預制管樁施工方藝

① 預應力管樁的施工工藝

目前房屋的工業與民用建築的樁基礎常用的一般為先張法工藝製作的預應力高強混凝土管樁（即：PHC樁）和預應力混凝土管樁（即PC樁）。這兩類樁適用於非抗震和抗震烈度6度和7度的地區。PHC樁和PC樁按樁身混凝土有效預應力值或其抗彎性能分為A型/AB型/B型/C型四種。

PHC樁一般樁徑有300mm/400mm/500mm/550mm/600mm/800mm/1000mm;PC樁一般樁徑有300mm/400/500mm/550mm/600mm. 管樁水泥宜採用強度等級不低於42.5級的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥。當管樁用於摩擦型樁時樁長徑比不宜大於100；用於端承型樁樁的長徑比不宜大於80。

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一、預應力結構：

在工程結構構件承受外荷載之前，對受拉模塊中的鋼筋，施加預壓應力，提高構件的剛度，推遲裂縫出現的時間，增加構件的耐久性。

對於機械結構來看，其含義為預先使其產生應力，其好處是可以提高構造本身剛性，減少振動和彈性變形。這樣做可以明顯改善受拉模塊的彈性強度，使原本的抗性更強。

在結構承受外荷載之前，預先對其在外荷載作用下的受拉區施加壓應力，以改善結構使用的性能的結構型式稱之為預應力結構。

二、沉樁方法：

管樁沉樁方法有多種，在我國國內施工過的方法有：錘擊法、靜壓法、震動法、射水法、預鑽孔法及中掘法等，而以靜壓法用得最多。

由於柴油錘打樁時震動劇烈、噪音大，為適應市區施工需要，近幾年來我國各地開發了大噸位的靜力壓樁機施壓預應力管樁的工藝，靜力壓樁機又可分為頂壓式和抱壓式，抱壓式是樁機的夾板夾緊樁身，依靠持板的摩擦力大於入土阻力的原理工作。

靜力壓樁機最大壓樁力可達5000-6000kN，可將直徑500、600的預應力管樁壓到設計要求的持力層，從而大大推動了預應力管樁的應用和發展。

② 預應力混凝土管樁施工有幾種方法

預應力混凝土管樁施工主要有錘擊沉樁法及靜力壓樁法最為普遍。
錘擊沉樁法施版工程序：確定權樁位及沉樁順序——樁機就位——吊樁喂樁——校正——錘擊沉樁——接樁——再錘擊沉樁——送樁——收錘——切割樁頭。
靜力壓樁法施工程序：測量定位——樁機就位——吊樁、插樁——樁身對中調直——靜壓沉樁——接樁——再靜壓沉樁——送樁——終止壓樁——檢查驗收——轉移樁機。

③ 常見的預制樁施工方法

常見的預制樁施工方法：靜壓法和錘擊法。
預制樁，是在工廠或施工現場製成的各種材料、各種形式的樁（如木樁、混凝土方樁、預應力混凝土管樁、鋼樁等），用沉樁設備將樁打入、壓入或振入土中。中國建築施工領域採用較多的預制樁主要是混凝土預制樁和鋼樁兩大類。
預制樁的沉樁方法有錘擊法、靜力壓樁法、振動法等。
錘擊法是利用樁錘的沖擊克服土對樁的阻力，使樁沉到預定持力層。這是最常用的一種沉樁方法。
打樁設備主要有樁錘、樁架和動力裝置三部分。
對樁施加沖擊力，將樁打入土中。主要有落錘、單動汽錘、雙動汽錘、柴油錘、液壓錘。
①落錘：
一般由生鐵鑄成，利用卷揚機提升，以脫鉤裝置或松開卷揚機剎車使其墜落到樁頭上，逐漸將樁打入土中。落錘重量為5~20KN，構造簡單，使用方便，故障少。適用於普通粘性土和含礫石較多的土層中打樁。但打樁速度較慢，效率低。提高落錘的落距，可以增加沖擊能，但落距太高又會擊壞樁頭，故落距一般以1~2m為宜。
②單動汽錘：
單動汽錘的沖擊部分為汽缸，活塞是固定於樁頂上的，動力為蒸氣。其工作過程和原理是：將錘固定於樁頂上，用軟管連接鍋爐閥門，引蒸氣入汽缸活塞上部空間，因蒸氣壓力推動而升起汽缸，當升到頂端位置時，停止供汽並排出汽體，汽錘則借自重下落到樁頂上擊樁。如此反復循環進行，逐漸把樁打入土中。單動汽錘的錘重30~150KN，具有落距小，沖擊力大的優點，其打樁速度較自由落錘快，適用於打各種樁。
③雙動汽錘：
雙動汽錘
雙動汽錘
雙動汽錘的沖擊部分為活塞，動力是蒸汽。汽缸是固定在樁頂上不動的，而汽錘是在汽缸內，由蒸汽推動而上下運動。其工作過程和原理是：先將樁錘固定在樁頂上，然後將蒸汽由汽錘的汽缸調節閥進入活塞下部，由蒸汽的推動而升起活塞，當升到最上部時，調節閥在壓差的作用下自動改變位置，蒸汽即改變方向而進入活塞上部，下部汽體則同時排出。如此反復循環進行而逐漸把樁打入土中。
④柴油錘：
柴油錘是以柴油為燃料，利用柴油點燃爆炸時膨脹產生的壓力，將錘抬起，然後自由落下沖擊樁頂，同時汽缸中空氣壓縮，溫度驟增，噴嘴噴油，柴油在汽缸內自行燃燒爆發，使汽缸上拋，落下時又擊樁進入下一循環。如此反復循環進行，把樁打入土中。根據沖擊部分的不同，柴油錘可分為導桿式、活塞式和管式三大類。導桿式柴油錘的沖擊部分是沿導桿上下運動的汽缸，筒式柴油錘的沖擊部分則是往復運動的活塞。
樁架
支持樁身和樁錘，將樁吊到打樁位置，並在打入過程中引導樁的方向，保證樁錘沿著所要求的方向沖擊。常用的樁架形式有以下三種：
①滾筒式樁架：
行走靠兩根鋼滾筒在墊木上滾動，優點是結構比較簡單，製作容易，但在平面轉彎、調頭方面不夠靈活，操作人員較多。適用於預制樁和灌注樁施工。
②多功能樁架：
多功能樁架的機動性和適應性很大，在水平方向可做360°旋轉，導架可以伸縮和前後傾斜，底座下裝有鐵輪，底盤在軌道上行走。這種樁架可適用於各種預制樁和灌築樁施工。
③履帶式樁架：
以履帶起重機為底盤，增加導桿和斜撐組成，用以打樁。移動方便，比多功能樁架更靈活，可用於各種預制樁和灌築樁施工。

④ 預制樁施工中管樁的施工方法

管樁應按「大錘打大樁、小錘打小樁、重錘輕擊」的原則選擇機具及進行施工，施工過程中常會出現以下兩種情況：
（1） 錘型選擇合理，但由於施工方一來擔心樁承載力達不到設計要求，二來結算時按管樁施工總長計算，故導致施工方將貫入度控製得很小，造成對管樁施打過度而造成損壞。
（2） 錘型選擇不合理，採用小錘施打大直徑樁或高承載力樁，當管樁進入土層一定深度後，小錘已無法再將管樁打進，而施工人員若經驗不足就會認為已達到收錘標准而停止施打，使樁承載力達不到設計要求。
只有在開工前制定詳細全面的試樁計劃，通過試樁選取合適的機具和施打參數，制定合理的施工方案，施工中嚴格控制，才能保證管樁施工質量，同時試樁中採用PDA進行監控對機具和施打參數的合理選取具有良好的指導作用。
合格的選材
選用的管樁應具有合格證、檢驗報告等技術資料，進場時應嚴格檢查其外形尺寸和外觀質量等，對有裂縫、崩角等較大缺陷的管樁應嚴禁使用，進場後的堆放和施工時取樁都應注意方法以免損傷管樁。
樁頂標高的監控
當樁密度較大，樁周土壓縮性較低，強風化埋深較淺且起伏較大時，先期施工的管樁容易被擠拔，致使樁承載力大為下降，甚至無法滿足設計要求，在擠土效應較明顯的場地，應進行樁頂標高的控制，發現異常應及時處理。
襯墊和機具垂直度
無彈性襯墊或厚度不足，機具傾斜，樁錘、樁帽與管樁重心不在同一直線上，造成打樁時樁身橫向抖動，是管樁施工中的常見現象，容易引起樁基質量問題，施工時應盡量避免。管樁施工時樁帽和樁頭之間應設置彈性襯墊，且壓縮後的厚度不宜小於120mm，應經常檢查機具的垂直度，樁錘、樁帽和管樁重心應在同一直線上，同時應密切注意貫入度的變化，對質量有懷疑的樁做好記錄作為檢測備選樁。
樁接頭及樁頭的焊接
焊接前端頭板未清理干凈、焊縫不飽滿、冷卻方式不對、冷卻時間不足，會造成樁接頭及樁頭焊接不牢，直接影響樁身質量及樁的耐久性。焊接前上下端頭板應用鐵刷子清刷干凈，坡口應刷至露出金屬光澤，焊接時宜由2—3名焊工對稱進行，焊接層數在2層以上，焊縫應飽滿，自然冷卻後再施打，冷卻時間不少於8—10min，嚴禁水冷或焊好即打。
配樁及送樁
因鑽探孔之間有一定距離，故地堪報告反映的持力層位置往往精度受到限制。對樁長估計不準確容易導致以下情況：
（1）當樁尖進入持力層後需進行接樁，因樁周土具有歇後恢復性能，故接樁後再打時貫入度已達到收錘標准，但此時管樁實際並未進入理想持力層；
（2）原估計管樁再往下送1—2m即可收錘，結果用送樁器送完樁後卻達不到收錘標准，但樁已無法再打。上述兩種情況都會造成樁承載力降低，為避免此類問題產生，施工中應用低應變檢查每根樁的樁長，與地堪報告進行對比，找出持力層起伏分布規律，及時調整配樁長度。
土方開挖對管樁的影響
管樁施工完畢且檢測合格後就進入土方開挖環節，某些施工單位未制定可靠的開挖方案，鉤機上去就開始挖土，工地常可看到管樁上留有鉤機劃痕的情形。其實土方開挖是相當重要的施工環節，稍不注意就會導致嚴重後果，場地內若存在較厚淤泥層，則開挖不當易引起淤泥流動，對管樁產生側向推力，造成樁傾斜甚至斷裂等事故。