浅析静压管桩技术要点及施工质量控制

［摘要］静压管桩与其他砼桩型相比，具有施工速度快、承载力高、穿透力强、检测方便、成本低、桩身质量易保证、无噪音等特点在建筑基础工程中得到了广泛的应用。其技术要点是高强砼、PC阴螺纹钢棒、砼养护等三个方面；其施工质量控制要点是垂直度、压力值、桩顶标高等三个方面。
［关键词］高离心强砼、PC阴螺纹钢棒、砼养护、垂直度、压力值、桩顶标高
本文结合天津市东丽区“中原购物广场”工程实例，该工程位于天津市东丽区津塘公路与跃进路交叉口。笔者对静压管桩生产形成的技术要点和施工质量控制要点进行了详细的分析。
1、静压管桩技术要点
1.1、静压管桩的构造与工艺流程
以天津三合管桩砼制品公司生产的管桩为例，该管桩是由砼桩身、先张拉预应力主筋、冷拔低碳钢丝、端头板、钢箍裙板等组成。混凝土强度等级C70，预应力主筋为7ø7PHC--60（300径）和7ø9PHC--80（400径）先张预应力钢筋，ø5冷拔低碳钢丝作为螺旋箍筋。端头板：§=15mm，Q235法兰盘钢板，外径D=400，内径D=240。钢箍：§=1.2mm，Q235薄铁皮；裙板高度h=120～150mm，桩身长度一般在10m以内L=10m/6m/9m，壁厚b=60/80mm。
1.2、静压管桩生产工艺流程
PC钢棒下料及挤压镦头——裙板端头板——ø5钢丝螺旋箍筋点焊合成——形成钢筋笼——原材料计量搅拌——布料——复模固定张拉离心——初期恒温70。C蒸养——强度检测——脱模——水池养生——外观强度检查——盖印标识成品堆放——出厂。
1.3、高强度离心混凝土的选定
根据JC888-2001《先张拉预应力薄壁管桩》第6.1.2条规定，薄壁管桩砼强度等级不得低于C60，本工程采用管桩要求砼强度不低于C70。其设计符合国家标准设计2003SG409《预应力砼管桩》6.2.5条中规定。
管桩桩身结构竖向承载压力设计值：Rp=Afc￠。
A代表管桩截面积；
fc代表砼轴心抗压设计强度值，fc=40.8。
￠代表工作折减系数，￠=0.7
根据GJ94-94《建筑桩基技术规范》第5.2.8规定，计算管桩受力Quk=Qsk+Qpk。其中Quk为管桩竖向承载压力标准值，Qsk为管桩极限侧阻力标准值，Qpk为管桩极限端阻力标准值。管桩竖向承载力标准值根据地基土对桩的阻力来确定。根据地质勘察报告文件，设计单位采用1.6-1.8倍安全系数。高强度离心砼是通过离心工艺使砼在管桩模具中硬化成型。在离心过程中，砼内所有颗粒都在离心力作用下远离旋转中心，骨料颗粒按质量大小由内到外相互搭接成堆均匀分布，水泥浆填充粗骨料间隙，形成压实的砼层，外表光洁、强度高、防渗性好，由于离心成型后多余的水分被挤走，降低水量，提高了砼强度。
1.4PC阴螺纹钢棒特征
PC阴螺纹钢棒一般分为ø7(￠300PHC--60）和ø9(￠400PHC--80）两种,其强度高,fptk=1470Ｎ/mm2,低松弛，1000ｈ不大于2.5％，便于点焊成钢筋笼，与砼充分粘结，握裹力效果非常理想。PC阴螺纹钢棒经过定长切断、镦头挤压、点焊成笼、整体张拉、高强砼离心与砼共同工作。在整个过程中，其中任何一个环节控制不好，都会对静压管桩质量造成不利的影响。其中重要的三个环节为：PC阴螺纹钢棒下料长度、镦头挤压引起钢棒缩短、端头板张拉后倾斜。GB13476-1999《先张法预应力混凝土管桩》第4.2.1.1规定：下料误差应控制在桩长Ｌ/5000以内。端头板的倾斜率≤0.3％D。我们都知道，以上三个环节都会造成应力损失，最大累加将近9％。因此现场检验端头板是否垂直于桩身，是必不缺少的一个程序，能够快速、直接地判断出厂管桩是否合格。
1.5混凝土管桩的养护
预应力混凝土管桩的养护一般分为：蒸汽养护和水池养护两个阶段。蒸汽养护又分为静停—升温—恒温—降温四个过程。这里应强调的是，为了保证混凝土发育的完整性，减小或避免混凝土微观缺陷，保证混凝土最终强度。对于Po32.5R硅酸盐水泥做胶结材料砼初期蒸养温度70。C为宜；对于在水泥中掺15％粉煤灰砼初期蒸养温度80。C为宜。但无论是哪一种情况都，必须满足国标GB13476-1999第6.1.3条规定，放张预应力时砼脱模强度不低于40MPa，以减少放张时的预应力损失，保证混凝土管桩的后期强度。
2、静压管桩施工质量控制
“中原购物广场”项目工程，根据工程地质分布实际情况以及桩型选用的性价比。本工程通过单桩极限承载力优化设计，决定选用静压管桩￠300PHC—6019没长;￠400PHC—8015没长作为基础受力形式，其单桩极限承载力设计值分别为1280KN和1100KN。桩顶标高-5.15没其地质分布概况如下：
2.1静压管桩施工工艺流程
桩点测量定位——桩机械定位——吊桩——桩身对中校垂——插桩——静压沉桩——接桩——再静压沉桩——送桩——终止压桩——检查验收——桩机转移
在整个工艺流程中我们不难看出，垂直度、压力值、桩顶标高控制是静压管桩施工质量的三个重要环节。所以打桩前，建设单位必须组织监理、设计、勘察、总包、桩基单位到施工现场。进行静压管桩现场实地踏察，结合地质勘察文件和周边环境、及施工现场实际情况、图纸及图纸会审纪要以确定各种施工参数，如贯入度、持力层、压力值、垂直度、桩顶标高、接桩等。审核桩施工单位的施工组织技术方案是否科学、合理。避免管桩在饱和软土地基沉桩时，由于瞬间作用下桩周围土体的不可压缩性产生较大的挤压应力，引起土体的破坏和深层土体的水平位移。过大的深层位移及较高的超孔隙水压力不仅会造成先沉入桩身的折断和偏移影响桩的承载力，同时还会对周围建筑物、地下管线造成不利的影响。
2.2管桩施工质量控制
2.2.1对于进场的预制管桩，需检查其出厂合格证，原材料试验报告是否齐全及其所用的焊条是否满足要求，桩身的质量是否满足设计及施工规范要求，其中包括桩身混凝土标号、配筋、壁厚、出厂前的养护时间等内容。
2.2.2桩机进场前，必须保证施工场地的平整性，尽量将地下障碍物清除（如孤石或旧的基础）。对于地质变化部位要在图纸上作出相应的标记，以便观察管桩的桩头是否有超送，少送等质量问题。施工时，桩身垂直度必需严格控制在规范规定的0.5%以内。桩机反复校垂对中，接桩后必须二次校垂，同时用一台经纬仪随机控制；对于每根桩的桩顶标高，必须要做到根根采用水准仪抄测；对于斜桩、偏桩、桩顶标高达不到设计要求，以及桩头压爆、超送，少送等质量问题的桩，要及时与设计单位联系，出具合理的补救方案。
2.2.3严格检查选用的施工机械是否符合要求；压力表必须要有技术检测部门出具的检测合格证，以确保压力值的真实性。严格填写《桩基工程施工记录》。
3、结束语
笔者结合天津市东丽区“中原购物广场”工程实例，对天津三合管桩砼制品公司生产的管桩进行实地考察和现场实际施工管里，以抛砖引玉的形式，争寻同行专家的指正。
参考文献
GB13476-1999《先张法预应力混凝土管桩》
GB50010-2002《混凝土结构设计规范》
JC888-2001《先张拉预应力薄壁管桩》
GB2003SG409《预应力混凝土管桩》
GJ94-94《建筑桩基技术规范》