建筑工程地基处理中预应力管桩的运用探讨
2015-07-13
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1 预应力管桩施工技术
对于预应力管桩，它具有工期短、质量可靠、管理方便、造价低等特点，在高层建筑工程中的应用十分广泛。作为桥梁等建筑工程的重要基础之一，预应力混凝土管桩的施工的质量直接关系着建筑工程中建筑结构的坚固程度和使用安全性。但由于在实际施工过程中，管桩基础的施工都是在地下进行作业和施工，相对于地上工程来讲，管桩基础的施工具有较强的隐蔽性和技术性，容易存在偷工减料的行为。因此，必须相当严格地对管桩基础的施工过程进行监督，只有如此，才能保证建筑工程的施工质量。在预应力管桩的施工前和施工过程中，对其进行严格的质量监理，能够极大地保证工程的质量安全。
预应力混凝土管桩与其他桩型相比，有着其自身特有的特点。其主要表现在空心、多节接桩、桩头与桩身材质不同等。其管桩单桩承载力高，桩端承载力可比原状土提高80%～100%；桩运输吊装方便，接桩快速；桩长度不受施工机械的限制，可任意接长；设计选用范围广，单载承载力可从600KN到4500KN，既适用于多层建筑，也可用于50层以下的高层建筑；桩身耐打，穿透力强，抗裂性好，可穿透5～6cm后的密实砂夹层；造价低廉，其单位承载力价格仅为钢桩的1/3～2/3，并节省钢材。但也容易出现一些桩身质量问题，如裂隙及断裂、接桩不良、桩身局部破碎、法兰脱落等，同时存在着施工机械设备投资大，打桩时振动、噪声大等问题。
由于预应力砼管桩位于整个工程的最底部，处于深埋于地下的位置，从分类上讲，属于隐蔽性工程；从受力方面考虑，由于地理位置的基础性，其在结构中起到承受上部荷载的传递作用，因此，其质量的好坏将直接影响到上部主体的使用情况和安全性。进而，如何实现对建筑施工中的地基的质量和安全性、可靠性进行一定的控制，使得预应力砼管桩的各项性能指标都可以达到工程质量的相关要求，在建筑施工整体的安全性评价中起着相当重要的作用。
1.1 预应力管桩施工方法与施工流程
预应力管桩施工采用静压法或锤击法。对于预应力管桩的施工工程，这是一个极其复杂的过程，具体的施工过程如下所示：清表整平桩位放样→机械就位→使用经纬仪对垂直度进行一定的调整→对第一节桩进行施工操作→对第二节桩进行起吊作业→用电焊进行接桩操作→对焊接质量进行检查，对垂直度进行标定→对第二节桩进行施工→对之前的工艺进行简单重复，直至达到设计标高→ 对整个桩的质量进行检查→制作管桩托板模板，并对其进行安装→对托板钢筋进行绑扎、对混凝土施行现场浇筑、养护→报验。
1.2 管桩施工技术
1.2.1 桩位放样过程：桩位的放样必须严格根据设计文件以及现场技术交底所确定的坐标控制点和水准点进行，操作过程中，通常会采用全站仪或者经纬仪对桩位进行确定，并做出桩位圆形标记，圆心位置用小木桩标记，在施工过程中对其加以保护。
1.2.2 压桩过程：桩机就位，将桩机移动到之前确定好的目标桩位点，将桩机调平，使其稳定同时保持垂直状态。用钢丝绳绑住桩身单点起吊，仔细操作，使其移入桩机，然后将桩机调平，并移动桩机使其对中，同时利用经纬仪对垂直度实行相应的核查，使入土垂直度保持在1%的范围以内，将压桩装置开启，便开始进行压桩操作，并将压桩时间和各压力表读数记录下来，过程中要保持连续压桩，压桩速度要控制在1m/min。
在压桩过程当中，要做的是随时关注压桩压力、压入深度的变化情况，对其参数进行核查。当压力表的读数突然的上升或下降时，应该停止机器，并参考相关的地质资料对其进行细致入微的分析，检查是否有接触到障碍物或者出现断桩等异常的情况，在设计中若对压桩的压力有要求时，压力的偏差应控制在±5%的范围以内。
1.2.3 对垂直度的相应控制：首先架设经纬仪，具体的方向是在桩机正面和侧面按90°正交方向，在整个过程中对下桩垂直度、整桩垂直度进行监控，使其的偏差不得大于1/200L。
1.2.4 送桩过程：在进行沉桩操作之前，应用水准仪对地面的标高施行控制，在送桩杆上打上相应的记号，并在送桩的过程当中对其进行实时的监测。在送桩器与桩之间应有一定的材料，如加设具有弹性的衬垫，在此，相关规定对衬垫也做了一定的规范，如厚度均匀，且经过锤击压实操作之后的厚度不应小于120mm，压桩的过程中不时地对衬垫进行检查，并做到及时的换新与补充。
1.2.5 压桩终止过程：在沉桩达到要求的高程之后，一定要使该状态维持长达10min的时间，并且每分钟的沉降值不得超过2mm。后方才能结束送桩；每根桩宜一次性连续压到底，接桩送桩应连续进行，将每次的间隔停歇时间进行一定程度的缩减。
1.2.6 桩帽施工过程：待管桩施工一定段落后，能够提供桩帽施工工作面时，开始进行桩帽施工工作。在桩头位置地面以下按桩帽设计尺寸对土模进行开挖操作，按照相关的规范进行绑扎、焊接钢筋的操作。在浇注混凝土之前，应当先对基坑进行一定的清洁工作，将其清理干净，之后用喷水的方式将桩的内壁基坑的底部润湿，并开始对混凝土施行浇筑作业。在浇注的过程当中，对于每一个振捣部位，应当以实现混凝土的密实为目标。在振捣的过程当中，施工人员应切实的注意避免振动器与钢筋、坑壁发生碰撞等情况的发生。混凝土浇注完毕后应对桩帽进行及时的养护。
2 预应力管桩施工质量控制
2.1 预应力管桩质量标准
任何一项施工都有其相对应的规范与标准。预应力管桩施工质量标准见表1。
表1 预应力管桩施工质量标准
2.2 质量通病及预控对策
预应力管桩在施工中受成桩工艺、机械设备、地质条件、施工水平等众多因素或者单一因素的影响会出现很多不同的质量问题，如桩身断裂、桩顶碎裂、桩顶位移、桩身倾斜等严重影响施工质量的问题。该建筑工程施工中出现的预应力管桩施工质量通病及预控对策见表2所示。
3 结束语
总之，每一处预应力砼管桩的施工质量是否安全、符合要求，往往需要一个系统、综合的评价，而对于质量结果的评价，除了要结合施工过程的控制情况、现场的检查监督情况进行红综合评判外，其中最为重要的，还是要依靠科学的检验检测方法。只过经过了严谨、细密的科学检测且在确认质量合格无误后，方可进行后续上部结构施工。对建筑工程地基处理中预应力桩的预控，可以使得施工工地的工后沉降得到大幅度的减少，使得施工工地拼接施工得到更好的结合。结合多次现场的施工经验总结，预应力管桩施工具有很多优良的特点，如施工工艺可靠、质量容易控制、便捷快速、环保效果显著、综合经济指标合理等，适合应用在建筑施工当中用以保证施工工程的安全性。
参考文献
[1]曹伟，徐伟.预应力混凝土管桩施工的质量通病及防治措施[J].建筑，2010（13）.
[2]李春勇.建筑工程基础预应力管桩施工研究[J].中国房地产业，2011（8）.
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