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摘要：本文主要以上海浦东国际机场二期工程北灯光站和昆山淀山湖大自然国际俱乐部工程为契机，从工程概况、高强度预应力管桩的试验、压桩前的准备工作及液压打桩的施工方法等方面进行了较详细的阐述。
关键词：預应力管桩;液压法；
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
高强度预应力混凝土管桩代号为PHC(简称PHC管桩),是采用先张预应力离心成型工艺,并经过1 兆帕和180 ℃左右的蒸汽养护,制成一种空心圆筒形混凝土预制构建。由于其自身具有单桩承载力高、应用范围广、沉桩质量可靠、工程造价相对便宜、机械化施工程度高、施工质量有保证等优点,而广泛应用于房屋建筑和桥梁、码头等工程中。但长期以来,预应力混凝土桩基在施工时,采用的是用柴油锤击入桩,其不仅噪音大,还伴有浓烟油污,不符合环境和文明施工的要求。在这样的情况下,采用液压法压桩,其既无噪声也对环境无任何污染,迅速代替了锤击入桩法。
一． 工程概况
昆山淀山湖大自然国际俱乐部工程框架结构4层，高度18.2m。地质状况属软土地基，l-5层均为松软地层，力学性质差，本工程西面为市政交通干道和多层民宅群，东面为距离26-28m的已建别墅区。该工程的桩基础设计采用先张高强度预应力混凝土管桩(直径为400mm，管桩壁厚80mm，混凝土强度为C80)，单桩承载力为310kPa，桩长13m，总桩数304根，采用单节桩，基础采用群桩上分组承台。
二． 高强度预应力管桩的试验
为了保证工程的质量，目前,管桩的单桩竖向承载力的测试依靠静载试验和高应变试验。
1.静载试验
管桩的单桩竖向抗压静载试验是静载试验法的一种,其主要是通过模拟实际荷载情况,采用油压千斤顶加载,得出一系列关系曲线,最后综合评定确定单桩的极限承载力。其千斤顶的加载反力装置有以下几种方法:
(1)锚桩横梁反力装置：由4根锚桩、主梁、次梁、油压千斤顶以及测量仪表等组成。锚桩、反力梁装置能提供的反力应不小于预估最大试验荷载的1.2倍～1.5倍。
(2)压重平台反力装置：由支墩、钢横梁、钢锭、油压千斤顶及测量仪表等组成。压重量不得少于预估试桩破坏荷载的1.2倍;压重应在试验开始前一次加上,并均匀稳固的放置于平台上。
(3)锚桩压重联合反力装置：当试桩最大加载量超过锚桩的抗拔能力时,横梁上放置或悬挂一定重物,由锚桩和重物共同承受千斤顶加压的反力。
但需注意一点,静载试验应在管桩的桩身与土体的结合达到设计要求的前提下方能进行。如砂类土的管桩,不应少于7 d;粉土和黏性土的,不应少于15 d;淤泥或淤泥质土的,不应少于25 d。
2.高应变试验
高应变试验是动测法的一种,作为静载试验的补充。其是利用一定重量的重锤,在一定落距下冲击桩顶,使桩产生一定贯入度而测出单桩竖向承载力。高应变试验应在静载试验结束7 d后进行,其先在距桩顶一定距离处安装环形应变传感器和加速度传感器,然后垂直对中桩轴心,自由落下重锤锤击桩顶,使桩周土在冲击荷载下产生塑形变形,通过PDA接收、调制、A/D转换和运算,得到CASE法实测结果。在CASE测试基础上,运用实测曲线拟合法进行拟合分析,经过多次循环直到最终获得满意的拟合结果。
三. 压桩前的准备工作
1.施工队资质审查
在压桩前应审查施工队的技术力量和压桩水平;审查施工组织设计、施工压桩路线、施工进度计划,评价其可行性;审查施工技术员、焊工、记录员及开机员等是否都具备相应技术资格证和上岗证。
2.桩机的选择
在压桩前,应根据具体工程的地质材料和设计的单桩承载力要求等,准确配备足额重量和选用相应的液压桩机。一般情况下,桩机的压桩力应不小于单桩竖向极限承载力标准值的1.2倍。
3.施工放线与定桩位
压桩前,项目管理人员应对已定好的轴线位进行复核,根据建筑物与结构桩位图逐位校核,确保放线和桩位的准确性,且符合管桩的规范要求。
4.桩尖、桩身质量检查
首先应严格按照有关规范和设计图纸要求对所有进场的桩尖进行测量,不满足设计和管桩规范要求的应及时更换。其次,应测量所有进场管桩的外径、壁厚、桩身、长度、桩身弯曲度等有关尺寸,及其偏差应符合规范中的规定:桩段长度L,0.7 %L～-5 %L;端部倾斜≤0.5 %D;外径D≤600 mm;壁厚不小于设计壁厚;保护层厚度±5 mm;桩身弯曲度≤L/1 000;桩端板外径0 mm～-1 mm;内径±2 mm;厚度正偏差不限,负偏差为0。最后,应仔细检查桩身的外观质量。下
四．液压入桩的施工方法
1、施工程序
液压管桩的施工程序为：测量定位－桩机就位—复核桩位－吊桩插桩－桩身对中调直－静压沉桩－接桩－再静压沉桩－送桩－终止压桩－桩质量检验－切割桩头－填充管桩内的细石混凝土。
2、施工要点
(1)静力压桩单桩竖向承载力，可通过桩的终止压力值大致判断，但因土质的不同而异。桩的终止压力不等于单桩的极限承载力，要通过静载对比试验来确定一个系数，然后再利用系数和终止压力，求出单桩竖向承载力的标准值，以保证桩基的施工质量。
压桩应控制好终止条件。上海浦东国际机场二期工程北灯光站工程桩基，压桩到设计桩长时，压力表的压力达到单桩承载力2．3倍时，即可停止压桩，否则应增加桩长，并会同设计单位另行处理。
(2)接桩应连续进行，采用硫磺胶泥接桩间歇不宜过长，接桩面应保持干净，浇注时间不应超过2min；上下校中心线应对齐，偏差不大于10mm；节点矢高不得大于1％桩长。
(3)垂直度控制，调校桩的垂直度是沉桩质量的关键，须高度重视。插桩在一般情况下入土30-50㎝为宜，然后进行调校。桩机驾驶人员在施工长的组织、指挥下，掌握好双方角度尺两个方向上都归零点，使桩机纵横方向保持水平，调校垂直在规范允许值以内才能沉桩。在沉桩过程中施工员随时观察桩的进尺变化，如遇地质层有障碍物、桩杆偏移时，应分一二个行程逐渐调直。
3、沉桩线路的选定
预应力桩基施工时随着入桩段数的增多，各层地质构造土体密度随之增高。土体与桩身表面间的摩擦阻力也相应增大，压桩所需的压入力也在增大。为使压桩中各桩的压力阻力基本接近，入桩线路应选择单向行进，不能从两侧往中间进行(即所谓打关门桩)，这样地基土在入桩挤密过程中，土体可自由向外扩张，即可避免地基土上溢使地表升高，又不致因土的挤压而造成部分桩身倾斜，保证了群桩的工作基本均匀并符合设计值。昆山淀山湖大自然国际俱乐部工程毗邻居民集聚地和市政快速干道，西面距道路房屋较近，东面有别墅，沉桩线路应为桩中心离建筑物近处开压，企图将各土层自西向东、自北向南河道方向排挤(南、北面无建筑物)，尽可能地降低挤土效应影响。
4、管桩与承台的连接方式
上述工程管桩与承台采用刚接。管桩的桩头均采用专用工具锯断，断口平齐，故不能利用桩身内的钢筋伸入承台作为连接的钢筋。在桩头的桩管内填充1600mm高的C30细石混凝土，并在混凝土中均分插入6ф14钢筋与承台连接。
关键词：預应力管桩;液压法；
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
高强度预应力混凝土管桩代号为PHC(简称PHC管桩),是采用先张预应力离心成型工艺,并经过1 兆帕和180 ℃左右的蒸汽养护,制成一种空心圆筒形混凝土预制构建。由于其自身具有单桩承载力高、应用范围广、沉桩质量可靠、工程造价相对便宜、机械化施工程度高、施工质量有保证等优点,而广泛应用于房屋建筑和桥梁、码头等工程中。但长期以来,预应力混凝土桩基在施工时,采用的是用柴油锤击入桩,其不仅噪音大,还伴有浓烟油污,不符合环境和文明施工的要求。在这样的情况下,采用液压法压桩,其既无噪声也对环境无任何污染,迅速代替了锤击入桩法。
一． 工程概况
昆山淀山湖大自然国际俱乐部工程框架结构4层，高度18.2m。地质状况属软土地基，l-5层均为松软地层，力学性质差，本工程西面为市政交通干道和多层民宅群，东面为距离26-28m的已建别墅区。该工程的桩基础设计采用先张高强度预应力混凝土管桩(直径为400mm，管桩壁厚80mm，混凝土强度为C80)，单桩承载力为310kPa，桩长13m，总桩数304根，采用单节桩，基础采用群桩上分组承台。
二． 高强度预应力管桩的试验
为了保证工程的质量，目前,管桩的单桩竖向承载力的测试依靠静载试验和高应变试验。
1.静载试验
管桩的单桩竖向抗压静载试验是静载试验法的一种,其主要是通过模拟实际荷载情况,采用油压千斤顶加载,得出一系列关系曲线,最后综合评定确定单桩的极限承载力。其千斤顶的加载反力装置有以下几种方法:
(1)锚桩横梁反力装置：由4根锚桩、主梁、次梁、油压千斤顶以及测量仪表等组成。锚桩、反力梁装置能提供的反力应不小于预估最大试验荷载的1.2倍～1.5倍。
(2)压重平台反力装置：由支墩、钢横梁、钢锭、油压千斤顶及测量仪表等组成。压重量不得少于预估试桩破坏荷载的1.2倍;压重应在试验开始前一次加上,并均匀稳固的放置于平台上。
(3)锚桩压重联合反力装置：当试桩最大加载量超过锚桩的抗拔能力时,横梁上放置或悬挂一定重物,由锚桩和重物共同承受千斤顶加压的反力。
但需注意一点,静载试验应在管桩的桩身与土体的结合达到设计要求的前提下方能进行。如砂类土的管桩,不应少于7 d;粉土和黏性土的,不应少于15 d;淤泥或淤泥质土的,不应少于25 d。
2.高应变试验
高应变试验是动测法的一种,作为静载试验的补充。其是利用一定重量的重锤,在一定落距下冲击桩顶,使桩产生一定贯入度而测出单桩竖向承载力。高应变试验应在静载试验结束7 d后进行,其先在距桩顶一定距离处安装环形应变传感器和加速度传感器,然后垂直对中桩轴心,自由落下重锤锤击桩顶,使桩周土在冲击荷载下产生塑形变形,通过PDA接收、调制、A/D转换和运算,得到CASE法实测结果。在CASE测试基础上,运用实测曲线拟合法进行拟合分析,经过多次循环直到最终获得满意的拟合结果。
三. 压桩前的准备工作
1.施工队资质审查
在压桩前应审查施工队的技术力量和压桩水平;审查施工组织设计、施工压桩路线、施工进度计划,评价其可行性;审查施工技术员、焊工、记录员及开机员等是否都具备相应技术资格证和上岗证。
2.桩机的选择
在压桩前,应根据具体工程的地质材料和设计的单桩承载力要求等,准确配备足额重量和选用相应的液压桩机。一般情况下,桩机的压桩力应不小于单桩竖向极限承载力标准值的1.2倍。
3.施工放线与定桩位
压桩前,项目管理人员应对已定好的轴线位进行复核,根据建筑物与结构桩位图逐位校核,确保放线和桩位的准确性,且符合管桩的规范要求。
4.桩尖、桩身质量检查
首先应严格按照有关规范和设计图纸要求对所有进场的桩尖进行测量,不满足设计和管桩规范要求的应及时更换。其次,应测量所有进场管桩的外径、壁厚、桩身、长度、桩身弯曲度等有关尺寸,及其偏差应符合规范中的规定:桩段长度L,0.7 %L～-5 %L;端部倾斜≤0.5 %D;外径D≤600 mm;壁厚不小于设计壁厚;保护层厚度±5 mm;桩身弯曲度≤L/1 000;桩端板外径0 mm～-1 mm;内径±2 mm;厚度正偏差不限,负偏差为0。最后,应仔细检查桩身的外观质量。下
四．液压入桩的施工方法
1、施工程序
液压管桩的施工程序为：测量定位－桩机就位—复核桩位－吊桩插桩－桩身对中调直－静压沉桩－接桩－再静压沉桩－送桩－终止压桩－桩质量检验－切割桩头－填充管桩内的细石混凝土。
2、施工要点
(1)静力压桩单桩竖向承载力，可通过桩的终止压力值大致判断，但因土质的不同而异。桩的终止压力不等于单桩的极限承载力，要通过静载对比试验来确定一个系数，然后再利用系数和终止压力，求出单桩竖向承载力的标准值，以保证桩基的施工质量。
压桩应控制好终止条件。上海浦东国际机场二期工程北灯光站工程桩基，压桩到设计桩长时，压力表的压力达到单桩承载力2．3倍时，即可停止压桩，否则应增加桩长，并会同设计单位另行处理。
(2)接桩应连续进行，采用硫磺胶泥接桩间歇不宜过长，接桩面应保持干净，浇注时间不应超过2min；上下校中心线应对齐，偏差不大于10mm；节点矢高不得大于1％桩长。
(3)垂直度控制，调校桩的垂直度是沉桩质量的关键，须高度重视。插桩在一般情况下入土30-50㎝为宜，然后进行调校。桩机驾驶人员在施工长的组织、指挥下，掌握好双方角度尺两个方向上都归零点，使桩机纵横方向保持水平，调校垂直在规范允许值以内才能沉桩。在沉桩过程中施工员随时观察桩的进尺变化，如遇地质层有障碍物、桩杆偏移时，应分一二个行程逐渐调直。
3、沉桩线路的选定
预应力桩基施工时随着入桩段数的增多，各层地质构造土体密度随之增高。土体与桩身表面间的摩擦阻力也相应增大，压桩所需的压入力也在增大。为使压桩中各桩的压力阻力基本接近，入桩线路应选择单向行进，不能从两侧往中间进行(即所谓打关门桩)，这样地基土在入桩挤密过程中，土体可自由向外扩张，即可避免地基土上溢使地表升高，又不致因土的挤压而造成部分桩身倾斜，保证了群桩的工作基本均匀并符合设计值。昆山淀山湖大自然国际俱乐部工程毗邻居民集聚地和市政快速干道，西面距道路房屋较近，东面有别墅，沉桩线路应为桩中心离建筑物近处开压，企图将各土层自西向东、自北向南河道方向排挤(南、北面无建筑物)，尽可能地降低挤土效应影响。
4、管桩与承台的连接方式
上述工程管桩与承台采用刚接。管桩的桩头均采用专用工具锯断，断口平齐，故不能利用桩身内的钢筋伸入承台作为连接的钢筋。在桩头的桩管内填充1600mm高的C30细石混凝土，并在混凝土中均分插入6ф14钢筋与承台连接。