建筑工程預應力高強混凝土管樁技術

喬文國

摘 要：建筑工程是城市化發(fā)展的重要標志，預應力高強混凝土管住施工技術是建筑工程施工中不可缺少的環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)施工質(zhì)量的好壞直接影響整個工程質(zhì)量。為了對預應力高強混凝土管樁技術進行深入性的研究，以下是筆者結合具體工程案例對該施工技術的分析情況。

關鍵詞：建筑工程;預應力;高強混凝土;管樁技術

預應力混凝土管樁具有較高的強度和承載力，且施工相對簡單，造價低，施工周期也很短，在施工中逐漸取代了傳統(tǒng)的實心預制方樁和沉管灌注樁，是現(xiàn)代建筑工程基礎施工中采用的主要樁型。預應力管樁技術在施工中應用的影響因素很多。施工過程中稍有質(zhì)量控制不慎，就會造成質(zhì)量問題和隱患。在預應力管樁施工全過程中，只有采用正確的施工工藝，嚴格控制施工質(zhì)量，才能發(fā)揮預應力管樁的施工效果。

一、預應力混凝土管樁技術的優(yōu)缺點

（一）優(yōu)勢

預應力混凝土管樁施工技術具有許多優(yōu)點，也被廣泛應用于各種工程的施工和施工中，也得到了一致的認可。（1）單樁承載力高。預應力混凝土管樁具有較高的混凝土強度，特別是高強預應力混凝土管樁。樁身混凝土強度可達80MPa，可打入密實砂層和強風化巖層。由于擠密作用，管樁的承載力高于同直徑沉管樁或鉆孔樁。（2）良好的抗裂性。相比之下，預應力混凝土管樁經(jīng)過高強預應力技術處理后，具有很強的抗裂、抗彎等剛度特性，可以有效避免在運輸和靜壓施工過程中的損傷現(xiàn)象。（3）施工效果良好。成樁質(zhì)量可靠，施工速度快，工作效率高，工期短。縮短施工周期是預應力混凝土管樁的最大優(yōu)點。預應力混凝土管樁不需要等28天。樁完成后，可以對樁基進行檢測。（4）具有廣泛的技術適應性。預應力混凝土管樁具有承載力高、地層穿透力強、施工條件小、經(jīng)濟效益好等特點，適用于各種大型高層建筑、橋梁、碼頭等基礎工程的施工。

（二）缺點

1錘擊法包括簡易柴油錘、液壓錘、高頻錘等，伴隨著劇烈的振動或噪聲，大量的擠土，會造成一定的環(huán)境污染和影響。施工中采用靜壓法，無振動和噪聲，但仍存在擠土效應。（2）有些工程地質(zhì)條件不適合采用預應力混凝土管樁，如土層中有較多的漂石或障礙物，且不易清除;樁端上方有難以穿透的硬隔層的區(qū)域;石灰?guī)r區(qū)域;硬巖殘積土和強風化層很薄，軟土層在其上的地區(qū)。

二、預應力高強混凝土管樁技術施工前準備

某建筑工程為九層框架結構，高32.5m，地面平均3m處為砂層位置，淤泥層位于砂層以下。第二層淤泥厚度平均為9.5m。本次建筑工程設計中采用預應力高強混凝土管樁施工模式，其中500mm為樁徑，100mm為壁厚，管樁混凝土的強度為C80。每樁承載力為700kN，有效樁長平均為28m，總樁數(shù)為220根。

（一）選擇合適的樁架和樁錘

（1）選擇合適的樁架，打樁效率的高低與樁架有直接性的關系。樁架在安置和安放的過程中要符合施工設計的要求，起到明顯提升打樁效率的作用。本次建筑工程施工中選用的樁架為D-308S型履帶行走式結構。此種結構的樁架在移動上較為靈活，使用也更為簡單。（2）選擇合適的樁錘。選擇樁錘需要考慮的問題較多，如尺寸、形狀、入土長度、重量等。本次建筑工程中此次施工環(huán)節(jié)順利開展的前提條件是樁的貫入阻力可以被樁錘夯擊能力有效克服。其中樁側摩擦力和樁尖阻力是貫入阻力主要內(nèi)容。反之樁錘會出現(xiàn)局部壓曲的問題，難以滿足本次設計要求。

（二）合理完善施工設計方案

合理確定打樁順序需要參考不同的因素，如實際打樁位置的地質(zhì)情況，施工整體現(xiàn)狀等。打樁過程中要保護周圍建筑，落實保護措施。樁位測點嚴格按照樁基施工圖來進行。合理布置吊點位置，管樁堆放要注意防止振動和碰撞，可在管樁下面放上木墊和軟墊。管樁成型制造到打樁施工間隔的時間要一樣，確?；炷翉姸葷M足施工設計要求，實際施工中常>80%。如施工場地需要堆放管樁時，需要秉持的原則為“先進場樁先打”，這樣可保障管樁強度。建筑工程預應力高強混凝土管樁技術施工前需要對其規(guī)格全面了解。

（三）預應力高強混凝土管樁技術施工流程

1、試樁施工

靜載荷抗壓試驗選用錨樁橫梁反力裝置，施工中選用兩臺千斤頂。本次工程使用的為錨樁和試樁。第一根試樁荷載力為6200kN，達到7級標準，將沉降量在1h后加大，標準為16.67mm/h，若地基被破壞試驗停止。第二根試樁荷載力為5000kN，達到9級標準，將沉降量在45min后加大，標準為15.25mm/h，若地基被破壞試驗停止。第三根為4000kN，增加4500kN的標準是待其穩(wěn)定后。

得出Qum=4547kN;Sn=0.052，Quk=Qum=4547kN。

2、測量施工

先行地表雜物清理，場地平整后測量標高。準備好測量器具和施工設備。并行中線測量和控制樁測量。測量放線工作完成后準備技術交底。

3、樁機妥善安置

預應力高強混凝土管樁施工設備齊全，樁基移動前要勘察施工現(xiàn)場，確保樁基移動安全性。鉆桿與地面的角度測量選用吊錘，誤差要<1%。在樁機架上標定好長度。以后按照施工設計施工。

4、下節(jié)樁起吊施工

起吊下節(jié)樁發(fā)生在樁機就位后，管樁吊起后在樁外壁進行標記對準處理，垂直度調(diào)整采用兩條線墜，以夾角90°標準測量調(diào)整。

5、壓樁環(huán)節(jié)施工

壓入早期需要注意的問題是減少和地下障礙物碰撞的機會，可選用低速壓入方式。當遇到硬土層后可增加壓樁力，通過就可降低。壓樁環(huán)節(jié)施工也對壓樁力時刻觀察，確保沉降順利進行。上節(jié)管樁插入地面的垂直度誤差要<0.15%，樁錘、樁帽、送樁器的控制要在同一中線上。仔細觀察沉樁施工中樁身垂直度，誤差要<1%。若硬土中有樁尖插入不能強行施工。施工過程中樁身、樁頂毀壞要停止施工。

6、上節(jié)樁施工

入土管樁樁頭多出地面的長度在0.5～1m之間，保持下節(jié)樁的完整性，清理樁頂雜物。起吊后的上節(jié)樁要與下節(jié)樁附近中心對準，并進行垂直度校正。確保無扣縫問題存在。在下節(jié)樁樁頭位置設置導向箍，可便于上節(jié)樁施工，上下節(jié)裝錯位誤差要小于2mm。

7、焊接施工

檢查管樁接頭位置的質(zhì)量是焊接施工前期不可缺少的環(huán)節(jié)。該施工環(huán)節(jié)需要對上下端板表面進行清理處理，可使用鐵刷子。通常情況下要先進行4～6點對稱點焊處理，一般在坡口位置。上下節(jié)被固定后，可將導向箍拆除，隨后行分層次的對稱焊接。焊接常用方式為手工焊接、二氧化碳保護焊。焊接數(shù)量為3層，焊接前要將內(nèi)層焊渣清理干凈。焊接接頭自然冷卻后才能進行下步施工，禁止用水冷卻。

三、結語

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國建筑業(yè)也得到了長足的發(fā)展。預應力高強混凝土管樁技術是建筑工程基礎施工中的重要技術之一。其施工技術水平將直接影響到工程施工的整體質(zhì)量。因此，施工企業(yè)必須結合施工現(xiàn)場的具體情況，充分認識預應力高強混凝土管樁的應用優(yōu)勢，做好施工準備。只有這樣才能保證施工過程的規(guī)范性和合理性，才能促進工程建設的快速發(fā)展。根據(jù)具體的工程項目，通過地質(zhì)情況的分析，總結了預應力高強混凝土管樁設計、施工與檢測的方法?？偨Y的內(nèi)容能夠為今后類似的工程項目提供參考。

參考文獻：

[1]張鶴年，隆剛.預應力高強混凝土管樁水平荷載作用下承載特性及群樁效應分析[J].工業(yè)建筑，2019，45（8）：110-115.

[2]岳著文，李鏡培.海工環(huán)境下預應力高強混凝土管樁使用壽命計算[J].上海交通大學學報，2019，50（3）：370-376.

[3]王永洪，張明義.基于光纖光柵傳感技術的預應力高強混凝土管樁高溫高壓測試研究[J].工業(yè)建筑，2017，47（9）：106-109.

[4]寇海磊，俞峰.靜壓敞口預應力高強混凝土管樁界面剪切性狀試驗研究[J].建筑結構學院，2017，38（5）：167-173.