仅小 侃 预应力管桩在软基处理中的运用分析 文／方永鸿 摘 要：文章在分析软基施工存在的主要问题及处理要求的基础上，介绍了颓应力管桩的特点和基本性能， 总结了预应力管桩施工中应当注意的几个问题及施工中的质量控制措施，为预应力管桩的进一步发展应用提供 了借鉴。 关键词：预应力管桩；软土地基：质量控制措施 中图分类号：ＴＵ４４ 文献标识码：Ｂ 由于软土地基具有天然含水量大、孔隙比大、压缩系 数高、强度低，并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地 质性质，工程地质条件较差等特点，在工程建设中，如 果处理不当容易造成基础整体失稳或产生不均匀沉降、 结构物下沉甚至开裂等病害。对于一些深厚层的软土地 基，这些方法就难以满足处理要求，因此在处理较深厚 文章编号：１００９—９１６６（２０１１）ｏｚ３（ｃ）一０１５４—０２ 的软土地基，建筑物荷载大或对变形和稳定性要求高 时 一般采用强度较高的预应力管桩进行处理。 软基施工中存在的问题及处理要求 （一）施工存在问题 一、软土按其成因大致可以分为海洋沿岸和内陆河流、湖 泊、盆地沉积两大类。我国各地不同成因的软土都具有 近于相同的共性，主要表现在：１、天然含水量高、空隙 比大。含水量在３４％一７２％，空隙比在１．Ｏ一１．９，饱和度 般大于９５％，液限一般为３５０／０－－－６０％，塑性指数为１３— ３０，天然密度约为１５ＫＮ／ｍＬｌ９ＫＮ／ ；２、透水性差。 大部分软土的渗透系数为１０－８ｃｍ／ 一１０－７ｃｍ／ｓ，在荷载 一作用下固结很慢，强度很难提高；３、压缩眭高。压缩系 数为０．５Ｍｐａ—ｌ—＿２．ＯＭｐａ－１，属于高压缩性土，在自重 作用下会持续下沉，使结构物产生过大变形，影响正常 使用，甚至导致结构物开裂；４、抗剪强度低。其快剪粘 聚力在１０ｋＰａ左右，快剪内摩擦角在０。５。之间，当地基 的抗剪强度不足以支承上部结构的荷载时，地基就会产 生局部或整体破坏；５、具有触受陛。一旦受到扰动，土 的强度明显下降，甚至呈流动状态；６、流变性显著。其 长期抗剪强度只有一般抗剪强度的０．４＿＿０．８倍。 （二）处理要求 软土地基处理的工程程序包括：处理必要ｌ生的研究、 加固方法的选择和加固施工管理的控制等内容。从原理 上可以分为置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热 学等基本方法。处理的核心是处理方法的正确选择与实 施，主要从以下几方面考虑：１、工程地质条件；２、设 计和施工条件；３、场地环境条件；４、结构物条件。对 于具体工程来讲，在选择处理方法时需要综合考虑各种 影响因素，如建筑物的体型、刚度，结构物受力体系， 建筑材料和使用要求，荷载大小、分布和种类，地基成 层状况，软弱土层厚度、不均匀性和分布范围，持力层 位置及状况，地下水情况及地基土的物理和力学性质， 施工中需要考虑对场地及邻近建筑物可能产生的影响 等，只有综合分析上述因素，坚持经济合理，安全适用 的焊接质量和测试点的设置，测试方法和阻值大小。 设备才可以采用保护接地来保证人身安全。 （二）总等电位和局部等电位的施工要符合设计和规 （３）重复接地。在中性点直接接地的低压系统中， 为确保零线安全可靠，除在电源（如变压器）中性点进 范要。 行工作接地外，还必须在零线的其他地方进行必要的重 （三）总等电位箱内自动空气开关、总漏电保护器以 复接地。比如电缆和架空线在引入到建筑物处，零线应 及分户箱内小型断路器、漏保器的质量、参数及级间协 重复接地，如果不进行重复接地，则在零线发生断线并 调，高低压配电设备的绝缘和安全防护，导线及灯具等 有一相碰壳时，接在断线后面的所有设备的外壳都将呈 质量。现接近于相电压的对地电压，这是很危险的。 （四）同类插座同一回路的接地线的敷设，不能利用 （４）防雷接地。为了防止雷电的危害而进行的接 地，叫做防雷接地。防雷接地作用不言而喻，不接地就 无法对地泄放雷电流。规范对利用建筑物基础和主体钢 筋做接地极和引下线以及人工接地装置、接闪器的安装 作了具体要求。设计对防雷接地阻值都给出了参数，接 地体和引下线完成后要测试，接闪器完成后整个系统才 插座端子压紧螺栓相互翻接，用国际上通用的黄绿相间 线作接地干线，接地干线应可靠连接后敷设到分户箱内 接地汇流排，汇流排与总等电位接地排连接。按设计的 供电线制检查总等电位箱内重复接地。 （五）导线绝缘测试。 （六）通电试运行并调试。 结语：以上是为了加强电气安全性而采取的技术措 能测试。人工接地引下线要顺直，不存在死角，引下线 金属保护管要与引下线做电气连通。避雷带形成等电位 施，在设计、施工、检查、验收和设备交接中予以高度 可防静电危害。人工接地装置接地体间距不小于５ｍ是为 重视才能落到实处。监理在施工现场要多观察、勤检 查，狠抓重点工序，坚持上道工序未经检查合格，不得 了降低接地体屏蔽作用。 进入下道工序。这样，电气的安全性就有了保证。 二、检查要点 作者单位：广西嘉惠建设工程有限公司 （一）利用建筑物基础钢筋作接地装置，要按设计和 规范要求焊成环网状。检查搭接长度、施焊质量、搭接 材料的规格尺寸，人工接地的埋地深度和间距，引下线 参考文献： 【１墚锦铭．建筑电气安全分析与对策叨．广东建材，２０ｔ）４，（１１）． ［２］姜航．谈现代住宅电气安全措施［Ｊ］．电大理工，２００５，（１）． １５４工会博览・２０１１．８中旬刊 技术交流 的原则拟定处理方案，才能获得最佳处理效果。 桩间隔时间不宜过长）；检查焊接焊缝合格后，进行再 二，预应力管桩特点 一次压桩；依次循环吊桩、按桩、压桩直至压至设计深 （一）原理及特点 度；６、移动管桩机械至下一桩位施工，重复第五步操 一般工程结构中，常采用在地表建造的浅基础，但当 作。７、管桩施工完毕后２—３周进行管桩单桩承载力检 地基土为较厚的软土层，建筑物荷载大或对变形和稳定 测，合格后进行桩帽混凝土浇筑施工。 性要求高时，常采用深基础。桩基础是一种常用的深基 （二）质量控制措施 础形式，通常由桩顶承台将若干根桩联成一体，将上部 预应力管桩在施工中应注意以下几点： 结构传来的荷载传递给桩周土（摩擦桩）或传递给桩尖 １、施工前应进行压桩试验，确定终止时的压桩力与 基岩（端承桩）。 单桩极限承载力的关系系数，验证与设计是否相符，以 近年来，预应力管桩由于具备单桩承载力高；施工 终止时的压桩力来初步判断单桩极限承载力是否满足设 进度快；污染少；穿越土层能力强；现场施工方便；质 计要求，并下发作业指导书。 量便于控制；桩身耗材较低、单桩造价低的特点，得到 ２、为避免挤土效应和振动影响，应做到：严格控制 业内广泛认可。与其他桩型相比，预应力管桩主要有以 压桩速度，一般控制在ｌｍ／ｍｉｎ￣右；制定有效的沉桩流 下特点：１、质量稳定可靠。预应力管桩是由专业厂家生 水路线，根据桩的入土深度，采取先长后短、先高后低 产，采用先进工艺，将混凝土经离心脱水密实成型，经 的顺序施工；同时应对日成桩量进行必要的控制；对终 常压、高压两次蒸汽养护而制成的一种细长空心等截面 止压桩力和其他施工参数做好压桩记录；当终止压桩力 预制混凝土构件，在专业工厂的流水线上预制生产，施 与试桩确定的参数相差较大时，应分析原因，待查明后 工质量严格控制，产品质量稳定可靠。２、应用范围广， 方可继续施工。 工程适应性强。预应力管桩有不同的规格、长度可供选 ３、每根桩应一次性连续压至设计深度，严格控制施 择，适用范围广泛，对桩端持力层起伏变化大的地质条 工过程中的停歇时间，避免由于停歇时间过程，摩阻力 件适应性强。同时，桩身抗裂性能好，耐锤击，土层穿 增大影响桩机施工，造成沉桩困难。同时，应避免在砂 透力强，可采用不同的沉桩工艺（射水法、锤击法、静 质粉土、砂土等硬土层中焊接，制定合理的桩长组合。 压法等）进行施工。３、抗弯、抗拉性能好。由于预应 桩机施工时应注意同一承台内的群桩，需接桩的接头不 力管桩桩身砼强度高，加上使用了高强度、低松驰率的 宜在同一截面内，应相互错开，避免产生土压力以及水 预应力专用钢筋，使桩身具有较高的有效预压力（５— 压力效应较大时，对整体桩身产生剪切破坏；同时应认 ８ＭＰａ），因此预应力管桩具有相当大的抗弯和抗拉能 真查看地质报告，了解土层分布情况，合理确定桩体组 力。４、耐久性好。预应力管桩采用了高速离心成型工艺 合长度，避免接头处于土层分界处及土层活动较多处， （离心加速度高达３０－－３５ｇ）和高温高压（压力１０６Ｐａ； 以防土层活动时对桩身的破坏。 温度１８０＂Ｃ）蒸汽养护，因此桩身混凝土密实性好，其抗 ４、施工地点场地要平整坚硬，在较软的场地中适当 渗性、抗硫酸盐腐蚀陛、耐碳他陛均优于普通砼。５、单 铺设道渣，不能使桩机在打桩过程中产生不均匀沉降， 桩承载力高，单位承载力价格便宜。预应力管桩桩身混 产生斜桩。当遇到障碍物时应及时排除后再进行沉桩， 凝土强度等级为Ｃ８０，具有高强性能，其单位承载力的造 沉桩时发现不垂直应及时纠正，必要时应把桩拔出重 价比预制混凝土方桩和钻孔灌注桩低。６、施工速度快， 打，桩进入一定深度后，不宜采用移动机架进行校正， 工期短。预应力管桩在专业工厂预制生产，施工前期准 以免发生断桩，应采取其他措施。 备时间短，一般能缩短工期ｌ—２个月。７、对施工场地要 ５、控制好桩机施工终止条件，对纯摩擦桩，终止条 求不高，施工现场不需预制场地，无砂石、水泥，无泥 件宜以设计桩长为控制条件；对长度大于２１ｍ的端承摩擦 浆污染，对施工场地狭窄的工程特别适用。 桩，宜以设计桩长控制为主，终压力值作对照；对于锤 （二）施工流程 击沉桩，应防止锤击过度，根据经验，管桩的总锤击数 预应力管桩的施工流程主要包括： （１）场地前期准 不宜超过３Ｏ０ｏ击，最后ｌｍ的锤击数不宜超过３０ｏ击。 备一（２）施工测量放样布置桩位一（３）施工管桩机械 结语：由于软土地基具有特殊的工程地质性质，工程 就位、安装一（４）起吊管桩就位一（５）开始压桩或锤 地质条件较差等特点，在工程建设中，如果处理不当容 击施工一（６）接桩一（７）压桩至设计深度一（８）在 易造成基础整体失稳或产生不均匀沉降、结构物下沉甚 （３）一（７）的过程中做好压（打）桩记录一（９）机具 至开裂等病害。因此对于较深厚的软土地基，建筑物荷 移位，重复（３）一（８），下一根管桩施工。 载大或对变形和稳定性要求高时，一般采用强度较高的 三 软基处理中预应力管桩施工技术 预应力管桩进行处理。预应力管桩特别是采用静压法施 （一）施工方法 工的桩，其应用已十分普遍，但在设计和施工中仍存在 施工方法与施工流程相对应主要有：１、根据设计方 不少问题，有待工程技术人员进一步探讨解决。由于静 案确定桩长，根据施工机械、运输设备，设计管桩的分 压预应力管桩应用过程的质量控制是一个系统工程，因 段长度。２、平整场地，主要利用推土机铲除表层浮土， 此必须通过生产、设计、施工和检测验收等各环节加强 对场地进行平整、碾压，对于局部坑洼地段用土回填。 对其的质量管理，才能有效克服上述质量缺陷而得到逐 ３、施工现场测量放样，用石灰标出桩位。４、施工管桩 步完善。 机械就位，安装。５、开始实施压桩操作，首先调整机 作者单位：广西鑫龙钢结构工程有限公司 身，保证其压桩中心与桩位重合并垂直；然后起吊管桩 参考文献： 就位，安设桩靴并开始压桩；在压完一节管桩后，起吊 【１】邓寿昌，等．土木工程施３２［Ｍ］．北京大学出版社，２００６． 下一节管桩进行电焊焊接接桩，保证焊缝结实饱满（接 【２】阎西康．土木工程施工［Ｍ】．中国建材工业出版社，２００４． 【３】陈希哲．土力学地基基础【Ｍ】．清华大学出版社，２００４． 工会博览・２０１１・８中旬刊 １５５