深圳市龙城建设监理有限公司
摘要：本文以深圳市嘉富新禧花园的桩基工程为例，介绍了预应力高强混凝土管桩锤击法施工方法、质量控制要点，以确保工程质量。
关键词：预应力管桩；锤击法施工；质量控制；施工注意事项
前言
预应力高强混凝土管桩是采用先张法预应力离心成形技术生产的新型桩型，具有单桩承载力高，设计选用范围广，对持力层起伏变化较大的地质条件适应性强，单桩承载力造价便宜，运输吊装方便，接桩快捷，成桩长度不受施工机械的限制，施工速度快，工效高，工期短，送桩深度较深且送桩后桩身质量较可靠，具有良好的经济效益和工程应用前景，这种管桩已在广东等沿海地区普遍应用。
1. 工程概况
深圳市嘉富新禧花园工程占地面积约23378m²，总建筑面积134877.95m²，包含6栋26~28层住宅，地下室两层。本工程基础埋深10.1m，±0.000相当于绝对标高5.300m，地基基础设计等级为甲级。本工程桩基础采用预应力高强混凝土管桩，管桩的上部为C35钢筋混凝土独立承台样式,桩基采用PHC500-125-AB桩，为端承桩，桩端持力层为强风化混合岩，桩端进入持力层不小于2倍桩径。单桩竖向抗压承载力特征值为2200KN，单桩竖向抗拔承载力特征值为400KN，有效桩长为10m~35m，设计施工桩数为2582根，桩基施工共划分为七个区域施工。
2. 锤击法施工
2.1施工工艺流程
测量定位→桩机就位→底桩就位、对中和调直→锤击沉桩→接桩→再锤击→再接桩→打至持力层→收锤。
2.2确定打桩顺序
本工程采用先做围护结构开挖基坑再进行打桩的做法，管桩施工顺序应根据桩的密集程度与周边建（构）筑物的关系，合理确定打桩顺序。本工程在地下室基坑中打桩，桩径统一，打桩顺序确定为：根据地下室施工区域划分为七个区域打桩，各个施工区域内打桩顺序按先深后浅、先长后短、先打靠近基坑边一侧桩的顺序施工。
2.3桩锤的选择
在使用锤击法施工时，桩锤的选用应根据地质条件、预应力管桩的结构形式、桩的密集程度、单桩竖向承载力及现有施工条件等因素确定。考虑桩锤在夯击施工的过程中具备的能力必须大于桩身进入土壤中的阻力，并且在锤击的过程中，如果桩锤过轻，则桩锤的能量不能够将桩身送入到既定的深度，但是桩锤过重，则可能会导致桩头被击碎，因此，根据施工现场的实际状况、预应力管桩的承载能力以及市区施工环保的要求，本工程的施工单位决定采用液压振动锤（HHP14）施工。
2.4桩帽、桩垫的选择
桩帽和桩垫关系着打桩的质量，桩帽要经得起重锤击打，桩帽应有足够的强度、刚度和耐打性，桩帽宜为圆筒形，套桩头用的筒体深度宜为40cm,内径应比管桩外径大2cm。锤与桩帽间的垫层宜采用竖向硬木或钢丝绳填满，厚度宜为15~20cm；桩帽与桩顶间的垫层宜采用硬纸板作为衬垫材料，衬垫经锤击压实后的厚度宜不宜小于6cm，同时应经常检查并及时更换。
2.5收锤标准的确定
收锤标准应结合地质条件、桩承载力性状、锤重、桩的规格和长度、进入持力层的要求，以及相同地质条件和临近工程的沉桩经验综合确定。一般停止锤击的控制原则是：桩端位于一般土层时，应以控制桩端设计标高为主，贯入度为辅；桩端达到坚硬、硬塑的粘性土、中密以上粉土、砂土、碎石类土及风化岩土时，应以贯入度控制为主，桩端标高为辅；贯入度已达到设计要求而桩端标高未达到时，应继续锤击3阵，并以每阵10击贯入度达到同样要求，必要时施工控制贯入度应通过试验确定。本工程桩端持力层为强风化混合岩，桩端进入持力层不小于2倍桩径，收锤标准以贯入度控制为主，最后三阵锤（每阵十锤）每阵锤的贯入度≤25mm；桩端标高控制为辅。
3. 施工控制要点
3.1测放桩位
桩位放线应根据场地控制桩进行施放，桩位放线时应根据设计要求，首先确定桩的位置相对坐标，将桩中心位置插入30~40cmΦ6钢筋作为桩位标记，并在其上面绑扎红色胶带。在施工过程中，为防止错打和漏打，对于将要施工的桩位用白石粉按桩径大小划一个圆圈以保证打桩时容易辨认。另外，对于已经复核的轴线点及控制点要用水泥砂浆或在其四周用砖堆砌以严加保护，防止偏位和变形，放出的桩位需经监理复核验收合格后方可施工。
3.2配桩
配桩长度宜根据设计长度并参考地质资料和附近已施工管桩长度的原则进行，过程中适时调整配桩长度。为避免短桩，规定每节桩桩长不得小于5米，考虑沉桩后最上面一节桩还需截除一定长度，尽量确保截除桩头后的单节桩长仍大于最小桩长。
3.3焊接桩尖
桩尖是用来穿透土层的关键部位，直接影响沉桩的质量，所以桩尖所用的材料、焊接质量和成型尺寸均必须严格控制，桩尖采用十字型桩尖，焊接应满足有关焊接的技术规定，焊缝应连续饱满不渗水，焊缝必须在自然冷却后方可施打。
3.4桩机起吊就位
基坑底土方开挖到达相应标高时，适当采取拋填砖渣、碎石等材料，尽量满足场地内地面平整和地面承载力，地面高差不能超过30cm，且桩机可以自由行进。桩起吊前应首先调整桩机机架的垂直度，利用桩机上悬挂的线坠观察，保证机架垂直。桩起吊后，送入导杆内，稳住桩顶先使桩尖对准就位，扶正桩身然后使桩插入土中，桩的垂直偏差不大于0.5%，为了保证桩的垂直度，在桩的正面和侧面同时使用线坠或经纬仪校正。
3.5桩基沉桩
当桩就位后，开始沉桩。在桩的顶上放厚纸板，放下桩帽套入桩顶，缓缓降下桩锤轻轻压住桩帽，桩锤、桩帽和桩身的中心线应重合，此时在锤重压力下，桩会沉入土中一定深度，待下沉停止，再全面检查，校正合格后即开始打桩。
3.5.1地表层一定深度内土质松软，对桩身的摩擦阻力很小，重锤击打会使桩身贯入速度很快，因此在开始锤击作业时，液压锤应先采用落距为20~30cm的方式施打，随着沉桩加深，沉速减慢，起锤高度可渐增，但落锤距不得大于150cm。通过软土层时，应严密观察桩体的垂直度，如桩发生偏斜应将桩拔起重打。
3.5.2管桩沉桩过程中，宜低锤重击，应保持桩锤、桩帽和桩身的中心线在同一条直线上，并随时检查桩身的垂直度，当桩身垂直度偏差超过0.8%时，应找出原因设法纠正；当桩尖进入硬土层后，严禁用移动桩架等强行回扳的方法纠偏。
3.5.3如遇特殊情况，如贯入度剧变、桩身失控倾斜、断桩、移位或严重回弹、桩顶及桩身破碎应立即停锤，报告建设单位、监理单位及设计单位，由设计单位出具补桩方案。
3.5.4送桩：为将管桩打到设计标高，需要采用送桩器，送桩器用钢板制作，长2m。设计送桩器的原则是打入阻力不能太大，容易拔出，能将冲击力有效地传到桩上。在进行送桩施工时，桩与送桩器应在同一垂直线上，施工完后拔出送桩器后要及时填堵孔。
3.5.5无意外情况影响，每根桩宜连续一次打完，尽量不要中断，以免难以继续打下，甚至打不下而将桩头打坏。
3.6接桩
管桩上、下节拼接采用端板焊接连接，接桩时，一般在距地面0.5~1.0m左右时进行，下节桩的桩头处宜设导向箍, 接桩时上、下节桩段应保持顺直，错位偏差不宜大于2mm。焊接前，两施焊面上的泥土、油污、铁锈等要清刷干净，坡口处应露出金属光泽。本工程采用二氧化碳气体保护焊焊接接桩，焊接时由两个电焊工在成180°角的方向同时施焊，先在坡口圆周上对称点焊4~6点，待上下桩节固定后拆除导向箍再分层施焊，每层焊接厚度应均匀，焊接层数不得少于两层。焊缝应饱满连续，不得有夹渣、气孔等缺陷，焊接速度不要太快，焊接好的接头自然冷却时间不少于3min方可承受锤击，严禁浇水冷却或焊好立即施打。
3.7锤头截除
当桩基施工完毕，土方挖至基底设计标高后，应把多余的桩头截除至比基础底标高高出100mm。管桩截桩时，应采取有效措施以确保截桩后管桩的质量，截桩宜采用锯桩器，严禁使用大锤横向敲击或强行扳拉截桩。
4. 施工控制效果
4.1本工程施工过程中出现了九次桩顶破碎，第一时间通知了建设、监理、设计等相关单位，由设计单位出具了解决方案，要求施工单位按设计变更进行了补桩。
4.2土方开挖后对管桩进行了位置复核和桩身质量检查，基桩位置偏移范围均在规定允许误差范围内；设计标高以下管桩外观质量合格，无裂缝，桩身完整，符合规范和设计要求。
4.3工程桩施工后的承载力和桩身质量检验检测情况如下：七个区域总工程桩数2582根，承台数397个，低应变法设计检测根数967根，实际检测根数1006根，Ⅰ类桩为985根，占所检测总桩数98 %，Ⅱ类桩为21根，占所检测总桩数2 %，Ⅲ、Ⅳ类桩为0根；抗压桩根数2582根，抗压静载设计检测根数29根，实际检测根数29根，经检测全部符合设计、检测规范要求；抗拔荷载设计检测根数21根，实际检测根数21根，经检测全部符合设计、检测规范要求。
5. 结束语
经过实践证明，该工程采用的预应力管桩锤击法施工取得了非常好的施工效果，并且由于预应力管桩具有沉桩质量高、穿透力强、抗裂性好、桩身耐锤击、使用范围广等众多优点，致使预应力管桩锤击法施工在特区工程建设中具有非常广泛的应用前景。
参考文献
[1]徐至均，李智宇编著.预应力混凝土管桩基础设计与施工.机械工业出版社.
[2]黎建波.预应力混凝土管桩锤击法施工技术浅析.四川建材.2013（1）:174-175.
[3] DBJT15-22-2008.锤击式预应力混凝土管桩基础技术规程.