低焊縫機械性能和產生氣孔，焊接作業區應設防風措施。

需接樁時，其入土部分樁段的樁頭宜高出地面0.8— 1.0m ，便于接樁焊接操作，上下節樁段錯位偏差不應大于2mm。

管樁對接前，上下端板表面應用鐵刷子清刷干凈，坡口處應刷至露出金屬光澤。

采用鋼端板焊接，當下樁段沉至地面0.8m左右時, 起吊上樁段, 調整上下節樁中心線重合, 連接處吻合對齊后, 先在出口周圍對稱點焊4點 --6點,待上下樁固定后, 再分層施焊 ,焊接層數不得少于3 層, 內層焊渣必須清理干凈后方能施焊, 外一層焊接時應對稱連續施工, 焊縫要飽滿, 連續無虛焊、漏焊和夾渣現象。

5.5送樁

本工程送樁長度為 5.4～7.0m，局部為 9.5m，當樁頂壓至接近地面需要送樁時，應測量出樁垂直度并檢查樁頂質量，合格后立即送樁。送樁桿的中心與管樁中心線應吻合一致。

5.6終壓

正式壓樁前，根據不同的樁機需分別對不同的樁型進行試壓樁，確定壓樁的終壓技術參數為：以壓樁力為主要控制指標，有效樁長為參考參數。根據樁機類型，終壓分持荷復壓和非持荷復壓，680 型樁機終壓值為18MPa（5212 KN）），復壓 3 次，總沉降量不超過 10mm；700 型樁機的終壓值為 20MPa（5540KN），復壓 2 次，間隔5min，每次持荷 5s，總沉降量不超過 10mm。

5.7截樁

樁頭截除應采用鋸樁器截割，嚴禁用大錘橫向敲擊或強行板拉截樁。樁頂標高偏差不得大于 10cm。鋸樁器為自制分抱箍和電動切割機 2 個部分，抱箍為 2 個半圓形箍通過螺栓連接，抱箍為 2 塊鋼板和橫向短筋連接，鋼板上均布鉆孔，以固定切割機用。電動切割機通過螺栓連接固定的抱箍上，通過手柄，進行割樁工作，割樁時需加水，操作需更換幾個方向。

二、靜壓預應力管樁施工質量控制要點

預應力管樁施工技術在很多地區得到廣泛應用和發展。在預應力管樁施工前，首先要進行施工隊伍的資質審查：審查施工隊伍的承建資格、施工現場人員的技術資格證和上崗證 、施工機械、壓樁機、樁槌是否符合現場的土質、樁徑、樁深的要求，所有機械是否有有效的檢驗證明。

在管樁進入施工現場之前要對管樁的數量、管樁是否存在破痕、管樁的規格是否符合標準等進行檢查。

管樁的運輸嚴格按照要求對管樁按規格進行分類，要小心輕放，切勿猛烈碰撞，墊木一般使用堅固結實的枕木，而有棱角的金屬構件會導致管樁破損不堅固，帶來不必要的經濟損失。

取樁也需要格外小心，管樁要特別避免拖、拉，一般情況下，堆放三層及三層以上都需要運用吊機進行運輸，而底下的一兩層在運的過程中也要避免樁頭與地面摩擦帶來損壞。壓樁之前要對周邊建筑進行測量、記錄好相關數據。壓樁前后對比分析其變化是否在預測范圍之內。

二、結語

高層建筑應用靜壓預應力管樁技術進行樁基工程是當今的一項普遍采用的技術,靜壓預應力管樁施工方案、 施工工藝對于樁基工程和高層建筑質量有著決定性的作用,是不可忽視的重要環節和關鍵。 靜壓預應力管樁施工過程中要加強技術方面的管理和應用做好靜壓預應力管樁施工的事前參與、 事中監督和事后控制,并針對靜壓預應力管樁施工的關鍵部位、 特殊環節、重點工序采取技術上的強化,確保靜壓預應力管樁施工質量的提升,以實現高層建筑預期的整體目標。

參考文獻

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