浅析预制桩施工方法_房地产论文发表

浅析预制桩施工方法
王运昌徐中敏
内容摘要：目前最常用的预制桩是预应力混凝土管桩（以下简称管桩），它是一种细长的空心等截面预制混凝土构件，是在工厂经先张预应力、离心成型、高压蒸养等工艺生产而成。施工方法主要采用锤击法、静压法。本文将对管桩的施工方法进行探讨。
关键词：预制桩施工方法
目前最常用的预制桩是预应力混凝土管桩（以下简称管桩），它是一种细长的空心等截面预制混凝土构件，是在工厂经先张预应力、离心成型、高压蒸养等工艺生产而成。施工方法主要采用锤击法、静压法。
管桩的施工方法有锤击打入法和静力压入法。
一、锤击打入法
锤击打入法施工俗称打桩，是靠桩锤下落到桩顶所产生的冲击能而使桩沉入土中的方法。
1．打桩机械设备
打桩常用的机械设备有桩锤、桩架及动力装置等。
(1)桩锤
桩锤是把桩打入土中的主要机具，有落、单动汽锤、双动汽锤、柴油锤、液压锤等类型。
1)落锤。一般由生铁铸造或钢筋混凝土预制而成，落锤构造简单，能随意调整落锤高度。
2)柴油锤。是利用燃油爆炸，推动活塞往复运动进行锤击打桩的。其打桩能量来源是喷入的柴油，不需外部动力设备。
3)蒸汽锤。是利用蒸汽的动力进行锤击。根据其工作情况又可分为单动式汽锤与双动式汽锤。单动式汽锤的冲击体只在上升时耗用动力；双动式汽锤的冲击体升降均由蒸汽推动。
4)液压锤。是一种新型打桩设备，它的冲击缸体通过液压油提升与降落。冲击缸体下部充满氮气，每一击能获得更大的贯入度。
(2)桩架
桩架的作用是支持桩身和桩锤。在打桩过程中引导桩的方向，并保证桩锤能沿着所要求方向冲击的打桩设备。
1)滚筒式桩架。滚筒式桩架行走靠两根钢滚筒在垫木上滚动，结构简单、制作容易。
2)多能桩架。它的机动性和适应性很大，在水平方向可作360回转，这种桩架机构较庞大，现场组装和拆迁比较麻烦。
3)履带式桩架。以履带式起重机为底盘，增加立柱和斜撑组成。其性能较多能桩架灵活，移动方便。
(3)动力装置
动力装置的配置取决于所选的桩锤。当选用蒸汽锤时，则需配备蒸汽锅炉和卷扬机。当选用柴油锤时，不需外部动力装置。
(4)桩帽及衬垫材料
为了提高打桩效率和精度，保护桩锤和防止桩顶损坏，应在桩顶加设桩帽，并根据桩锤和桩帽类型、桩型，地质条件和施工条件等因素，合理地选用衬垫材料。
(5)送桩筒
送桩筒一般用钢管制成，其制作要求是：有较高的强度和刚度：易于打入和拔出；能将锤的冲击力有效地传递到桩上。
2．打桩工艺
（1）插桩桩打入过程中修正桩的角度较困难，因此就位时应正确安放。第一节管桩插入地下时，要尽量保持位置方向正确。校核桩的垂直度可采用垂直角，通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整。
(2)锤打因地层较软，被打时可能下沉量较大，宜采取低提锤，轻打下，随着沉桩加深，沉速减慢，起锤高度可渐增。在整个打桩过程中，要使桩锤、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。
(3)接桩接桩时要注意新接桩节与原桩节的轴线一致，两施焊面上的泥土、油污、铁锈等要预先清刷干净。当下节桩的桩头距地面1～1.2m时，即可进行焊接接桩。接桩时可在下节桩头上安装导向箍，以便新接桩节的引导就位。上节桩找正方向后，对称点焊4～6点加以固定；然后拆除导向箍。
(4)截桩当桩顶高出地面，而桩已达收锤标准时就要截桩，以便桩机移位，截桩须用专用锯桩机，不得采用其他工具。
(5)送桩采用送桩器将桩送入土中，可避免截桩，如能通过准确的计算将桩送至高出基础底面标高10㎝，将可免去两截桩的工序和费用。
3．打桩记录和周围建筑物观察
打桩过程中应详细记录各种作业时间，每入土1m的锤击数、桩位置的偏斜、最后10击的平均贯入度和最后1m的锤击数等。
4．PHC管桩与基础底板连接技术
为有效防止基础上浮并保证基础和桩基的整体协同工作，在基础钢筋绑扎前，采用了本做法，从而保证了管桩与基础的连接。土方开挖至设计标高露出管桩后，如需截桩先进行截桩，然后清理管桩孔内的垃圾及污物，用钢板作底模，用12号铁丝悬吊于孔内，深度不少于600mm，钢筋按要求绑扎，用不低于C40的混凝土灌筑，混凝土中微掺UEA膨胀剂(掺量10％)。待基础底板钢筋绑扎时，管桩锚筋与基础底板钢筋要焊牢，基础底板钢筋与管桩桩头也要焊牢。
5．试压桩
工程桩试验加载量为承载力设计值的1．5～2倍，试桩在沉桩10天后即可加载，一般采用锚桩横梁反力装置进行试验。
二、静力压入法一静压桩法
静力压桩法是在软土地基上，利用静力压桩机以无振动的静压力(自重和配重)将预制桩压入土中的一种沉桩工艺。其优点是无噪声、无振动、无冲击、施工应力小、沉桩精度较高，施工质量较高，工期短，是一种很有发展前途的沉桩方法。近年来，液压静力压桩机发展很快，有的压力已达7000kN以上。
静力压桩机有顶压式、箍压式和前压式三种。
顶压式由桩架、压梁、桩帽、卷扬机、滑轮组等组成，按行走机构不同，又可分为托板圆轮式、走管式和步履式三种；压桩时开动卷扬机，逐步将加压钢丝绳滑轮收紧，活动压梁将整个桩身和配重加在桩顶上，逐步将桩压入土中。限于桩架高度，这种桩长不超过15m。
箍压式是最近几年才发展的机型，是全液压操纵，配有起重装置，行走机构为新型的液压步履机，可做任何角度的回转，可自行完成桩的起吊、就位、接桩和配重装卸。压桩是利用液压夹持装置抱夹桩身，再垂直压入土中。液压压桩机每节桩长可达20m。
前压式是最新的压桩机型，压桩高度可达20m，可大大减少接桩的工作，这种桩不受桩架底盘的限制，可靠近建筑物沉桩，是有前途的一种压桩机。
静压桩一般是分节压入，当每一节桩压入土中后，在其上端距地面lm左右时，将第二节-桩接上，如此反复进行。其施工工艺流程为：场地清理→测量定位→桩机就位→吊桩插桩(包括对中和调直) →压桩→接桩→再压桩→截桩或送桩。
终止压桩的条件：对纯摩擦桩，终压时以设计桩长为控制条件，对于长度大于21m的端承摩擦型静压桩，应以设计桩长控制为主，终压力值作参考；对于设计承载力较高的桩，终压力值宜尽量接近压桩机满载值：对14～2lm的静压桩，应以终压力达到满载值为终压控制条件：对桩周土质较差且设计承载力较高的桩，宜复压1～2次为佳，对长度小于14m的桩，宜连续多次复压。
静力压桩施工，设备自重(含配重)较大，一般为极限压桩力的1.2～1.5倍，故应验算地面垫木和地表土强度。若不能满足要求，应对地表土加以处理，以防机身沉陷。压同一根(节)桩时，应缩短停歇时间和接桩时间，以防桩周与土固结，压桩力骤增，造成压桩困难。
参考文献：1、姜晨光.土木工程概论.化学工业出版社.2009
2、孙瑞丰.建筑学基础.清华大学出版社.2006