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【摘 要】预应力混凝土使用性能良好,经济效果显著,因而被广泛应用于桥梁及大型承重构件上.但由于预应力混凝土生产工艺和材料的固有特性等原因,预应力筋的应力值从张拉、锚固直到构件安全使用的整个过程中不断降低,这种降低的应力值称为预应力损失.

【关 键 词】建筑地基；管桩处理；液压打桩锤

随着经济建设突出猛进的发展,预应力混凝土管桩特别是高强预应力混凝士管桩广泛应用于住宅等民用建筑的建设中.预应力混凝土管桩既适用于多层建筑,也适用于高层建筑.特别是近十年来,市区周边高楼大厦的建设如雨后春笋,高强预应力混凝土管桩更是在lO层到30层高层建筑中得到大量应用,倍受施工各方的青眯及推广.目前,高强预应力混凝土管桩已经成为1O层到30层高层建筑的常用桩基础之一.为确保在预应力砼管桩施工质量,借助性能先进的设备和确保施工过程的规范作业,是工程旌工得以顺利实施的根本保障.为对建筑地基现阶段施工技术有一个全面了解,本文将借助我市某一建筑工地实例,对运用液压打桩锤进行预应力砼管桩施工的技术管理进行举例说明.

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1概念分析

液压打桩锤属于冲击式打桩锤,按其结构和工作原理可分为单作用式和双作用式两种.所谓单作用式是指冲击锤芯通过液压装置提升到预定高度后快速释放,冲击锤芯以自由落体方式打击桩体：双作用式是指冲击锤芯通过液压装置提升到预定高度后,从液压系统获得加速度能量来提高冲击速度而打击桩体.这也分别对应着两个打桩理论,单作用液压打桩锤对应重锤轻打理论,以较大的锤芯重量、较低的冲击速度、较长的锤击作用时间为特点,桩锤每击贯入度大,适应各种形状和材质的桩型,损桩率低,尤其适合打混凝土管桩.双作用液压打桩锤对应轻锤重打理论,以较小的锤芯重量、较高的冲击速度、较短的锤桩作用时间为特点,冲击能量大,最适合打钢桩.我公司于2005年引进液压打桩锤(下简称液压锤)以来,共计完成大小施工项l1个,本人根据液压打桩锤在这些项目中的实际旌工情况,现总结其部分特点,以供参考借览.

2场地适用性

液压打桩锤对于场地的适用性,针对于同样施工预制桩的静压桩机.其施工特点主要包括在以下四个方面：

2.1对地耐力的要求

液压锤桩机总重80吨,两条履带板的面积为1O平方米,则液压锤打桩机对地表的地耐力要求为80×10／lO等于80Kpa,如辅助铺设2×6米钢板3块,则对地表的地耐力要求可以进一步减小为80×10／(2X6X3)等于22.5Kpa.静压桩机(以ZYJ-420静压桩机为例)总重为120-420吨,大船接地面积为1.2x13.5x2等于32.4平方米,小船接地面积为4×3×2等于24平方米,则静压桩机对地表的地耐力要求最小为120×1O／24等于50Kpa,最大为420×10／24等于175Kpa.

以沈阳市某住宅小区楼房地基基础处理为例,场地面积为平方米,地表地耐力小于30Kpa,局部甚至小于25Kpa,鉴于场地地表高程与开槽后的地表高程相符,且对地表硬化处理的费用较高,甲方不准备进行处理.我公司应用液压打桩锤机进场进行施工,顺利完成施工任务,为甲方节省一笔处理费用(包括内运渣土、硬化处理、开槽后外运渣土等),得到甲方的认可和好评.

2.2对工作面的要求

液压锤机可以对距临近建筑物最小0.6米的桩进行施工,而静压桩机(同样以ZYJ-420静压桩机为例),则对工作面要求为横向最小距离3.5米,最小纵向距离为5.8米.即使对于带有边桩器的静压桩机,其最小距离也不小于0.8―1.O5米,且压边桩时,最大压桩力不足额定的50％.同样以上述所列工程为例,在工程投标前,甲方为便于场地内材料运输,在场地外围距边桩2米处,修筑一条高出地表0.5米的临时道路.2米的距离,不能满足静压桩机对工作面的要求,而完全能够满足液压锤机对工作面的要求.

2.3对地表标高的要求

静压桩机的工作原理和操作方法,要求所施工的预制桩桩顶必须低于地表,否则桩机不能移动.但是,鉴于场地等各种原因,经常会出现桩顶高出地表的情况.此时液压锤则完全可以胜任.以沈阳市某房建工地为例,工程中要求有超过1／3的桩顶标高高于地表.我公司采用液压锤顺利完成施工任务.

2.4穿透硬土夹层的优越性

在预制桩施工中,还经常会遇到预制桩需要穿透粉土夹层或透镜体到达下一个持力层.静压桩机在遇到上述问题时,往往施工困难,需要采取特殊的施工措施(钻机引孔、特殊桩尖等)完成施工.而液压锤则可以很好的完成施工任务.在我公司所承接的某房建基础工程处理项目中,原计划均是采用静压桩机施工,后在施工中发现相对于穿透硬土层,经常出现压不动或者将压桩力超出桩身的极限承载力而压碎预制桩的情况.后变更为锤击桩施工,均顺利的完成施工任务.

3打击力的可控性

打击力的控制主要针对予柴油打桩锤.柴油锤的打桩原理为：依靠卷扬将锤芯提吊起一定高度后将锤芯自由下落,由此产生的冲击力对雾化柴油进行压缩,使柴油爆燃,爆发后将锤体顶起再自由下落的往复过程.其要求就是底下的锤身(锤身下面是预制桩)需要给锤体足够的反作用力才能压缩雾化柴油,否则柴油锤就不能爆发,不能正常工作.而提供足够反力的就是预制桩,而预制桩是否有足够的反力,则需要看地下土层的软硬.工程实践表明,在大连沿海地区一带,地表以下1O米以内基本上均为淤泥质土,不能提供足够的反力使柴油锤正常工作,看起来就像强夯打桩旌工.柴油锤工作表现为越硬的场地,打

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相对于柴油锤的工作原理,液压锤则能够很好的解决这个问题.液压锤工作采用液压动力站提供动力,采用电子系统控制液压系统,可以无级调速的控制打击次数和打击力.液压锤具备8个档位,同时,液压锤头自重14吨,相对于淤泥质土层,可以利用锤头自重将桩压入地下：如压入困难,则可以开启液压锤,低档打击.遇到硬土层则可以加高档位,提高打击力度,从而顺利施工,并且完全杜绝溜桩现象.

4成本对比性

成本对比,相对于静压桩机,主要有三方面因素：①运输成本.液压锤的运输成本是固定的,只是随运输距离的大小浮动：静压桩机的运输成本包括固定的桩机运输成本和浮动的配重运输成本,同时随运输距离的大小浮动；②沉桩速率.液压锤的沉桩速率受地质条件影响较大,进入持力层越深,沉桩速率越低：静压桩机的沉桩速率受地质条件影响较小；③动力来源.静压桩机采用电能工作,受电价浮动影响：锤击桩采用柴油为动力,受燃油价格影响大.液压锤与静压桩机的成本对比,通过对5个工程成本核算的综合对比,基本有如下关系：液压锤的单延米成本略高于静压桩机,静压桩机的单延米成本略高于柴油锤.

5环保要求的对比性

依据静压桩机、液压打桩锤、柴油打桩锤的工作原理可以看出,相对于噪声和震动,静压桩机的环保优越性高于锤击桩：相对于废气污染,液压打桩锤的环保优越性高于柴油打桩锤.

通过应用证明,采用液压打桩锤进行预应力混凝土管桩施工,不仅可以大幅度缩短施工工期,而且还可以降低土建的工程费用.目前,液压打桩工艺技术已相当成熟,考虑到预应力混凝土管桩是目前高层建筑基础处理中的主要形式,从这一方面来讲,其未来应用前景将会更加的广阔.

参考文献

[1]金舜,我国预应力混凝土管桩的发展现状和发展方向探讨[A]：预制混凝土木桩学术论文集[c]．2010年．

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