湖北汉川静压实心方桩

湖北卓南基础工程有限公司

预应力管桩概述



一、概述
改革开放以来，我国经济建设带动了土木建筑工程的迅速发展，大量的高层建筑、大跨度的桥梁、高速公路、港口、码头等工程均需要优质的桩基。20年前，预应力混凝土管桩由日本引进中国大陆，在各类型桩型中异军突起，成为我国大多数经济发达省份普遍采用的基本建设桩型。目前全国管桩年产量已超过1.8亿米，产值约165亿；并且以每年10%-15%的速度递增，现已成为建筑业不可缺少的材料。
二、混凝土管桩优点
纵观目前我国现有的20多种桩型，要数预制桩在其成桩过程中掺杂的人为因素最少，质量较稳定，预制桩包括混凝土方桩、钢桩、钢管混凝土桩和预应力管桩。其中管桩是体现了当代混凝土技术进步和混凝土制品高新工艺水平的一种预制桩。单比管桩，混凝土方桩其制作环境和设备条件差、价格贵、生产周期长、劳动生产率低、材料耗用量大、沉桩时挤土量大，施工难度大，损耗率高，不利于工厂生产储备、施工过程中噪音大。 预应力管桩具有明显的优越性：
1、质量稳定，性能可靠 预应力混凝土管桩是按照一定的标准和工艺流程生产，制作环境和设备较好，采用室内高温、高压蒸汽养护，不受环境气候的影响。而方桩的养护一般为自然养护，环境气候的变化直接影响到混凝土强度的发展。
2、生产周期短 管桩由于采用湿热二次养护, 从原料到成品桩只需24小时，而方桩制作成型后混凝土需养护28天，不利于地质变化后桩长调整的及时性。
3、设计选用范围广 管桩规格齐全，从ф300～ф800以及ф1000～ф1200都有，不同的壁厚，适应不同的承载要求，其单桩承载设计值一般可达6000KN以上，大口径的后张法管桩，桩身承载最高可达15000KN～28000KN以上，而方桩规格和承载力都无法与管桩相比。
4、单桩承载力高，单位承载力造价便宜
预应力混凝土管桩抗压强度等级为C80，因此单桩容许承载力高；管桩生产效率较高，成本也得到较好控制，价格较便宜，目前管桩价格不足钢桩的1/3。
5、抗弯、抗拉性能好。
由于管桩桩身混凝土强度高，加上使用了高强度、低松驰的预应力专用钢筋，使桩身具有相当高的有效预压应力（4-10MPa），因此PHC管桩具有相当大的抗弯和抗拉能力。方桩因无预应力，抗弯性能差。
6、成桩质量可靠。
因桩身混凝土密实、强度高，耐打性好，对持力层起伏变化大的地质条件适应性比其它桩型强，施工中损耗率极低，而方桩易打碎或打断。
7、吊装方便、施工方便。
管桩可直接采用两头勾吊法。施工现场简洁，施工中随地质变化可随时调整桩身长度，施工难度小，方便。方桩起吊不方便，必须准确起吊点否则会断桩，施工速度慢，接桩时易出现对接不好。桩身长度不能随便调整，浪费材料。
8、适应范围广。
可广泛应用于工业与民用建筑、铁路、公路、桥梁、码头、港口等工程建设和大型设备基础工程等，同时，很容易满足设计要求，很少出质量事故。
9、具有与其它桩型的桩基设计更高的抗震性能。
从1976年唐山大地震、1978年日本宫城大地震、1999年台湾南投、台中大地震、1999年日本阪神地区大地震后的调查表明，良好的PHC管桩基础设计不至于造成建筑物的灾难性倾覆和倒塌。
总之，PHC管桩以其特有的技术性能好，综合经济指标佳，文明便捷的施工速度快，已受到越来越多的设计人员和建设单位的欢迎。

预应力管桩施工中减小挤土效应的措施
一、设防挤沟
防挤沟应在邻近周边建筑物或道路处没置，以减少压桩桩基施工中引起表层上的水平位移。
二、应力释放孔
应力释放孔设计考虑周围建筑物及道路、管线等分布远近、对变形及沉降敏感性和场地内各公寓楼工程桩的布置密度等影响因素，布置应力释放孔。应力释放孔应填充中粗砂至地面，利肘砂性土的强透水性，及时消散管桩施工过程中产生的超孔隙水压力。
三、预钻孔辅助沉桩
采用先钻孔取土，再静力压桩。具体做法是：选1根比桩径稍细的钢管，并将抱箍千斤顶的夹具改造成网弧形，以夹持钢管。在钢管上每隔30cm水平焊1根钢筋防止下压时打滑。施工时用圆弧形的夹具象压桩一样将开口钢管压下，下压的深度视土的坚硬程度而定。然后拔出，在地面上敲打钢管倒出管内的积土，再下压、上拔，如此反复，使妨碍沉桩的坚硬土层变薄，再行压桩。此时桩会被顿利压下。
四、压桩顺序
在软土区域之中进行密集的打桩活动时，为防止土体位移，除了要按照从中心朝两段的方向进行外，还要分析所在区域地质状态。大体分析桩的尺寸，要先进行深层次然后进行较浅显的。对于不一样尺寸的要按先大后小的方向开展。这样可以保证土层紧密，避免严重的位移现象出现。
五、合理安排压桩进度
在软弱土地基中。沉桩施工速度过快，不但增加超静孔隙水压力值，还使邻近土体因剪切而破坏，增加地基土体变位值，而且扩大了超静孔隙水压力和地基变位的范围，因此沉桩速度要合理。
六、特别注意事项
在开展压桩活动的时候，对于附近的建筑体涵盖那些已经完工的桩基，桩基施工要使用有效的位移以及下沉监测方法来分析。对于桩上浮以及位移等的监测信息要认真的记录，细致的比对。如果桩有非常显著的浮动的时候，表示其挤土效应的不利点已经出现了。这时候要对其细致的调节，比如要放慢建设的速率。
预应力混凝土管桩常见问题


1超桩和短桩
超桩是指由于持力层层面高低起伏，施工单位对实际需要接桩长度不能准确掌握的情况。当桩端进入持力层一定深度后就无法打入而终止，却使剩余桩身超出设计桩顶标高过多而形成。短桩是指由于持力层层面起伏变化，施工单位对实际要接桩长度不能准确掌握，当沉桩超过设计标高还没有进入持力层或贯入度还很、仍需继续沉桩而形成接桩短缺。
（1）原因分析。
①勘探资料误差较大或勘探精度不够，未能查清持力层起伏变化情况和持力层性质。
②施工时难以确定收锤标准，持力层变硬，沉桩时难以继续打入，或持力层变软，沉桩时贯人度太大，还要继续沉桩。
（2）防治措施。
①桩的勘探点布置应控制持力层层面坡度、厚度及岩土性状，其间距宜为12～24m，相邻勘探点的持力层层面高差不应超过2m，当持力层坡度超过10％时应加密勘探点。勘探点总数中应有1／3以上的为控制性点，控制性勘探点应深入预计桩尖平面以下3～5m.
②收锤标准应以桩端持力层为定性指标，最后贯人度为定量指标。现场应根据试桩情况确定收锤标准，强制规定要到进入持力层才能收桩，对于大面积的群桩，由于挤密效应，后打的桩可能有许多被打裂、打断。正常情况下，最后贯入度不宜小于20mm／10击；当持力层为较薄的强风化岩层且上覆土层软弱时，最后贯入度可适当减少。对摩擦端承桩，应以最后贯人度为主，桩长为辅，来判断收锤标准。
2斜桩
斜桩是指在沉桩过程中，桩身垂直度偏差太大而形成。根据相关资料介绍，倾斜偏位超过25era的管桩，承载力就会明显不足。
（1）原因分析。
①打桩机自重加配重总重量很大。打桩机的基础如果不平整坚硬，沉桩加压后，基础易产生不均匀沉降，桩极易发生偏斜。
②打桩时，桩锤、桩帽及桩身的中心线不在同一轴线上。接桩时，相接的两节桩身的心线不在同一轴线上。
③对于布置大面积群桩的工程，在沉桩时产生挤土效应，将先打入的桩上抬或挤斜。
④基坑开挖方法不当，一次性开挖深度太深，使桩的一侧承受很大的土侧压力，桩身弯曲变形，引起桩顶偏位。
（2）防治措施。
①场地要求平整坚硬，不能使桩机在打桩过程中产生不均匀沉降。
②控制好桩身垂直度，重点应放在打第一根桩上。第一节桩起吊就位插入地面时的垂直度不得大于0.5％，打桩过程中，应在距桩机20m左右处，成9O度方向设经纬仪各一台加以校准。
③在大面积群桩布置中，桩的中心距应大于4d（d为桩直径），采用开口型桩尖。沉桩时，合理安排顺序，根据桩的入土深度，宜先长后短；根据桩的规格，宜大后小。
④沉桩过程中，严禁边打桩边开挖基坑。沉桩完后，进行深基坑开挖时，应分层均匀进行，桩周围土高差不宜超过1m.
3阻桩
阻桩是指沉桩时遇到硬隔层，无法继续进行，达不到设计要求。达不到设计要求包括两个方面内容：一是单桩承载力达不到设计要求；二是指沉桩时桩长未满足设计要求或者贯入度未满足设计要求。
（1）原因分析。
①地质勘察时未查清这些硬隔层的分布深度J陛质。
②由于桩身质量有问题或施工方法不当导致单桩承载力达不到设计要求。
（2）防治措施。
①设计和施工单位应仔细阅读岩土工程勘察报告，分析地
质资料，制定相应措施。沉桩前应先探桩，如桩下3m左右有老基础、大块石等障碍物应预先挖除，开挖有困难时，可预先用钻机将障碍物钻穿，然后将桩植入孔内再沉桩。当桩已沉土很深（如20m以下）遇到硬隔层时，可采用专用的螺旋钻孔设备将钻具放入管桩中间空洞中钻孔，将硬隔层钻穿，取出钻具再继续沉桩。另外，施工桩机能量大小应与设计要求、桩径、桩长及地质条件相匹配。
②管桩入场必须具备出厂合格证及生产厂家资质证明，接桩有焊条、钢板或角钢材质规格应符合设计要求，焊条要有出厂合格证，钢板或角钢有质保书或检验报告，桩的外观质量符合规范要求，上述资料经确认后才能投入使用。如遇到孤和障碍物多的场地、有薄而坚硬夹层的场地、“上软下硬、软硬突变”的场地不采用管桩基础。
4挤土和振动影响
管桩沉桩过程中，由于挤土影响使邻近路面隆起、地下管线破裂，或者使邻近建筑物产生裂缝甚至偏斜。采用锤击法施工时，振动对附近建筑物也会造成不同度的影响。
（1）原因分析。
①产生挤土现象的原因有：沉桩时使桩四周的土体结构受到扰动，改变了土体的应力状态，桩四周土体产生了超孔隙水压力；布桩过多过密形成的大面积群桩基础；施工方法不当，每天成桩数量太多，沉桩顺序安排不合理等。
②锤击法施工由于重锤的连续打入容易造成振动影响。管桩锤击法施工不可避免的会造成挤土和振动影响，但应尽量降低影响程度和范围。
（2）防治措施
①控制布桩密度（ws），一般来讲Ws不宜大于5％，桩与桩中心距宜大于4d（d为桩直径）。当Ws口5％时，对桩距较密的这部分管桩可采用植桩法沉桩。即在桩位预先钻孔取土（深度一般10m左右，孔径略小于管桩外径），然后将管桩植入孔内沉桩，可以大幅减小挤土影响。
②控制沉桩速度，制定有效有沉桩流水线路。控制每日成桩量6～7根为宜。沉桩顺序安排为：若桩较密集且距周围建筑物较远，施工场地较开阔时，宜从中间向四周进行；若桩较密集、场地狭长、两端距建筑物较远时宜从中间向两端进行若桩较密集且一侧靠近建筑物时，宜从毗邻建筑物的一侧开始由近及远地进行，就采取间隔跳打的方法。
③当桩基附近地下埋有重要管线及邻近建筑物需要特别保护时，可采用如下方法：开挖防挤沟，长度比施工建筑物基础长度长2m，宽0.81.0m，深度超过地下管线深度或邻近建筑物埋置深度lm，如地下水位较高，沟内可填松砂。
④为了减少振动影响，在采用锤击法施工时，桩架应坚固、稳定，锤击时，不产生颤动和位移，宜采用重锤低击的方法。
⑤当采用其他措施有困难时，可将靠近重要管线或重要建筑物的一排管桩，改为钻孔灌注桩。
管桩张拉力如何运算


1、预应力张拉。采用千斤顶式的张拉机对合模后的离心方桩钢筋骨架进行整体张拉，张拉至钢筋强度的70％后，用大螺母将张拉杆固定在钢模具上就可以了；
2、预应力主筋下料长度的相对差值不得大于L/5000（L为桩长，以mm计），镦头强度不得低于该材料标准强度的90％，预应力主筋和螺旋筋焊接点的强度损失不得大于该材料标准强度的
5％。预应力主筋沿离心方桩截面分布均匀配置，最小配筋率不低于0.4％，并不得少于4根。
3、预应力高强混凝土离心管桩、预应力混凝土离心方桩的预应力主筋的混凝土保护层不得小于25mm，预应力混凝土离心薄壁方桩的预应力主筋的混凝土保护层不得小于20mm。预应力混凝土离心方桩、预应力混凝土离心薄壁方桩用混凝土强度等级不得低于C60，预应力高强混凝土离心管桩用混凝土强度等级不得低于C80。


1．优点
（1）单桩承载力高。由于挤压作用，管桩承载力要比同样直径的沉管灌注桩或钻孔灌注桩高。
（2）设计选用范围广 管桩规格多，一般的厂家可生产φ300-φ600管桩，个别厂家可生产φ800及φ1000管桩。单桩承载力达到600kN至4500kN，适用于多层建筑及50层以下的高层建筑。在同一建筑物基础中，可根据柱荷载的大小采用不同直径的管桩，充分发挥每根桩的承载能力，使桩长趋于一致，保持桩基沉降均匀。
（3）对持力层起伏变化大的地质条件适应性强 因为管桩桩节长短不一，通常5-15m一节，搭配灵活，接长方便，在施工现场可随时根据地质条件的变化调整接桩长度，节省用桩量。
（4）单位承载力造价便宜
（5）运输吊装方便，接桩快捷 管桩节长一般在13m以内，桩身又有预压应力，起吊时用特制的吊钩勾住管桩的两端就可方便地吊起来。接管采用电焊法，两个电焊工一起工作，φ500的管桩，一个接头约20分钟左右可焊好。
（6）成桩长度不受施工机械的限制 管桩成桩后的长度，广东大部分桩长一般为5-60m，管桩搭配灵活，成桩长度可长可短，不象沉管灌注桩受施工机械的限制，也不象人工挖孔桩那样，成桩长度受地质条件的限制。
（7）施工速度快，工效高，工期短 管桩施工速度快，一台打桩机每台班至少可打7-8根桩，可完成20000 kN以上承载力的桩基工程。管桩工期短，主要表现在以下三个方面：a. 施工前期准备时间短，尤其是PHC桩，从生产到使用的最短时间只需三四天；b. 施工速度快，一栋2-3万平方米建筑面积的高层建筑，一个月左右便可完成沉桩；c .检测时间短，二三个星期便可测试检查完毕。 （8）桩身耐打，穿透力强 因为管桩桩身强度高，加上有一定的预应力，桩身可承受重型柴油锤成百上千次的锤击而不破裂，而且可穿透5-6米的密集砂隔层。从目前应用情况看。如果设计合理，施工收锤标准定得恰当，施打管桩的破损率一般不会超过1%，有的工地甚至没有打坏一根桩。
（9）施工文明，现场整洁 管桩工地机械化施工程度高，现场整洁，不会发生钻孔灌注桩工地泥浆满地流的脏污情况，也不会出现人工挖孔桩工地到处抽水和堆土运土的忙乱景象。
（10）成桩质量较可靠
（11）监理检测方便 尤其是采用闭口桩尖，桩身质量及沉桩长度可用直接手段进行监测，难以弄虚作假，深得业主放心。也可减轻监理工作强度。