砼预应力管桩施工及特点.doc

砼预应力管桩施工的特点在建筑工程中，桩基础是最常用的基础形式。随着现代建筑业的飞速发展和科学技术的进步，桩基础已从木桩逐渐发展为钢筋混凝土桩和钢桩，桩基础的施工方法与施工机械也有了长足的发展。同时为了满足现代建筑的质量标准和可靠性，制桩方法也有了很大的改变，预制桩是在专业化工厂生产，采用的是大型现代化设备，有成熟的生产工艺和完整的质量管理体系，各项指标由计算机控制，使产品质量在生产运行的全过程中得到有效地控制。因此目前预制桩在全国已经得到普遍使用。经过三十多年在工业和民用建筑、铁路、公路、桥梁、港口、码头等工程中的使用实践，预制桩不仅适用于多层和高层建筑（广东、广西、上海等地区应用预应力管桩作基础的楼房已高达3040层），在湖南，用于18-32层高层建筑的项目有：顺天*黄金海岸、先锋*水韵花都、中嘉*裙原等，用于多层和别墅的项目有：保利*云阆别墅、创远*第三城、和记黄浦*金星住宅项目、南山*苏迪亚诺、比华利山等，同时也适用于工矿企业的厂房建筑和设备基础等，在湖南地区已经用于厂房基础的有：中联重科泉塘工业园技改二期和三期项目等，在湖南省内，砼预应力管桩的使用也已经得到建设单位、监理单位、设计院、质监站、和施工单位的认可，正在以超常规的速度推广应用。目前已经普遍采用砼预应力管桩施工的地区有：长沙市、常德市、益阳市、岳阳市、湘潭市、株洲市、衡阳市、郴洲市、邵阳等市区。在其它市区也在逐步推广中。在湖南地区目前已经有9家液压静力压桩机生产厂，规模较大的有湖南新天和工程设备有限公司（年产液压静力压桩机50多台）和湖南山河智能股份有限公司（年产液压静力压桩机150多台），湖南液压静力压桩机产量占全国总产量的85%，年产值在4.5亿元以上。在长沙市，目前已经形成规模超过100万米的砼预应力管桩生产厂湘江管桩和湖南地区销售量超过100万米的砼预应力管桩生产厂建华管桩。在湖南地区目前已经有10台液压静力压桩机和约150台柴油锤桩机在全省范围内施工。设备配置齐全，有专业技术人员和固定办公场所，形成规模施工的单位有湖南省第三工程公司基础分公司等。并且施工设备和施工队伍还在不断增加中。与其它的桩型相比较，预制桩施工有明显的优势。预制桩施工目前有二种主要施工方法，一是锤击法，一是静压法（目前正在进行推广的还有一种栽桩法）。静压桩机静压预应力管桩从八十年代开始应用，经过二十多年的发展，逐步走向成熟。静压桩施工法适应范围广，一般粘土、软弱土、淤泥土、砂层地质土等都适宜，特别是覆土不太厚的岩溶地区和持力层深的沿海地区优势更为明显。在静压预应力管桩应用得比较多的地区，如广东、广西、海南、福建、江苏、浙江、上海、天津、北京、山东、山西、河南、湖北、江西、安徽、辽宁、吉林、黑龙江、陕西等省市；其它的桩型如：锤击桩、钢管桩、沉管灌注桩、人工挖孔桩和钻孔灌注桩的使用范围逐步减少或正逐步被淘汰，桩基施工质量事故的发生频率也在大幅度下降。根据二十多年的使用实践证明，静压预应力管桩有如下优点：1、供设计选用范围广管桩规格型号多，直径从300mm1000mm不等；单桩承载力从600KN6600KN不等，对各种建筑的基础都能适用。目前在全国大部分城市都有管桩生产工厂，工厂生产的产品都能满足工程施工需要；根据建筑结构荷载的大小和土质情况，设计院可选用不同直径、不同壁厚和桩长的管桩，为业主节约工程投资；在施工中也容易解决布桩问题。2、对地质条件复杂、持力层起伏变化大的地基适应性强管桩桩长可以由施工单位根据试桩的桩长要求生产（从5m15m），各种长度的桩可以任意搭配焊接，配桩简单，桩长可以在570 m范围任意搭配，在施工过程中可根据地质条件和承载力变化随时调整桩长，减少不必要的投资。3、单位承载力造价便宜虽然管桩每米造价比沉管灌注桩贵，但管桩单桩承载力高，按单位（每吨）承载力造价比较（管桩总长度或者根数要少），管桩造价比沉管灌注桩要低；这在多年前已经成为公认的事实。虽然管桩单方混凝土造价比人工挖孔桩和钻孔灌注桩高，但管桩持力层与人工挖孔和钻孔灌注的持力层不在同一平面，另外计取其它的费用后，综合费用管桩要低。长时期使用实践证明，在同样直径、同样土壤的条件下，由于静压预应力管桩对桩周及桩端土壤的挤压，静压预应力管桩的桩侧摩擦力和桩端阻力都要比其它桩型大很多，这在理论界和设计院都有定论，只是各地设计院在设计时选取参数时掌握分寸不一。为了尽量减少不必要的投资，许多有经验又懂行的业主，采取先试桩，要求设计院在试桩完成后进行复核计算，调整设计方案，采用最合理、最经济的方案。4、成桩质量稳定可靠（1）管桩是在专业化工厂生产，采用的是大型现代化设备，有成熟的生产工艺和完整的质量管理体系，各项指标由计算机控制，使产品质量在生产运行的全过程中得到有效地控制。（2）管桩采用离心成型、压蒸养护与混凝土科学配比掺外加剂工艺，确保砼强度等级大于C60（高强砼PHC管桩砼强度等级达到C80以上），比普通砼预制桩承载力高24倍。选用的是高强度预应力钢棒，采用成熟的先张法预应力工艺有较高的抗裂、抗弯强度。（3）成桩质量可靠性高因桩在工厂制作，桩身平整直立，在施工中静压桩机能随时调整桩的垂直度，确保桩的垂直度符合规范要求。桩在施工中的偏差因静压桩是将桩抱紧后强制压入土，外界因素不会造成桩的跑偏，能确保桩位准确无误。压桩过程中桩的阻力由静压桩机上的仪表反映出来，所以每根桩的单桩承载力可以很直观地观测和记录（相当于每根桩都做了静载试验），监理工程师和甲方现场代表在现场对施工的工作变得极其简单，减轻了他们的工作强度。（4）由于静压桩过程中，桩的单桩承载力可以很直观地观测和记录，所以桩的质量可靠，一方面不会出现检测不合格，需要大面积检测和补桩的质量事故；另一方面，在施工中出现的地质土层变化等问题能及时反映到设计院和监理公司，针对出现的问题能及时采取措施解决。4、 施工速度快、工效高、工期短、检测简单快速在商品经济发展的今天，“工期就是效益，时间就是金钱”。静压管桩施工速度是所有基础施工项目中最快的一种，一台800吨的静压桩机在正常情况下每天可压桩20-80根（单根桩无焊接时可达1000米）。由于静压桩过程中，桩对周边土壤和地下水的干扰较少，所以压入桩的最终压力基本上体现了桩的实际承载力，因此可在压桩施工后立刻对桩进行检测；检测合格可马上进行桩基承台等施工；这样可大大于缩短工期，提高工效；同时可以节省施工费用，缩短投资回收时间。基桩的检测主要是由静载试验检测桩的单桩承载力和小应变检测桩身的质量，静力压桩机都可以作为静载试验的反力加载装置，无需外请吊车、堆沙包、砌承重墙和重新修建施工临时道路等工作，检测时间可以缩短几倍，检测费用大大降低，只是原来的30-50%；如一个项目施工桩的数量在2000根，按规范要求要检测桩的数量是20根，设计承载力是220吨，常规检测费用是：220吨*2倍*35元/吨*20根=308000元；如果采用桩机做反力机构，给检测单位每根桩2000元/根，设备使用台班费2000元/根，检测费用是：2000元/根*2 *20根=80000元；二者相差228000元。总之，在以上所述各项特点中，在所有桩基础施工中唯有静压预应力管桩施工法能够做到。5、 运输装卸方便，接桩快捷，压桩长度不受限制静力压桩机都配备有16t以上的液压吊车，各种建筑施工材料可随到随卸。接桩采用电焊法，由两个电焊工对焊。压桩的长度可以根据地质持力层的变化随时调整，桩长从5m80m或更长都可以灵活掌握搭配。6、 施工文明，现场整洁，对周围的环境影响少静力压桩机施工是一种全机械化施工，最大的特点是无噪音、无振动、无污染、无建筑垃圾外运，现场文明整洁，工人劳动强度低。特别适宜在对噪音有管制的市区、危房、精密仪器房附近及河口、地铁、立交桥等对震动有限制的地区施工。7、静力压桩对施工场地的土质有很大的改善，挤土桩形成过程中对桩周的土壤有一定的挤压，能极大地增加摩擦力；桩机行走灵活，施工效率高。8、预制桩施工，不受流砂，地下水位，淤泥质土壤的影响，不良地质不会影响施工进度和施工重量。9、 施工安全10、 由于预制桩施工工艺简单，施工环境和施工条件较好，所以施工安全有保证。经过二十多年的使用，在沿海地区和局部内陆地区，静压桩机静压预应力管桩已经成为最普通最常用的施工方法，业主、设计院、监理公司、施工单位公认这种施工法是最经济最可靠的施工法，静压预应力管桩也确实为他们带来了很好的经济效益。在预制桩施工中，最先使用预应力管桩的机械是柴油锤击，在八十年代才发展静压桩施工，由于柴油锤击预制桩有一定的不足：1、噪音大、振动大、油烟污染环境，在城区内施工受到限制。2、 锤击桩机由于采用滚管方式行走，所以对施工场地的平整度要求较高，受天气因素影响很大，下雨天根本无法施工；锤击桩机不能吊桩，只能用钢丝绳拉，爱场所限制；锤击桩机行走速度慢、操作不灵活，台班效率低，特别是在距离较大的范围内行走，速度很慢，效率低，不适应现代房地产公司对工期的严格要求，另外工人劳动强度大。施工场地前期平整的费用也要多。3、 锤击预制桩由于反复打击桩头、桩的破损率较高，在地下有大的孤石和土质从软土层突变到硬质土层时，易将桩打断。4、 桩的单桩承载力不能直接检测，只能凭经验按最后三个10击的贯入度确定，无法保证每根桩质量稳定和单桩承载力一致，静载试验容易出现问题，而导致返工现象，影响工程进度和增加施工成本。5、 桩的垂直度控制和桩位偏差，主要由工人的经验控制，人为因素太多，容易出现问题。由于上述原因，锤击施工法已经不能适用现代施工的需要，在大部分地区已经被淘汰，在湖南由于对预制桩施工推广较晚，加之经济基础较差，静压桩机一次投入较大，所以造成湖南锤击桩机数量大大多于静压桩机的现象。根据沿海地区的发展规律，这种现象一定会改变。总之，使用静力压桩机沉压砼预制桩施工的优点是显而易见的。我们诚挚建议：各业主和设计单位能以质量好、价格低、工效快的静压管桩作为基础施工首选方案考虑。在确保施工安全，施工质量，缩短工期的前提下，为我们的城市建设发展打造坚实的基础。