大直径高强静压预应力砼预制管桩的应用

【摘 要】 本文简单分析了施工地区的地质概况，介绍了在某铁路轮渡项目施工地区大直径高强静压预应力管桩施工工艺和质量控制的情况，论述了大直径高强静压预应力管桩在实际施工中的应用。

【关键词】 大直径 高强度 预应力砼预制管桩 静压 沉桩 接桩

1. 某铁路轮渡项目工程地点地质概况

某铁路轮渡项目铁路栈桥、汽车栈桥及引桥工程栈桥2标位于山东省某市，汽车栈桥及引桥工程有4个墩台、1个桥台，共计26根桩基础，原设计均为钻孔灌注桩，因0＃台、1＃墩、2＃墩、3＃墩桩基础位处软基，其处理时间较短，淤泥尚处于强流塑状，采用钻机试钻不成孔，其中3＃墩钻孔施工时多次塌孔，0＃台、1＃墩钻孔时无法钻进。基于以上情况，施工单位与业主、监理及设计单位研究后在试压2根预制管桩成功的前提下决定：将汽车栈桥及引桥0＃台～3＃墩的24根桩基础变更为Φ600mm高强静压预应力混凝土预制管桩，4＃墩的2根桩基础仍为钻孔灌注桩。 2. 静压预应力混凝土管桩的特点 2.1 静压机施工原理

静压法沉桩是利用桩机自重及配重为反作用力，挤压、切削桩周和桩端土体，使桩逐渐下沉，桩尖进入持力层，最终达到设计控制标高或承载力。利用静压法施工预应力混凝土管桩，可使土中的孔隙水压力急剧上升，土的抗剪强度大幅度下降，沉桩阻力减少，特别适用于持力层为硬塑、坚硬粘性土、中密－密实砂土、粉土、全风化岩及强风化岩，而持力层以上为软土的高压缩性土层，不适用于需穿越较厚硬夹层的地质情况。

2.2 静压预应力管桩的优点

静压预应力管桩有很多适合本工程的优点：一是静压管桩的单桩承载力可达到500t，工业化生产程度高，桩身质量好，自身强度高，承载能力大，穿透软土的能力强，适合于淤泥质地层，非常适用于该工程 0＃台～3＃墩桩基础处于强流塑状淤泥；二是无泥浆，无污染，压桩过程没有很大噪音和震动，特别适合城市内工程的施工，本工程恰恰处于烟台市市内；三是可以24小时连续施工，施工周期短，平均每天可打桩20根以上，运输吊装方便，缩短建设工期，创造时间效益，特别适合像烟大铁路轮渡这种工期要求比较紧张的工程；四是由于送桩器与工程桩桩头的接触面吻合较好，送桩器在送桩过程中不会左右晃动和上下跳动，施工质量易于控制，尤其是压桩机上直接可以读取终压力值，桩基承载力一目了然。

3. 静压桩的准备工作 3.1 静压机的选择

根据本工程设计的单桩承载力要求，其中0号台的单桩竖向极限承载力设计值是2500KN，1＃墩、2＃墩、3＃墩的单桩竖向极限承载力设计值是3500KN，结合本工程的实际地质资料和实际外界条件，选择的静压机为800吨，型号为QY-800。

3.2 施工放样桩位

施工前应测量放样基线与水准点，保证基线的设置不受施工的影响，放线的准确性直接影响建筑的位置是否符合设计要求，桩位的准确性直接影响着整个工程的结构。 3.3 管桩桩身检查

本工程采用HRB高强度预应力混凝土管桩，桩径Φ600mm，壁厚130 mm，强度等级C80，单节桩长8～12m，设计单根总桩长分别为41m、43m、45m，由三节或者四节的8m～12m的单节桩组合而成.

在压桩之前要测量成品管桩的外径、壁厚、桩身、长度、桩身弯曲度等有关尺寸，做好详细的原始记录。管桩达到规范和设计要求后方可进场。

4. 沉桩过程中施工工艺及质量控制 4.1 沉桩

前三项准备工作做好之后就要开始沉桩了。首先是静压

机对位，这时当地基承载力达不到时要垫加枕木，以要确保静压机的稳定性。然后是静压机调频，这主要是用来控制桩身垂直度，通过静压机操作室自带的水平仪和两根带有重锤的绳线共同控制纵横两个方向的垂直度。校正桩位置及垂直度后开始沉桩，采用送桩器放于桩头上将桩送入，送桩器和桩对齐，以轴线重合为准则，当管桩送到设计深度时，可将送桩器拔起，起拔送桩器采用桩架上导向滑轮钢绳上钩子挂好，启动卷扬机，慢慢拔起。 4.2 接桩

单节桩压入长度不足时需要接桩。当第一节桩施压到离地面1米时，起吊第二节桩，与底节桩对好并复核垂直度无误且两根桩的桩心的错位偏差大于于2mm时，开始施焊。施焊前要将上下段桩顶处理干净，保证焊接4～6点，焊接层数不少于2层，焊接预埋件平整服贴，核垂直和上下节桩的同心度，确认无误差或误差很小时再全面焊接。 该工程采用CO2保护焊，焊接完成后至少自然冷却8min以使焊口部分达到一定强度后方可继续下压，但同一根桩间歇时间不易超过30min.。 4.3 记录

压桩施工时，由专人作好施工记录，详细记录压桩过程的压力与桩入土深度，了解桩尖入持力层深度是否满足设计要求以及桩穿过各土层时的压力值。

4.4 终压

终压标准以相关部门在试桩变更中根据试桩的实际情况确定的标准为准则，保证桩长及桩类入淤泥层深度满足设计要求。

5. 沉桩过程中出现的问题 5.1 桩尖爆破

施工时2＃墩桩位处因地处原四突堤挡浪墙处，桩位处1m～3m直径的大块石堆深达8m，施工前已经将桩位处的大型抛石用挖掘机挖走，但在实际沉桩过程中2＃－5桩还是遇到了大孤石，导致在压进26m时无法压入，最终将桩头压爆，我施工单位经过业主、监理及设计单位研究同意，并出具变更设计后，在桩位附近增加一根桩2＃－7作为补救措施。

5.2 桩身上浮

检查已沉好的桩，偶尔会有上浮现象发生，发现后采取复压的补救措施，所谓复压指的是已经压好的桩再进行静压的一种措施。 小结

综上所述，大直径高强静压预应力砼预制管桩在本项目中取得了显著效果。其施工工期短、质量稳定、承载力高、穿透力强、低噪声、无震动、无污染、运输吊装方便等优点在本项目的施工中得到了充分的体现。

大直径高强静压预应力砼预制管桩具有巨大的应用空间和发展潜力，特别是在深桩桩基工程中，地基处于软土尤其是淤泥的地质时，这种管桩是无法替代的。虽然目前静压预应力混凝土管桩的经验尚不够丰富，还处于实践阶段，但是随着大直径高强静压预应力混凝土预制管桩的制作技术的不断提高和施工工艺的不断进步，以及人们对静压管桩的理论研究和工程实践经验的不断积累，相信静压管桩技术应用水平将会不断地得到提高，将会应用于更广泛的工程中。 参考文献：

[1] 《实用桩基工程手册》 中国建筑工业出版社，1999. [2] 《先张法预应力混凝土管桩》 GB13476-1999.

（作者单位：中国大连国际经济技术合作集团有限公司）