摘要：由于预应力管桩具有质量高和较大的单桩承载能力等一些优点，从而在基础工程中被广泛的运用。在一些地质条件不良的地区合理的采用预应力管桩，可以有效的提高地基的承载能力。当前，对于预应力管桩的沉桩施工，主要有静力压桩法和锤击法两种施工方法。本文将通过具体的工程实例来对预应力管桩的静力压桩法和锤击法两种沉桩方式的施工工艺进行具体的探讨。
关键词：基础；预应力管桩；静力压桩法；锤击法
1.引言
随着经济的发展，预应力管桩得到了非常广泛的运用，当前主要的预应力管桩施工工艺有两种：①静压法施工；⑦锤击法施工。静压法施工是指通过静力压桩机械用机械自身的重力以及机械上的配重反力把预制的预应力管桩压入土体中的一种沉桩施工方法。静力压桩法自上世纪五十年代在我国的沿海地区开始使用，至上世纪80年代，由于静力压桩法低污染、低噪音、沉桩速度快等特点而得到了大力的发展，时至今日，静力压桩法已经成为了预应力管桩沉桩施工中最为重要的施工方法。而锤击法是通过桩锤的冲击克服管桩周边土体对桩的摩擦阻力，从而使桩体沉到设计深度或者持力层的一种沉桩施工工艺，它也是当前运用的非常普遍的预应力管桩沉桩施工方法。本文将根据具体工程实例对这两种施工工艺进行探讨。
2.工程概况
某大型住宅工程的桩基工程采用预应力混凝土管桩，由于工程地质条件的因素，预应力薄壁管桩采用静力压桩法施工工艺，预应力厚壁管桩采用锤击法沉桩施工工艺。预应力管桩共计312根，其中静力压桩法管桩209根，锤击法管桩103根。桩长大约为45-55m，共分为4节桩，每节桩的长度约为12-14m，所有管桩都为摩擦端承桩，根据设计要求，桩端进入持力层50cm，预应力薄壁管桩单桩的竖向承载力设计值为1660kN，预应力厚壁管桩单桩的竖向承载力设计值为2235kN。
3.施工准备
本工程基础含一层地下室，在沉桩施工之前，先对施工范围内的场地进行平整，利用推土机和挖机配合对场地内部的障碍物和耕植土进行清除并铺塘渣，使平整后的施工场地有利于管桩运输车辆的行驶及打桩机械的正常移动。然后根据施工图纸的轴线、坐标、各控制点桩、轴线桩等进行测量放线。并规划好施工机械活动范围。施工时采取先打桩施工后土方开挖的顺序。
4.沉桩施工
4.1沉桩施工技术措施
由于本工程对预应力混凝土管桩施工的沉桩方法采用了静力压桩法和柴油冲击锤沉桩法。故而采取的一系列施工技术措施有：
（1）对于预制的预应力管桩的质量必须要符合相关设计以及施工规范的要求；
（2）在施工过程之中要做好施工记录和现场观测，即要按照已定的桩点进行打桩，又要在打桩过程之中详细地对各种施工作业做好记录。此外，在打桩过程之中，要对周边的建筑物的沉降或者上升情况进行详细的观测，避免因为打桩施工对周边建筑物造成的不良影响；
（3）管桩的接头处理必须要符合相关的设计及施工规范要求，对于送桩压力一般不应超过桩体本身的允许压力的1-2倍，且桩位的任何一方偏差都不得大于10cm：
（4）在沉桩施工过程之中，为了防止预应力管桩对周边土体产生挤土效应，应当合理安排打桩顺序，一般为可从中间向四周或从一侧向另一侧进行施工，若在施工过程中发现过大的挤土效应时，可采用限制沉桩速率、周边设置土体应力释放孔或者立即停止沉桩施工，待到土体的孔隙压力降低到允许值之后，在进行施工；
（5）在沉桩过程之中应当要加强对地下管线以及临近的建筑物的保护和监测。
4.2施工工序
4.2.1静力压桩法
静力压桩法在沉桩过程之中，桩尖（或桩身）直接使土体发生冲切破坏。由于孔隙水受到冲剪挤压作用而产生不均匀的水头，从而产生超孔隙水压力，对土体造成扰动，使土体出现重塑现象，由此方能使桩体被连续的送入土体中。在压桩过程中一旦发生停顿，土体的空隙水压力就会消散，桩身周边的土体就会发生固结现象，尤其是已经扰动了重塑的土体强度会发生恢复，造成土体与桩身的摩擦力增大。故而在沉桩过程之中一定不能够有长时间的停顿现象发生。在静力压桩时，压桩流程为测量定位→压装机就位→吊装喂桩→桩身的对中调直→静力压桩→接桩→送桩→停止压桩→土方开挖（及截桩）。
（1）测量定位，一般情况下而言，沉桩施工之前在桩位处插入一根短筋用以初步定位，由于打桩机械在移动的过程中会使表层土体及短筋有一定的位移，故在桩机基本就位打桩之前要对该桩位进行重新的测量定位，并使打桩机械精确就位；
（2）吊装喂桩，由于本工程采用的预应力管桩每节桩的长度为12-14m，故而可以通过静力压桩机自行喂桩，不需要配备有专门的接卸进行吊装喂桩。在喂桩过程中，应当要注意第一节桩为带有桩尖的桩，吊装方法采用的是单点吊装法，接桩之前需检查桩端锚板是否有变形松动，并清理锚板上的异物；
（3）桩身的对中调直，现场指挥员将管桩缓缓的降至离地面10cm左右，然后微调压装机使得桩尖与桩位对准，在桩身压入土体之中1m左右，对桩身的垂直度进行调整，确保偏差不大于0.5%；
（4）压桩，压桩时启动压装机的卷扬机（或液压油缸），将桩缓慢的向下压，控制好压桩速度，不得大于2m/min，保持压桩荷载的稳定。并在沉桩过程中，对桩身的垂直度进行实时的监控，一旦发现偏移就必须立即采取措施进行纠正；
（5）截桩，由于地质原因，会有部分管桩桩顶标高不能送至设计标高，对于高出设计桩顶标高部分的必须进行截桩，截桩过程中需用专门的截桩器，严禁有较大敲击或者横向撞击发生，在地下室土方开挖过程中，对此类桩尤其要加强管理，严禁挖土机械对桩身的碰撞及侧向土体压力对桩身的挤压。
4.2.2锤击法
在正式的锤击施工之前首先选择一定的具有代表性的桩，进行试验，并依据施工工序制定一个科学合理的应对方案。在正式打桩之前首先对预应力管桩的桩头位置的混凝土以及桩端锚板的质量进行仔细的检查，若发现有质量缺陷应进行及时的更换。 （1）桩机就位，本工程采用的是柴油锤，通过经纬仪从两个相互垂直的方向对桩机进行观测，确保桩机的中心线与设计的桩位是在同一个垂直线上，且偏差值不超过规范要求的偏差值；
（2）预应力混凝土管桩插桩，在管桩的沉桩过程中对桩的垂直度修正比较的困难，故而在桩身就位时要进行认真的安放，当管桩插入土体中1m左右时，检测桩身的垂直度，并开始轻轻的试打，若有较大的偏差发生，必须要及时的拔出，待校正垂直度之后，在进行下一步的操作；
（3）锤击，由于本工程所在场地的浅层土质比较的松软，初次锤打时可能会发生较大的沉降，因而宜采取轻打法。待到沉桩的进一步深入，则可提升柴油锤的落锤高度，在整个打桩过程中，应当要尽量的保证桩身、桩锤和桩帽在同一条垂直线上。避免预应力管桩受到偏心锤打，必要时应当要将桩架和桩锤安装桩身的方向进行调整。当桩下沉比较困难时，应当要及时检查桩锤有无偏心，或者桩垫桩帽是否合适，如有不适应当及时更换。且在每一根桩的捶打过程中进行连续锤打，不中断，避免土体固结而增大桩身与土体问的摩阻力。
4.3接桩
无论是采用静力压桩法还是采用锤击法方法对预应力管桩进行沉桩，在沉桩过程中都必须要进行接桩。为了施工简便，本工程对静力桩和锤击装都采用焊接接桩。在接桩过程中应当要确保上下两桩在同一条轴线之上，且确保错开锚板间隙在允许的误差之内。
焊接过程之中，采用电弧焊，焊条采用E43，在焊接之前要对上下端锚板进行除污去锈，在确保端口都干净之后方才进行焊接作业。焊接接桩时，应当要保证下一节桩的高出地面60-80cm，确保焊接操作的方便，焊接应当要对称、分层、连续、均匀的进行施焊，对于根部必须要焊头，且焊接的道数不得小于两道，每道焊在焊接之前必须要引弧，并加强焊接的始端和终端的接缝处理。对于接桩的外观质量，要保持平整顺直。
4.4施工记录
在打桩过程之中，要详细的记录每打入1m的锤击数、桩身的偏斜、最后10击的平均贯入度以及最后1m的锤击数。且在打桩过程之中，随时的记录周边建筑物的沉降或者上升情况。
5.结束语
对于预应力管桩，由于质量可靠，且单桩的竖向承载力高，从而被广泛的运用，在一些地质条件不良的地区合理的运用预应力管桩，可以有效的保证建筑物地基的承载力。因而，在管桩的沉桩施工过程之中，一定要掌握好施工工艺，了解施工的操作要点，以确保施工质量。
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