【摘要】本文详细分析了高层建筑基础工程中的预应力管桩的施工技术与预防控制措施。供同行参考。
【关键词】高层建筑；预应力；管桩施工
1.预应力管桩概况
目前城市建设中高层建筑越来越普遍，且越来越密集，预应力混凝土管桩基础由于自身的特点，在市区高层建筑基础中所占的比重越来越大。
预应力混凝土管桩可分为后张预应力管桩和先张法预应力管桩。预应力管桩沉入土中的第一节桩称为底桩。底桩下端部都要设置桩尖。管桩桩尖形式主要有三种：十字型、圆锥型和开口型。如果桩尖封闭，当桩沉入土层中后，桩身内腔在电灯和手电光的照射下一目了然，因此可用目测法检查成桩的桩身质量，并用直接量测法复测沉桩长度。
预应力管桩沉桩方法有多种，在我国国内施工过的方法有：锤击法、静压法、震动法、射水法、预钻孔法等，而以静压法用得最多。由于柴油锤打桩时震动剧烈、噪音大，为适应市区施工需要，我国各地开发并采用了大吨位的静力压桩机施压预应力管桩的工艺，静力压桩机可分为顶压式和抱压式，抱压式是桩机的夹板夹紧桩身进行沉桩，大吨位静力压桩机的出现大大推动了预应力管桩的应用和发展
2 预应力管桩的施工技术探讨
2.1 材料进场
对于预应力高强混凝土管桩质量，着重检查混凝土抗压强度是否达到设计要求。管桩的外观如是否存在表面裂缝、桩端面的平整度、桩身的弯曲度、壁厚、桩外径等指标也均应符合标准和规范要求。要认真检查进场管桩的产品质量保证书、合格证、检测报告等是否齐全和符合要求。
2.2 运输、堆放和起吊
预应力高强混凝土管桩在运输和堆放时，应考虑自重和支点设置变化可能在桩体内产生影响桩身质量的大小不等的内力。要求堆放管桩的场地必须平整、坚实，并应有排水措施；底层管桩均应按设计要求设置垫木，并挡以楔形木防止滚动。管桩堆放层数应符合设计要求，严禁层间垫木上下错位设置。管桩应按计划分批进场，分类堆放，并应结合施工总平面图和打桩顺序，在不影响桩机行走情况下，尽量靠近打桩区域堆放，以避免二次盘桩等。
2.3 压桩机械选择
一般要根据设计单桩承载能力和具体的工程地质资料选择合理吨位的机型。如果压桩机的吨位选择过小，可能出现桩压不下去的情况，无法满足设计要求；如果压桩机的吨位选择过大，则对施工现场地耐力的要求将大幅提高，特别在新填土、耕植土及积水浸泡过的场地施工时易发生陷机，可能造成桩位偏移大，斜桩，甚至桩头、桩身破损、上下节桩接头断裂，或上部桩体被挤坏等质量事故。
2.4 沉桩施工工艺
2.4.1 采用预钻孔打桩工艺
即先在地面桩位处钻孔，然后在孔中插入预应力高强混凝土管桩， 压至设计标高。预钻孔深度和孔径与桩长（径）、土质、临近建筑物距离等因素有关，以不致明显影响单桩承载力和陷机为原则；实际工程中通常钻孔深度在1/3桩长，钻孔径比桩径小100mm左右；对于大吨位桩机时，应慎重使用，送桩孔应及时回填。
2.4.2 合理安排沉桩顺序
为了保护附近的建筑物等，群桩宜采取由近而远的施打顺序。
2.4.3 控制压桩施工进度
适当控制压桩施工速度，为超静孔隙水压力消散提供合适时间；实际工程中，这样做可能会延长施工工期，但有时还是需要的。
2.4.4 先施工围护结构
沿被保护建筑物等外围打设防护桩或者先施工较深基坑周围支围护结构（如钢板桩、地下连续墙等），利用其约束沉桩带来的挤土影响，此时施工需与设计紧密结合，保证足够的基础承载能力和科学的可施工性。
2.4.5 减小孔隙水压力
可采用井点降水、设置隔离砂井、预钻排水孔（板）等方法，但是必须注意降排水会引起土体固结、孔隙水压力分布梯度改变，可能带来意外事故，应结合具体工程情况，慎重采用。
3预应力管桩施工要点
3.1测量定位
由专职测量人员在桩位中心打入一根 6.5长30-40cm的细钢筋作为“样桩”，钢筋露出地面部分约5-8cm，并用红漆标注。实践工程中常采用十字形桩尖，为保证桩位准确其桩尖的桩位标定，可用白灰划一与桩径相同的圆圈，以便对中。
3.2压桩机就位
依照打桩顺序，将静压桩机移动至桩位上面，并与桩位对准。利用行走装置（横向行走、纵向行走和回转机）完成静压桩机就位，同时，为避免在施工中发生移动或倾斜现象，应将静压桩机调至水平稳定。
3.3管桩起吊，对中和调直
由吊车将桩转运至打桩机导轨前，若管桩单节长>20m，转运时采用四点吊法，若管桩单节长≤20m，可采用专用吊钩钩住两端内壁直接进行水平起吊。待管桩摆放平稳，套牢捆桩钢丝绳，钢丝绳悬挂位置分别为打桩机的卷扬机主动钩，及吊车主钩，打桩机主卷扬向上先提桩，吊车在后端辅助用力，使管桩与地面基本成45°-6O°角向上提升，当桩被吊入夹桩钳口后，缓缓将桩放下，直至桩尖离地面约10cm为止。接着将桩身夹紧，将压桩机微微调整，确保桩尖对准桩位、并将桩压入土中0.5-1.Om后停止，校正桩身垂直度，待偏差<0.5%时方可正式压桩。
3.4静压成桩
当桩尖插入桩位后，压桩油缸伸程，待桩入土至0.5-1.Om时再次校正桩的垂直度和平台的水平度，确保桩的纵横双向垂直偏<0.5%。压桩油缸继续伸程，把桩徐徐压下，施压速度应小于2m/min为宜。沉桩过程中要时刻检查桩身垂直度，若桩身垂直度偏差超过l%应及时找出原因并采取相应措施给予纠正，在桩尖进入较硬土层后，切忌采用强行回扳或移动桩架方法进行纠正。
3.5接桩
管桩接桩采用钢端板焊接法。在桩端头埋设端头板，四周用一圈坡口进行电焊连接。当底桩桩头露出地面0.5-1.0m时沉桩暂时停止，进行管桩接长。方法为先用钢丝刷清理干净接头上的泥土、铁锈等，再将一个特制的接桩夹具扣在底桩桩头上，将待接的上节桩吊入夹具内就位，调直后，在剖口圆周均匀对称点用电焊焊上4～6点，上下节桩固定后将夹具卸掉后再分层施焊，焊接层数应不小于2层，确保每层焊接厚度均匀、饱满、连续，焊接完成需自然冷却8-10min后才能继续沉桩。
3.6送桩
接桩完成并正常施打后，应结合设计及试打桩时确定的各项指标来控制是否采取送桩。送桩前，严禁桩锤的导向脚伸出导杆末端，管桩露出地面高度应以0.3-O.5m为宜。送桩前在送桩器上以米为单位，并按从下至上的顺序标明长度，采用单点吊法通过打桩机主卷扬吊钩将送桩器喂入桩帽，在管桩顶部放置一块厚薄均匀的桩垫，将送桩器下口套在桩顶上，用仪器将桩锤、送桩器、桩三者的轴线调整在同一直线上。
3.7检查验收
用笔在桩帽侧壁标示尺寸，单位为cm，高度为试桩标准制定最后每阵贯入度的4～5倍。在不受打桩振动影响的位置上架设好经纬仪架，测量管桩贯入度。最后，用收锤回弹曲线测绘纸绘出管桩的回弹曲线，再从回弹曲线上量出最后三阵贯入度。
综上所述：预应力混凝土管桩施工质量的影响因素是多方面的，任何阶段稍有不慎，就会出现质量事故或质量隐患。作者建议今后类似的工程需要从多个方面，全过程讨论预应力混凝土管桩施工质量控制，方能得到良好的施工效果。
参考文献：
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[2]金舜、匡红杰、周杰.我国预应力混凝土管桩的发展近况和方向.混凝土和水泥制品.2004
[3]陈天丰.静压预应力混凝土管桩施工质量控制和常见问题的处理.福建建筑.2006（2）