静压管桩在现代高层建筑的应用及问题处理摘要:近年来我国的高层建筑迅猛发展，对地基承载力的要求越来越高,静压管桩及预应力管桩和静压法施工的优点在高层建筑工程建设中的应用日益增多。论文首先阐述了了静压管桩的分类并简要的概括了其作用机理，在分析了静压管桩在现代高层建筑的应用的基础上，探讨了静压预应力管桩施工中常见问题，最后提出了针对性建议。关键词:静压管桩问题对策近些年,随着我国高层建筑的迅猛发展，其基础施工尤为重要，静压管桩由于其施工速度快、工期短、满足建筑物对承载力、沉降及沉降差的严格要求、不受季节限制、单桩承载力高及造价低等优点在我国得到了迅速的发展与推广应用。经过近几年实际工程的应用，对比分析了静压管桩的优缺点，总结了其在施工过程中容易出现的一些质量问题同时给出了相应的质量控制措施。1静压管桩的相关概述1.1静压管桩的概念及优点静压管桩桩是指使用静压法施工的管桩。静压法施工是通过静力压桩机的压桩机构以压桩机自重和桩架上的配重作反力而将预制桩压人土中的一种具有发展前景的沉桩工艺（图1）。静压管桩施工时无噪音、无震动、无油烟，环保性强，设计选用范围广。由于管桩外径规格多，单桩承载力可从600kN开始直到4500kN,既适用于多层建筑，也适用于50层以下的高层建筑。在同一建筑物中,还可采用不同直径的管桩，容易解决布桩问题，也可充分发挥每根桩的承载能力，使桩基沉降均匀。单位承裁力造价便宜。管桩每米造价比沉管灌注桩贵，但单桩承载力高；管桩单方混凝土造价比挖孔桩、钻孔桩高,但持力层比挖孔桩钻孔桩浅，所以每吨承载力造价在一般情况下是最便宜的。可以24h施工,无季节性限制，经济效益高，相对于其他桩型具有单位承载力造价低、桩身质量有保障、承台小，施工周期短等优点在高层建筑中，其优势体现的极为明显。施工文明，现场整洁。成桩质量可靠。管桩是工厂化生产，桩身质量可靠,加上耐打性好，只要按施工要点认真操作，成桩质量在各种桩基中是最可靠的。监理检测方便。尤其是采用闭口桩尖，桩长和桩身质量可用肉眼等直接手段进行监测,深得业主放心，也可减轻监理工作强度。1.2预应力管桩的分类(1)按桩身混凝土强度等级可分为：预应力混凝土管桩(代号PC桩)和预应力高强混凝土管桩(代号PHC桩)。前者强度等级不低于C60,后者不低于C80。PC桩一般采用常压蒸汽养护，脱模后移入水池再泡水养护，一般要经28d才能使用；而PHC桩,一般脱模后要进高压釜经10个大气压、180C左右的高温高压蒸汽养护，混凝土强度等级可达C80,从成型到使用的最短时间只需三、四天。(2)管桩桩身抗弯性能或者混凝土的有效预压应力值的大小可分为:A型、AB型、B型、C型。A型的有效预压应力值约为4.0MPa,AB型为6.0MPa左右,B型约为8.0MPa,C型约为8.0MPa。只要桩身有4.0MPa5.0MPa的有效预压应力，打桩时桩身混凝土一般就不会出现横向裂缝，所以，对于一般的建筑工程，选用A类或AB类型桩就可以了。1.3静压预应力管桩的压桩机理静压管桩的压桩是利用压桩机自重和配重做反力，以卷扬机滑轮组或电动油泵液压方式施加在桩顶或桩身上，当施加给桩的静压力与桩的入土阻力达动态平衡时，桩在自重和静压力作用下逐渐压入地基土中。静压管桩压桩的过程也是挤土的过程，在压入过程中造成了桩周土体的复杂运动。当桩尖刺入”土体中时,原状土的初应力状态受到破坏,造成桩尖下土体的压缩变形，土体对桩尖相应产生阻力。随着桩的压桩压力的增大，当桩尖处土体所受应力超过其抗剪强度时，土体发生急剧变形而达到极限破坏，土体产生塑性流动（粘性土）或挤密侧移和下拖（砂性土）,桩尖下土体被向下和侧向压缩挤开，桩继续刺入”到下层土体中，随后桩周土体继续被压缩挤开。2静压管桩在现代高层建筑的应用2.1工程概况场地场区地形基本平坦，地面标高最大值93.14m拟建工程某高层住宅小区中的20层住宅楼建筑平面为矩形，最小值92.28m地表相对高差最大值为0.86m。长66m,宽15m,高度为67m,剪力墙结构。地下室一层。预估基础埋深为4m。建筑场地西侧有低层建筑群，工程建筑施工环境较好。建筑场地所处地貌类型为山前冲积平原。根据区域地质资料，场地内无发震断裂通过，也未发现影响工程稳定的诸如滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用。且场区地形平坦、开阔，场地相对高差较小。地貌类型单一，地层结构较简单，分布较连续，厚度稳定,物理力学性质均匀，地层承载力一般，无不良地质现象分布，综合考虑以上因素,经分析，场区稳定性良好，判定本场地稳定，适宜该建筑物的兴建。2.2静压预应力管桩的工艺流程静压预应力管桩的设计及施工要求。（1）场地平整：清除地表杂物，并填平场地中的坑洼处，必要时用压路机压实表土。并沿场地四周挖沟排水至集水坑进行集中排水。对狭窄路段进行铺垫、拓宽。（2）试压桩:试压桩的数量不得少于2根，确定终压力和桩长，并应校验打桩设备技术性能、施工工艺及其技术措施是否适宜。（3）测量定位:开工前请甲方提供区域内的控制点资料及明确现场控制点具体位置，并及时办理双方交接手续。根据甲方提供的控制点施放轴线和桩位，每个桩点插短钢筋，并做成管桩等径模具，白灰沿模具撒放。到桩机就位后再进行复测。测量定位、放线、复核工作由专人负责，对测量仪器定期检查，做好测量定位放线的原始资料。形成的定位、放线测量成果资料用书面形式报监理和甲方复核检查，轴线偏差不小于1cm,桩位偏差小于2cm,确认后方可开始施工。（4）成品检查:检查预应力管桩出厂合格证和主要质量指标（混凝土强度）,再进行外观检查，同时做好检查记录。经监理验收，并签字认可。对管桩两端应清理干净，施焊面上有油漆杂物污染时，应清刷干净。不合格的桩及时清退出场。（5）探桩:本工程施工场地表层土中存在零星基础和障碍物。施工时根据测量定位点利用同直径的钢管用静力压桩机压穿层素填土层，探明表层土的障碍物，防止桩端堵塞块石、大混凝土块，以便顺利穿过层粉质粘土。（6）吊桩插桩:根据每孔设计桩长选择每节桩长和压桩顺序并编号。利用桩机自身超重机按编号顺序吊桩就位再用夹具持桩对准测量定位点插桩入孔内。（7）校正垂直度：调校管桩的垂直度是沉桩质量的关键，必须高度重视。插桩在一般情况下入土50cm80cm停止压桩，然后进行垂直度调校。（8）压桩。压桩过程设双向经纬仪或线锤校验压桩的垂度，确保压桩垂直度偏差以及上下节桩中心线偏差不超过规范要求。（9）接桩:接桩前，再次复核桩位，请监理部门验收，及时校正。压桩前检查各部件和电源情况，以防止中途停机过长，土体固结不能施压而造成废桩。（10）送桩:本工程中绝大部分管桩桩顶标高都在地面以下，送桩深度比较深，为将管桩压到设计标高，需要采用送桩器，送桩器用钢板制作，长8m11m。（11）装卸、堆放:管桩堆放场地应平整坚实。桩应按规格、桩号分别叠放，堆放支撑点应设在吊点处，并保持在同一横断平面上，各层垫木应上下对齐管桩堆放场地应平整坚实。桩应规格、桩号分别叠放，堆放文承点压设在带点处并保持在同一横断平面上，各层垫木应上下对齐，堆放层数不宜超过两3静压预应力管桩施工中常见问题及质量控制3.1静压预应力管桩施工中常见问题（1）桩身上浮。在软土地基或含较厚粘土层、淤泥质粘土、含泥砂土等地层，当静压管桩施工过程中，桩与桩周土间的挤压作用，在桩周土层形成超孔隙水压力，土体向桩周发生较大的侧向位移和隆起现象，在淤泥层较厚或桩距较小时尤为明显，从而直接把邻近已施工的桩身带出而使桩身上浮。桩身上浮会影响桩的承载力，因此必须重视这个施工质量问题。（2）压桩倾斜。在地下不远处存在障碍物及在老城区改造工程中就建筑物基础未清理干净的情况下，管桩在初压时就会产生较大幅度的桩端走位和倾斜的质量问题。（3）挤土效应。静压管桩属于挤土桩，在贯入过程中将使下部土体侧向移动，地表隆起,这必将对已入土的邻桩产生径向压力以及垂直方向的上拔力，从而使得邻桩弯曲，上浮以及倾斜等一系列的后果。若周围存在建筑物以及地下埋有管线时，则挤土效应同样会对其产生影响。因此，静压管桩施工过程中的挤土效应这一质量问题必须给予相当的重视。3.2管桩施工质量控制（1）对于进场的预制管桩，需检查其出厂合格证,原材料试验报告是否齐全及其所用的焊条是否满足要求，桩身的质量是否满足设计及施工规范要求，其中包括桩身混凝土标号、配筋、壁厚、出厂前的养护时间等内容。（2）桩机进场前，必须保证施工场地的平整性，尽量将地下障碍物清除（如孤石或旧的基础）。对于地质变化部位要在图纸上作出相应的标记，以便观察管桩的桩头是否有超送，少送等质量问题。施工时，桩身垂直度必需严格控制在规范规定的0.5%以内。桩机反复校垂对中，接桩后必须二次校垂，同时用一台经纬仪随机控制；对于每根桩的桩顶标高，必须要做到根根采用水准仪抄测；对于斜桩、偏桩、桩顶标高达不到设计要求，以及桩头压爆、超送，少送等质量问题的桩，要及时与设计单位联系，出具合理的补救方案。（3）压桩过程中，桩身必须始终保持垂直。施工时应在距桩机约20m处，成90方向设置经纬仪各1台，检查桩身垂直度并记录。（4）在施工前，先详细的研究地质资料，选择有代表性的三个桩位，进行试桩，第一条连续压到设计极限单桩承压力，第二、第三条只压到设计值的60%左右,（每入m读取压力值）,停机30min60min后复压，记录复压值（吨位）。等待7d15d后进行静压试验，由建设、设计、勘察、监理单位人员参加，合格后设计部门即可制定本工程的终压条件。4结语总之,静压管桩与其它桩基础相比，具有制作工艺简单、质量容易保证、施工方便且速度快、检测方便，经济效益好等特点，在我国大部分地区得到了广泛应用。本文结合预应力管桩工程实践，探讨了施工中采取有效措施严把质量关，对于预应力混凝土管桩的检测，相信能够更好地指导工程实践，具有一定的借鉴意义。参考文献罗战友静压桩挤土效应及施工措施研究D.杭州：浙江大学,2004.1 荆彦梁，苏二伟.静压管桩承载力分析及其应用J.低温建筑技术,2009(11).2 赵鸿生.PHC管桩静压施工技术及主要技术问题的处理J.西部探矿工程,2006(3):4346.3 陆文军.关于管桩应用若干问题的探讨J.安徽建筑,2002(2):6162.