浅析先张法预应力混凝土管桩施工技术

浅析先张法预应力混凝土管桩施工技术

中国核工业二三建设有限公司北京市101300

摘要:先张法预应力所采用的原材料具有节能环保的特点,并且具有较好的抗压性能和耐打性能,贯入性能方面也十分优越,无论是组合管桩还是单桩,其质量都十分可靠,具有较强的承载力,在施工工艺方面也十分简单。先张法预应力混凝土管桩施工技术的施工成本较低,产生的噪音污染和粉尘污染较少,该种施工技术正在被广泛应用于各种路桥施工中。本文对先张法预应力混凝土管桩施工技术的优越性进行了分析,并就如何做好其施工技术的质量控制工作提出了相关策略。

关键词:先张法预应力管桩;优越性;质量控制

引言:预应力管柱包含许多种类,其中有预应力高强度混凝土管桩、预应力混凝土薄壁管桩以及预应力混凝土管桩。近年来,随着生产工艺的不断进步,预应力管桩施工工艺也得到了发展,其中预应力混凝土管桩施工技术的应用范围是最广的,而先张法预应力混凝土管桩施工技术则主要适用于一些民用建筑的低承台基础,该种施工技术具有较为明显的优越性,同时也具有一定的环保效益和社会效益。

一、先张法预应力混凝土管桩优越性

1.成桩质量可靠

管桩是工厂化生产,机械化电脑控制,根据混凝土配合比电脑配料,黄砂、碎石经两次筛洗干净,钢筋笼由全自动滚焊机完成,张拉、离心、蒸养、放张工序等均为电脑控制,减少了人为因素,确保成桩质量达到优良标准。管桩桩身混凝土强度高,达到C60-C80,可打入密实的砂层及强风化岩。桩尖进入密实的砂层及强风化岩后,经过强烈的挤压,桩尖附近已不是原始的状态,桩端承载力可比原状提高80%-100%,所以管桩承载力要比同直径的沉灌桩或钻孔桩高。如500mmxl00mm管桩,最高设计承载力可达2700KN,相当于600mm和700mm的沉管灌注桩或钻孔桩。管桩桩身混凝土强度高,又加有一定的预压应力,桩身可承受成百上千次锤击而不破裂,而且可穿透5-6m的密集砂层。

2.设计选用范围广

管桩直径有300~800mm,按混凝土强度分有高强度和普通桩,管桩有厚壁的薄壁的,单位设计承载力850-3500KN,适用于多层建筑及50层以下的高层建筑。在同一建筑物基础中还可根据荷载大小采用不同规格的管桩,既易解决设计布桩问题,又可充分发挥每支管桩的最大承载力,并使桩基沉降均匀。管桩长度一般为10-15m,短的可到4m。搭配灵活,在施工现场可根据地质条件的变化随时调整桩长度,节省用桩量,不会出现桩长不足或余桩林立的现象。

3.综合造价低

想要衡量出桩基的具体经济效益,不能够只从整体造价上进行对比,应该针对管桩每立方米的承载力造价进行对比,预应力混凝土管桩的承载力较高,使用数量越多,其承载力造价就越便宜,所以,预应力混凝土管桩的造价是在诸多类型的管桩中,是最便宜的一种。

4.施工速度快,工期短,符合环保要求

先张法预应力混凝土管桩适合于锤击桩和静压桩施工,锤击桩机每台桩机每日可成桩500m左右,静压桩机每台桩机每日可压桩600m左右。常用规格的管桩,厂家有大量的成品桩,即买即用。若遇特殊要求的管桩,生产成桩后7d即可使用。管桩检测时间短,成桩7-15d即可做静载荷试验。预应力混凝土管桩桩长在15m以内,自重轻,桩身又有预压应力,起吊时用特制的吊钩勾住管桩两端即可方便地吊起来:施工时用一根钢丝绳套住管桩1/3处即可起吊管桩端部均有法兰盘,法兰盘边都有坡边,焊接时满焊即可。若采用两个焊工一起工作,一个接头10min即可焊好。管桩施工机械化程度高,现场整洁,又可控制噪声污染,减少扰民现象。管桩可减轻监理工作强度,尤其是采用闭口桩尖,桩身质量及沉桩的长度可采用直接手段进行检测,难以弄虚作假,深得设计单位、监理单位及业主的信赖。

二、先张法预应力混凝土管桩施工技术质量控制措施

目前,先张法预应力混凝土管桩施工技术已经开始被大量的应用于民用建筑之中,所以,提高其施工技术的质量已经成为了一个很重要的问题,负责该项工作的工程师应该就如何做好先张法预应力混凝土管桩施工技术的质量控制做出一个详细而周密的计划表,其内容应该包括一些文件性的建议和具体的施工验收规范等,对于一些施工质量问题,应该进行有针对性的分析和研究,做好经验总结工作,从根本上提升先张法预应力混凝土管桩施工技术的施工质量,具体措施如下:

1.质量行为方面

1.1重视对施工组织设计或施工方案的复核和审批环节的质量,使方案能切实指导施工,发挥质量预控的作用。

1.2强化工程质量的验收制度,对进场的材料和设备严格检验,对施工过程关键工序质量应进行检验。分项、分部工程完工后按质量标准严格验收,消除不合格工序质量流入下道工序。

1.3设计图纸应说明基础环境、地质条件对管桩侵蚀的影响,尤其管桩接头部位防腐措施实现的技术要求。

1.4设计单节管桩长度应合理避开桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层接桩,地质勘察报告对场地地质土层厚度变化的描述不可能十分准确、清楚。若沉桩发生异常情况,尤其是管桩遇到压不下时,设计图纸应明确处理方法。防止因随意加大沉桩压力导致的桩身破坏。

2.实体质量方面

2.1预应力混凝土管桩进场验收

明确管桩的几何尺寸、外观质量和提供质量保证文件的要求。管桩混凝土必须达到设计强度后方可沉桩,现场依据质量文件查验检查混凝土强度。防止沉桩时混凝土实体强度不确定带来的桩身开裂、压碎等质量问题。

2.2管桩垂直度控制

预应力混凝土管桩采用静压沉桩施工时,垂直度偏差值是重要的质量控制点,桩身垂直度偏差过大将直接影响单桩承载力。沉桩前每个桩位都经过施工单位放线定位和监理工程师的复核,复核无误后方可沉桩。采用顶压式设备沉桩时。管桩垂直度控制可通过设置两台约成90度方向的经纬仪,测量导杆和桩的垂直度来实现调整和控制;采用抱压式沉桩设备时通过自动安平仪能较好地控制管桩垂直度。

2.3接头的防腐处理

管桩接头的防腐处理实际实施的不多,施工人员存在重视沉桩工艺的连续性,接头防腐做和不做没有大的区别这种错误的认识,直接弱化了接头的防腐能力。应对接头钢箍护扩焊缝须涂刷防腐涂料;对接头外露金属部分,在打入土前应再次涂刷防腐涂料。监理工程师应强化管理此控制点。

2.4制定科学合理的预应力混凝土管桩沉桩行走线路

在制定预应力混凝土管桩的沉桩行走线路时,要根据桩基具体的平面尺寸、深度以及桩基的密集程度来进行沉桩的依次排序,在粘土地区,不能够将桩基按照同一方向进行排列,还要尽可能的保证土体密实均匀。

2.5根据场地地质条件制定基坑开挖施工方案

开挖应分层均匀进行,不得随意开挖。严格控制桩周土体高差不大于lm,防止因土体挤压引起桩身倾斜、甚至桩身断裂。

结语:目前,我国越来越多的水泥制品厂都开始从事管桩生产工作,这主要是由于预应力混凝土管桩在民用建筑中的大量推广使用,管桩既是城市建设的基础,也是建筑行业中十分重要的建筑材料,所以,管桩的需求市场是非常大的,随着国家经济的快速发展,越来越多的路桥建设项目已经开始出现,未来,预应力混凝土管桩的使用价值将会被大大提升,最终成为支持我国国民经济发展的重要组成部分。

参考文献:

[1]林文辉.预应力混凝土管桩生产过程中对质量造成影响的几点问题分析[J].福建建材.2010(01)

[2]刘平.浅述提高先张法预应力混凝土管桩质量的主要环节[J].浙江建筑.2010(03)

[3]汪加蔚,诸宝麟.先张法预应力混凝土管桩技术参数详解[J].混凝土与水泥制品.2010(02)

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