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1、1/14 静压预应力管桩施工技术及质量控制措施 1 预应力技术的基本概述 1.1 预应力技术的发展历程。预应力技术在 20 世纪 80年代开始逐渐被应用于建筑施工的过程中，截至目前为止，其在土木工程领域中的应用已超过 80 年。该类技术在最初发展阶段中，设计人员常常采用的全预应力混凝土的设计理念，在当时，建筑的主要结构形式是粘接预应力混凝土；随着相关技术的不断进步，在 20 世纪 70 年代，设计人员们开始逐渐接受部分预应力的概念，与此同时，相应的无粘接预应力技术在这个过程中也在逐步走向成熟，由此，预应力混凝土结构在技术应用方面得到了质的飞跃。在 20 世纪后期，预应力技术的应用领域得到了一定
2、的拓宽，新结构体系不断涌现，尤其是在钢、混凝土结构以及空间钢结构中，其应用极为广泛。近年来，预应力技术2/14 在高层建筑结构中的应用更是得到了极速的发展，例如在高层建筑的楼盖中采用预应力扁梁以及无粘接预应力技术平板，可以在使钢材成本得到节约的同时，有效提高相应的施工速度。1.2 预应力技术的主要优势。预应力技术的优势主要表现为以下几个方面：在大部分高层建筑及大型建筑物中，一般都会将其地下室作为车库，该类技术能够使基坑开挖深度以及地下室埋深得到有效的减少，将顶板和底板做成预应力平板，建筑内局部下挖，可以使发电机房以及配电房能够达到相应的设备高度要求。这样一来，可以使层高得到降低，从而使水压得到
3、一定程度的减少，并且还能够减少基坑的开挖深度以及相关的底板支模工序，从而使成本得到绝对的降低。通过利用预应力技术能够使结构使用功能得到改善，例如可以依据经营商品的组成、业主自身的喜好以及现实情况的需要来对建筑物进行分隔。3/14 该技术的应用能够对建筑本身层高以及楼层净空高度的合理增减起到一定的促进作用。预应力结构的建筑物通常有较强的抗裂性，在该结构中所采用的预应力筋能够产生相应的力从而大大提高平板的刚度及抗裂性，同时还能有效减少其挠度。2 预应力技术在建筑中的具体应用 2.1 应用于平板结构中。在传统的建筑结构体系中，梁板结构的材料通常使用的是普通钢筋混凝土，这就要求在隔墙下和柱间对框架梁以
4、及次梁进行设置，因此会造成建筑的有效高度被降低，同时还会对室内的使用功能以及美观效果产生影响。此外，由于建筑中会有较多的内隔墙，相应的会产生很大的附加荷载，若要确保平板的各项指标能够达到标准，就需要较厚的板厚以及大量的普通钢筋，整体来看这种结构设计并不经济。而将设计方案中的相关体系换为预应力平板结构或普通钢筋混凝土平板结构，则能完全解决以上的各种问题。截至目前来看，预应力混凝土结构技术在平板结构中的应用已经被广泛投入到大量的4/14 工程项目中。2.2 应用于转换结构。随着高层建筑在我国的迅速发展，建筑物在受力方面的问题也在逐渐增多，而设置转换结构往往是这种问题最常用到的解决方法。随着预应力技
5、术的不断发展与成熟，相应的施工费用以及材料费用也在逐步降低，目前来看，相较于钢筋混凝土结构来说，预应力混凝土结构在大部分情况下更为经济，因此，预应力技术在我国高层建筑转换层中的应用也在不断增多。2.3 应用于孔道铺设。在铺设预应力筋孔道时，要在支架钢筋上放置相应的波纹管，并进行定位操作，在进行定位时要按照准确的坐标要求对预应力钢筋进行焊接，为了保证孔道的通畅，要使用钢筋来绑扎好支架钢筋与波纹管，避免在进行混凝土浇筑时出现浮移等情况。除此之外，为保证孔道的牢固连接，应使用加大的波纹管螺旋在根波纹管之间进行连接，并利用专用的胶带对其进行严密的密封包。2.4 应用于安装施工作业。预应力筋的穿束一般通
6、过人5/14 工的方式来进行，在进行施工的过程中，为了尽可能减少波纹管与预应力筋之间的磨损和碰撞，应该采用软布或胶带将穿束端进行包裹，在完成预应力穿束工作之后，应该对波纹管的情况及时进行复查，一旦发现破损等情况，应在第一时间利用胶带将其缠好。2.5 应用于混凝土浇筑。在完成预应力筋的穿束工作后，相关人员应对各个管线的数目及位置进行核实检查，并对其进行科学合理的调整。此外，还应做好相应的隐蔽与验收，混凝土的浇筑应在各类施工步骤达到一定的要求标准后进行，在浇筑过程中，波纹管与振动棒之间应保持一定的距离，否则极有可能会造成波纹管被破坏而漏浆的情况。对于梁柱的节点等相对比较重要的部分，务必要选用直径较
7、小的振动棒对其完成最后的操作，从而避免出现蜂窝现象而引发一系列的故障。在对混凝土进行震捣密实的过程中，必须要严格控制钢筋的张拉区以及密集区，防止出现质量隐患。在完成浇筑过程后，要对混凝土进行一定的养护管理，从而尽可能保留其表面的湿润程度，避免6/14 出现因水分蒸发而出现裂缝等质量问题。3 加强高层建筑预应力施工技术应用的方法 3.1 原材料质量的严格控制。在项目施工的过程中，预应力筋是其中一种极为重要的材料，只有其质量得到了一定的保证，才能使结构的稳定性以及施工的正常进行得到绝对的保障，当然这更要求相关人员在进场的过程中，将相应的抽样调查工作做到位，同时还要求供应商提高真实有效的检测报告以及
8、合格证明，严禁将不合格的产品带入施工现场。3.2 建筑结构内部预应力的合理控制。通常情况下，预应力技术的应用主要会在建筑结构的内部得到体现，因此，只有做到对建筑结构内部预应力的合理控制，才能使该技术的作用得到充分的发挥。在施工过程中，相关工作人员应不断加强对施工设备以及材料的检查与监督，从各个方面出发来进行高层建筑施工的开展工作，将细节处理到位。例如要保持墙体与结构梁面的固定距离，从而使建筑结构内部预测力的控制能够得到保障。3.3 建筑整体结构7/14 的科学管理。对于高层建筑整体结构预应力技术的应用，要进行科学的管理和控制，即在进行预应力施工时，要充分控制好预应力筋机的使用以及预应力筋下料的
9、管理，依照相关的施工方案严格地展开相应的施工作业。同时，针对某些过程比较复杂困难的施工内容，要在全面探索具体数据的基础上，做到对整体建筑结构稳定性的提升。在应用预应力技术的过程中，只有确保整个结构的稳定性能够达到相应的水平，才能使整体的施工质量得到绝对的保证。4 小结 1 基本原理 利用压力柱自身的重力及机架配重供给的反作用力将预制柱压入土中，这样的程序被称为沉柱工艺，是静压柱法施工的核心内容，该工艺由静力压柱机的压柱机构完成。一般情况下，静压预制柱被运用在砂性较轻的软黏土层及高压缩性黏层等软土地基。沉桩时，桩尖会对土体造成冲切破坏，周边桩孔受此影响出现不均匀水头，进而产8/14 生超孔隙水压
10、力，改变了土体结构，让桩周一定范围内的土体的抗剪强度变弱，使得土体严重软化产生黏性土，土体稠化产生粉土及砂土，最终造成了土体重塑现象，使得预制柱打入地基土层的工艺更加容易进行。2 应用特点与常见问题随着时代的发展与技术的进步，静压预应力管桩技术的发展很快，使用这门技术进行工程建设，不仅可以提高效率、缩短施工工期，而且产生的污染也比较小。因为这项技术具备污染小、效率高、质量优及操作工序简单等优点，可以满足城市建设工程对于文明环保施工的要求，因而获得了较广泛的应用。但是静压预应力管桩施工技术还存在一些不足，具有挤土效应，影响地下管线和周围建筑，因此边桩的中心位置要尽量距相邻的建筑物远点；对施工场所
11、的地耐力有一定要求，因为当在积水浸泡过、淤泥土、新填土的场所施工时容易造成陷机，因此，对于表土层不达标的场地，在施工前要进行处理；压桩力及夹持力大于规定标准就易破坏管桩柱身；在土层中干扰较多的区域施工，容易造成斜桩乃至断桩的现象。3 应用要点 3.19/14 工程案例某多层工业厂房，总用地面积为 65237m2，总建筑面积为 101340m2，混凝土框架结构，基础形式为桩基础，抗震设防烈度为 7 度，设计合理使用年限为 50 年。该工程桩基础采用静压桩法施工，管桩型号 PHC-600(AB)-130，设计桩长为 1422m，单桩竖向承载力特征值为 1400kN。3.2施工场地处理为了施工技术能
12、得到充分的发挥，在施工场地准备时需要注意:清理好整个的施工场地，包括拆迁物的搬运、地下管道的迁改、地上障碍设施的清理等，保证地面的平整及地面承载力能满足桩机行走要求；结合施工进度，需要在各个时段准备好应有的设施、材料及设备器材的防滑处理等；计划好各种材料的用量，测量各种数据及进行设备器材的安全检查。3.3 施工测量放线根据施工图绘制布桩图，利用钢尺和全站仪测量出每排路基边桩及桩位轴线的数据，然后放样逐桩中心，每一个桩位处还需用熟石灰作出圆形标记，将小木桩放在圆心的位置使该标记醒目，最后还需测量人员进行放样数据的记录，在验收合格之后方可进行施工。施工前，测量人员还要进行桩10/14 位复测、校核
13、，偏差要控制在规定范围内，同时以 m 为长度单位标记。3.4 施工技术交底参与施工的所有工作人员需进行一次会议，对质量、安全、技术、管理规定、文明施工及工期目标等各方面进行交底，并且做出书面记录，签订合同。3.5 桩机就位为确保施工中不出现沉陷现象，就要先对表层土质进行试压，对于部分软土层场地可利用换填处理的措施加大其承载力。检查部件及仪表是否正常，按照顺序进行打桩，调整桩机。3.6 管桩的进场验收堆放管桩时应选取平整的场地，通过二点法使用软垫作为支垫，构建出可放置管桩的地区。管桩堆放高度不得超过 4 层；有特殊情况时，如桩位周围将要进行施工，则需单层放置并且还要设支垫。要对管柱进行分类，不同
14、规格不能放在一起，以免运输过程中出现差错。现场调放好的管柱需用采用平板车及吊机相结合的方法托运；如条件不允许，可换用拖拽形式，但需要采取一定的保护措施，防止损伤端头板套箍。3.7 吊桩与插桩利用车辆吊装人工配合的方式，使静压机精准地卡入桩，然后抵达桩位，这一过程需要专人11/14 指挥协调，在插桩的过程中一般要保证入土 3050cm，最后还需进行调校。在沉桩工序中需要专人时刻关注桩的进尺变化，当遇到突发事件时，如桩杆偏移、遇地质层有障碍物等情况时，快速找到应对策略，调直桩杆。修正桩的角度问题在桩静压过程中不容易完成，所以在最初放置时就应该正确放置。第一节插入地下的管桩尤为重要，因此要确保其保持
15、正确的位置和方向。压桩进行时应仔细检查，发生偏差时立即纠正，倘若无法纠正时就需要将桩拔出重新校准。采用垂直角的方法来校准桩的垂直度，即用两个方向（互成 90）的经纬仪使导架保持垂直。3.8 压桩利用压桩油缸将桩压入土中，该过程被称为压桩，这个过程是主机的压桩油缸通过行程之力来完成。不同型号的压桩机，其压桩油缸的行程也不尽相同，一般为 1.52m，在下压过程中，桩进入土壤约 1.52m，重复进行四个步骤:松开夹、上升到一定高度、再夹、再压柱，直至达标。一节桩压至距离地面近 1m 时，就可实施上一节桩的接桩步骤或直接利用送桩器将桩打入标准深度。在压桩的整个过程12/14 之中，需要有专人进行详细的
16、数据记录。3.9 接桩和送桩静力压桩沉桩过程中的接柱，在预应力钢筋混凝土管桩的接桩过程中使用电焊焊接接头，采用该方法需要两位焊接工人一起工作，并且要同时施焊，焊接时采用的设备为两台交流电焊机（21kVA）。焊接工作完成以后需要 15min 以上的自然冷却时间，最后便可以实施沉柱。静压桩送桩时，使用的是专业的送桩仪器及钢制送桩器。在送桩的过程中，当桩顶离地面非常近并且需要进行送桩的时候，应检查桩头质量及测量出桩子的垂直度，各方面条件合格后才能进行下一步工作；若场地上部分桩的长度小于 15m，或桩端存在风化软质岩，就可能要进行复压。3.10 截桩与终止送桩当 PHC 管桩没有到达设计桩顶标高或者管
17、桩露出地面的时候，就需要进行截桩。截桩时必须用专门的截桩器，禁止使用器物横向敲击或强行扳拉截桩。桩被压到设计深度及试桩过程中测定的深度，桩尖至设计持力层后，压力表就显示出读数，倘若压力表上的数据达到试桩时测量的数据并且被业主方、监理方、设计方三方认可，就算完成13/14 压桩，即可停止压桩。4 质量标准与控制措施 4.1 强化管桩质量验收加强质量验收主要从两个方面入手，一方面是对产品质量进行检测，另一方面是预应力钢筋混凝土管桩验收。本次工程使用的管桩必须具备生产商家的合格证明、产品说明及相关的质量检测资料。桩身混凝土的强度必须100%达标，才可以进场进行验收，对于桩身弯曲超过 L/100或20
18、mm 的管桩一律不验收，并且不能进入施工现场。4.2控制桩体垂直度在检验管桩的垂直度时，对于检验出来的问题管桩，及时进行上报处理，避免出现因强行调整管桩角度而造成管桩断裂的问题。4.3 控制接桩焊接质量管桩接口焊接时需要调平接口，两位焊接工人同时焊接，保证对称，且焊缝均匀。焊接完毕后还需冷却 15min，才可实施静压沉桩施工。冷却后的焊缝需要清理检查，倘若发现焊缝有缺陷，要重新施焊、修整，确保焊接质量。5 结语文章围绕静压预应力管桩在城市建设工程中的应用，讨论了静压预应力管桩的施工准备、操作方法和注意事项等。相信经过以上的介绍，大家对静压预应力管桩施工技14/14 术及质量控制措施也是有了一定的认识。欢迎登陆，查询更多相关信息。综上所述，作为目前最主流的城市建筑，人们对高层建筑的质量要求也在逐渐提高。因此，相关的企业应该不断加强对高层建筑施工技术的学习以及掌握能力，从而使高层建筑的质量能够得到保障。作为当前施工技术中最常用的技术之一，预应力技术的应用对高层建筑的质量产生极大的影响作用，因此相关的施工单位更应该不断拓宽技术学习的渠道，积极引进相应的技术，加强对相关技术的应用，使人们在建筑方面的需求能够得到满足，进而使企业的核心竞争力得到绝对的提升。以上就是城建高层建筑结构施工探索相关介绍，想了解更多的相关信息，欢迎登陆进行查询。