预应力混凝土管桩工程纪实

前言
预应力混凝土管桩是采用离心脱水密实成型工艺原理，先张法施加预应力，达到规定的强度后放张预应力筋，再进行蒸压养护成形的一种预制混凝土桩。近年来，静压预应力混凝土管桩工程施工工艺在江苏、浙江、安徽、上海等地区和城市广泛使用，目前静压预应力混凝土管桩施工工艺的理论体系已基本完善，工艺本身也具有一定市场发展潜力。但静压预应力混凝土管桩的挤桩效应较大，桩身承载力较难控制。本文以南京江宁新铜花苑四期中的八幢房屋静压预应力混凝土管桩桩基工程为例，针对静压预应力混凝土管桩施工中相关问题，简述静压预应力混凝土管桩的施工方案和施工管理经验。
1 工程实例
1．1工程概况
南京江宁区新铜花苑四期65、68、71、117、121、125、128、130号住宅楼静压预应力混凝土管桩工程，位于南京市江宁区205国道铜井段北侧，属于南京市江宁滨江开发区铜井复建房工程。工程采用静压先张法预应力混凝土管桩基础。该工程由南京江宁滨江投资有限公司投资建设，由南京金字建筑设计有限公司设计，由核工业南京工程勘察院和南京江淮勘察工程有限公司对整个场区进行详细岩土工程勘察。参与工程建设监理的单位有：江苏开源工程咨询监理有限公司、南京理工大学工程兵工程学院工程建设监理和北京康迪工程监理公司。该工程共为8幢住宅楼，设计总桩数1278根，设计桩数分别为：65号楼235根桩；68号楼189根桩；71号楼96根桩：117号楼122根桩；121号楼122根桩；125号楼181根桩；128号楼181根桩；130号楼152根桩。本工程设计采用混凝土预应力管桩，管桩型号为PTC--400(70)A—C70，设计要求施工前进行试桩(每幢3根)，试桩原则上由设计人员从工程桩中选定。施工过程中以最终压桩力控制为主，桩长控制为辅。要求以粉质粘土为持力层，桩入持力层≥1．5m，最终压桩力达到1000 1050kN。
1．2施工过程控制
本工程自2008年3月21日开始施工，到2008年6月7日施工全部结束，在合同约定的竣工时间内提前完成了合同约定的全部工作量。累计完成工作量见下表：




自工程开工后为了能保证该工程顺利完成，项目部按照先进的管理理念，制定了符合实际便于控制的管理制度，在项目管理过程中层层监控，环环相扣，形成了PDEA动态循环管理模式。施工期间主要影响进度的因素有：①雨天造成场地湿陷不能正常施工：② 由于建设方所提供的施工电源未能正常连续供电：③ 管桩未能及时进场。为了减少这些因素对工程进度的影响，项目部建立了不利情况应对方案，当出现不利情况时，及时采取应对措施。如在施工区域周边挖掘排水沟，加快场地排水，减少雨天对施工场地的影响时间；及时落实解决供电问题，记录供电单位停电时间，积极处理，及时签证；做到管桩进场及时，道路不受影响。
本工程在施工过程中主要有以下因素影响工程质量和安全：①场地受雨天影响，场地土较为湿陷，影响压桩垂直度和施工安全。②场地地质情况变化较大，桩长较难控制。③ 吊桩和用电线路是施工中最大的危险源。④ 施工后桩顶留有空洞，造成安全隐患。针对这些不利因素，主要采取了以下措施：及时对施工场地进行排水，待满足施工条件后再施工；仔细参阅工勘报告，合理选择试桩长度，一般试桩会选在每幢楼的两端和中间不重要的位置，试桩一般要比工勘报告中描述深度要长，待达到最终压力值后截桩；加强安全管理力度，禁止电线电缆位于吊桩位置下方，吊桩时起重臂下方禁止站人，起吊装置必须牢固可靠，电缆由专人看管调整；施工中安全员在现场全程监督，禁止儿童进入施工场地，及时回填桩顶空洞，对于尚未回填的管桩空洞区域派专人值班，防止人员摔伤坠入，在坑道和较危险区域设置防护装置。通过落实责任，细化分工，加强管理和监督，完善各种质量、安全控制资料。对施工中的异常情况进行预防且制订了可行的措施，使本工程在保证安全、质量、工期的条件下顺利完成，得到了建设单位、监理单位的一致好评。
2 施工难点的分析和控制
本工程部分场地位于水塘水沟回填区域(如65号楼西侧)，虽表面经黄土压实，但下部地质情况仍然复杂，挤土效应较大，容易引起偏桩。针对这一疑难问题，我项目部联系了建设单位、设计单位、勘察单位、监理单位进行了研讨，并向资深前辈咨询。采用了先硬后软、先中心后周边的辐射施工方法。即先施工地质土较硬，土层性质较完好的区域，再施工土质较软，地质复杂的区域，在地质土相对松软湿陷的区域内，先施工中间区域，再施工周围区域。这样便可减少挤土效应造成的桩位偏移。本项目在具体采用以上方法前还对地面2m深以内的湿陷泥土进行了置换，地表部分用压桩机械来回压实。施工中尽量将桩顶送至地面lm以下，以防机械移动时对桩顶直接碾压造成破坏。如遇按设计送桩不到lm的情况，可在置换场地土时垫高。如图所示：



通过采用以上施工方法，基本保证子静压管桩在松软地层中施工不被挤偏挤断。从目前基础开挖桩位复测情况来看，效果良好。
施工过程中由于挤土效应可能引起局部桩身抬高，尤其是端承桩或端承摩擦桩会由此引起基础不均匀沉降。其防治方法：
(1)管桩施工完成后宜对桩身进行复压i 2次，甚至多次，即所谓“跑机”。同时，桩基完成以后应在嵌固期后才能进行土方开挖施工，嵌固期根据土质有不同要求，一般7～21d
(2)管桩施工完成后进行必要的静载检测，以检验是否达到设计要求。
3 总结
通过以上工程实例，总结了静压管桩施工应注意的几个方面：①施工安全上应加强起吊和用电的管理，落实安全责任，防止施工人员摔伤，儿童坠入管桩。② 施工质量上应严格控制桩位偏差、桩顶标高、最终压桩力和焊接质量。施工中应经常对可见桩顶桩位进行复测，检查偏位情况；应有专人检查监督压桩油压值，并注意压力值的变化；做好接桩隐蔽验收。③做好场地排水工作，保持道路坚实畅通，及时安排管桩进场，确保施工进度不受影响，保证工程按期完成。④详细参阅工勘报告，在保证工程质量的前提下减少截桩率，减少短桩使用数量，杜绝强拉猛吊造成管桩损坏，为我公司和建设单位节约工程成本。
本工程施工的所有管桩桩基，桩位偏差、桩身垂直度符合规范要求，桩身质量、入土深度和最终压桩力均达到设计要求。经基础开挖检验，桩顶标高符合规范规定和设计要求。