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建筑工程预应力高强混凝土管桩技术的研究代大庆

发表时间：2020/12/15 来源：《基层建设》2020年第24期作者：代大庆

[导读] 摘要：近年来，预应力高强度管桩技术已在建筑中得到广泛应用和推广。

        铁岭建工集团有限责任公司辽宁铁岭 112000
        摘要：近年来，预应力高强度管桩技术已在建筑中得到广泛应用和推广。预应力高强度管桩易于施工，抗弯能力强。作为基础施工的重要技术，可以有效延长施工项目的使用寿命，提高施工的整体质量。
        关键词：建筑工程；预应力；高强混凝土；管桩技术
        预应力高强混凝土管桩技术是建设项目中必不可少的环节，其建设技术直接影响到建设项目的整体质量。因此，施工前应做好充分准备，认真勘察施工现场，做好施工准备。只有这样，施工才能顺利进行。
        1预应力混凝土管桩技术的优缺点
        1.1优势
        预应力混凝土管桩施工技术具有很多的优点，被广泛应用于各种工程的施工和施工中，并得到了一致认可。（1）单桩承载力高。预应力混凝土管桩具有比较高的混凝土强度，尤其是高强预应力混凝土管桩。桩身混凝土强度可达80mpa，可打入密实砂层和强风化岩层。由于挤密的作用，管桩的承载力比同直径沉管桩或钻孔灌注桩高。（2）良好的抗裂性。相比之下，预应力混凝土管桩采用高强度预应力技术处理，具有较强的抗裂性和抗弯刚度，可以有效避免运输和静压施工过程中的损坏。（3）施工效果良好。桩质量可靠，施工速度快，工作效率高，工期短。预应力混凝土管桩的最大优点是缩短了工期。预应力混凝土管桩不必等待28天。桩完成后，可以检查桩基。（4）它具有广泛的技术适应性。预应力混凝土管桩具有承载力高、地层渗透性强、施工条件小、经济效益好等特点。适用于各种大型高层建筑、桥梁、码头等基础工程的施工。
        1.2缺点
        （1）锤击法包括简易柴油锤、液压锤、高频锤等。在振动或噪声较大的情况下，大量的挤土会对环境造成一定的污染和影响。施工采用静压法施工，无振动、无噪音，但仍有挤压效应。（2）一些工程地质条件不适合使用预应力混凝土管桩。例如，土壤中有许多不易清除的巨石或障碍物；桩尖上方有坚硬的水密层的地方；石灰岩地区；硬岩冲积土和坚硬的块石。该区域非常薄，顶部有一层柔软的土壤。
        2建筑工程预应力高强混凝土管桩技术施工准备
        2.1桩锤、桩架选择
        （1）桩锤选择。选择桩锤时，必须考虑桩的形状、尺寸、重量和长度。在预应力高强混凝土管桩技术在建筑工程中的应用中，为了有效克服桩的贯入阻力，如桩端阻力、桩侧摩阻力等，要求桩锤的锤击能力，如果不能满足上述要求，则会出现桩锤击力不足的情况导致桩头出现局部屈曲现象，导致桩锤不能满足设计要求。（2）桩架选择。桩架的安装与安装将直接影响打桩效率。根据工程施工需要，可选用d-308s履带式桩架，具有移动灵活、使用方便等优点。
        2.2施工组织设计
        根据打桩施工范围的地质条件和基础情况，合理确定打桩顺序，选择科学有效的预防措施，保护附近建筑物。同时，根据桩基施工图确定桩位。管桩一般设计有两个支点，吊点必须符合位置要求。管桩的堆放可选用软垫层和垫木，以避免吊装和运输过程中的振动和碰撞。
        混凝土强度必须与设计强度等级一致，一般控制在80%以上。如需现场堆放管桩，可按“先打桩”的原则施工，以满足管桩的最大强度。施工应用前，施工企业应充分了解选用的预应力高强混凝土管桩的规格和技术性能。
        3建筑工程预应力高强混凝土管桩技术的研究
        3.1试桩
        为保证单桩承载力能够与设计规定相符，单桩竖向抗压静载试验应在打桩前进行。一般选取3组作为试桩数量。
        根据《建筑桩基技术规范》等相关规定，选取慢速维持荷载法进行单桩竖向抗压静载试验。选取锚桩横梁反力装置进行竖向静载荷抗压试验，整个过程可通过电动油泵对油压千斤顶（2台5000KN）加荷，荷载通过荷重传感器、荷重显示器与0.4级精密油压显示，沉降值可利用电测位仪器、机械表等测读，随后通过计算机进行数据采样、记录、整理与打印。

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        试桩、锚桩为工程所用桩，第一根试桩应向6200KN加荷，如符合7级标准，1小时后将加大沉降量，每小时16.67毫米时，其沉降总量为38.06毫米，该情况下地基将产生破坏现象，此时可停止试验。根据相关试验曲线及数据显示，4340KN为极限荷载。5000KN为第二根试桩要求量，如符合9级标准，45分钟后加大沉降量，每小时达到15.25毫米，36.51毫米为沉降总量，此时地基明显损坏，可停止试验。根据相关试验曲线及数据显示，4500KN为极限荷载。
        4000KN为第三根试桩要求量，稳定后应向4500KN增加，最终第二根试桩的极限荷载为4800KN。
        根据以上数据，可对试桩结果统计特征值进行计算：
        Qum=4547KN;Sn=0.052
        由此得出，单桩竖向极限承载力标准值为Quk=Qum=4547KN。
        3.2测放桩点
        首先清理施工场地表面的杂物，然后进行场地平整工作。最后，对水准点的高程进行了精确测量。测量仪器设备是工程建设测量的主要机械设备。根据设计要求，在现场进行了具体的标定，为建筑基础的施工提供了方便。建筑桩基施工测量的主要任务是恢复中心线测量，制定施工控制桩。测量放线完成后，对施工人员进行技术交底。
        3.3桩机就位
        预应力高强混凝土管桩就位后，由有关人员进行施工。打桩机移动前，应详细观察施工现场的具体情况，切实提高位移安全性。同时，利用吊锤对钻杆与地面的垂直角进行检测和适当调整，误差控制在1%以下。桩架上以米为单位画出长度标志，并按施工要求施工。
        3.4起吊下节桩
        完成桩机就位后，应起吊预应力高强混凝土管桩，桩外壁与所画桩位白灰图形标记对准，通过2条线坠，以90度为夹角进行垂直度地调整，并符合桩机内部水平仪要求。
        3.5压桩入土
        打桩初期，选用低速打桩法进行下一节桩的施工，避免与地下障碍物碰撞，造成桩位偏差。遇到硬土层时，应适当增大桩的打桩力，穿越硬土层后应降低压力。在这一阶段，应随时注意压力变化，以利于沉桩施工。管桩上部插入地面的垂直度误差应控制在0.15%以下。桩锤、桩帽、送桩机应控制在同一中心线上。在沉桩施工中，需要长期观测桩身垂直度。当桩身垂直度误差小于1%时，必须及时查明原因，选择切实可行的措施进行处理。桩尖插入硬土层时，禁止选用移动式桩架进行强制施工。沉桩施工中，如果出现异常贯入，桩身会发生位移和倾斜。如发现桩身及桩顶损坏，必须暂停沉桩。
        3.6上节桩施工
        在扩桩施工中，要求桩头离地长度为0.5～1m。在保证桩体下部无损伤后，必须将桩顶上的杂物清理干净。上节桩吊出后，应将靠近下节桩的中心对齐，并校正上、下节桩的垂直度，检查上下桩连接面是否有扣接。导向环设置在下节桩头，方便上部桩的放置。扩桩施工时，错位偏差应控制在2mm以内。
        3.7焊接
        在施工初期，应先用刷子将管桩和管片的焊接位置清理干净。一般在坡口位置进行4～6点对称点焊。上下节固定好后，可拆除导向环，并逐层对称焊接。焊接一般采用手工焊和二氧化碳保护焊。三层为焊接量，内层焊渣清理干净。然后，在焊缝外侧进行一层焊接，要求根部完全焊接。焊接接头自然冷却后，可进行以下施工。一般8分钟为最短冷却时间，严禁用水冷却施工。
        结语
        综上所述，在预应力高强混凝土管桩的施工质量控制中，工作人员必须严格了解本工程的施工要求，在原有技术体系的基础上进行改进，确保施工质量达到预期，最终杜绝施工质量问题的发生，满足今后工程质量管理的要求。
        参考文献
        [1]大直径PHC预应力高强混凝土管桩施工[J].畅军.价值工程.2019(17)
        [2]PHC管桩的单桩竖向承载力下限解研究[J].梅卫锋.路基工程.2020 (02)
        [3]PHC预应力高强混凝土管桩施工[J].罗霖.江西建材.2019(11)