维普资讯 http://www.cqvip.com 《交通工程建设》２００６年第一期 ３８ 预应力砼方桩预制施工工艺简介 朱其敏 （中交二航局四分公司 安徽芜湖 邮编２４１００９） 摘要：以四分公司裕溪口施工处预制生产为例，介绍先张法预制预应力钢筋砼方桩的主要生产工艺方法和质量控制要 预制工艺质量控制 关键词：预应力钢筋砼方桩１前言 预应力钢筋砼方桩广泛应用于水工高桩式码头基 础。施工中一般在预制场内采用先张法预制成型。砼强 度满足设计要求后水运到施工现场由打桩船施打并展开 上部结构施工。具有施工快捷、受现场施工条件制约少 等优点。高桩式码头为长江干线中下游地区最常用。随 着水运事业开发。四公司裕溪口施工处的预制桩生产业 务发挥了传统水工项目优势的支柱作用，在未来相当时 期还将大有可为。 本文以 预应力钢筋砼方桩的主要生产工艺和质量控制要点。 ２常见预应力砼方桩结构类型 常用预应力钢筋砼方桩按结构型式有实心桩和空心 桩之分。当桩长在３０ｍ以内，常用实心桩；桩长超过３０ｍ 用空心桩。为沉桩需要，空心桩的桩头和桩尖部分常做 段实体，有射水沉桩需要时，可在桩头、桩尖实心部 分预埋射水口。 一图１预制场平面布置图 维普资讯 http://www.cqvip.com 《交通工程建设》２００６年第一期 实心桩和空心桩一般采用５００ｍｍ×５００ｍｍ～６００ｍｍ ×６００ｍｍ方形截面或相应尺寸的多角形截面。桩身长度 在２５ｍ至６０ｍ之间。 ３预制现场平面布置及配置 裕溪口施工处预制厂区占地约５万平方米，位于长 江北岸裕溪口港区．南邻芜湖港裕溪口煤码头作业区， 北接其贮木场作业区，东临长江．岸线长３１０米。原设 计年产量为１．５万立方米砼，近年来经逐步改造目前已 具备４万立方米砼年生产能力。 桩构件采用露天台座生产方式。布置为三个成型区： 一区、三区为预应力墩板式长线预制桩台座，长分别为 １４０米、１３０米。二区长９３米，为预应力梁板预制区， 每区布设了９条张拉线。 ３．１平面布置图 平面布置图见图ｌ所示。 总平面布置特点：因地制宜，合理布局：生产区、堆 存区、砂石料堆场沿地形长方向顺岸布置；工艺流水依 次由北向南顺向而行，层次分明：搅拌站位于最北端， 向南依次为生产成型区、堆存区、龙门吊横移区、转向 盘、出桩码头，构成合理流水；廊道出运砼工艺合理， 与其他工艺不发生干扰：砼拌合物自搅拌站出来后，在 三个成型区北端通过输送廊道横向运输并向各区砼高架 输送车布料 因廊道比台座短，这样廊道车总是在等待 高架车 ３．２主要设施设备配置 场地车闻 占地面积 设备名称 数量 名称 （ｍ） 生产成型区 ６０００ ７５ｍ／ｈ搅拌站 １座 构件堆存区 １００００ ８０ｔ龙Ｉ＇１吊 ｌ台 砂石料堆场 ４０００ ５００ｔ千斤顶 ６台 钢筋车间 ３０００ ２００ｔ龙门吊转盘 １座 木工车间 １０００ 出桩码头 １座（１６５０ｔ级） ８０ｔ龙Ｉ‘１吊横移车 ｌ台 ４主要工序施工工艺和质量控制 ４．１预制生产流程 生产流程见下图２所示。 ４．２各主要施工工艺方法和质量控制 ４，２，１布桩 因预制桩长规格不尽相同。每批次生产任务下达前 均应按桩长规格，根据各区生产线情况，结合构件需求 的具体要求统筹安排每条生产线的布桩数ｊｔ。以在满足 供桩要求的前提下最大限度提高生产线利用率，同时布 桩结果直接决定了钢筋主筋成型长度。 例：主筋成型长度＝（生产线长一拉杆长一连接器长） ／单条生产线桩根数 以一区为例，生产线长１４０．１米，现配拉杆长４．９米， ３９ 连接器长０．１２米，著一条线布置３根桩需使用４组连接器： 则主筋成型长度＝（１４０．１—４．９—４×０．１２）／３＝４４．９１米。考 虑单根桩主筋外露长度和作业空间要求一般取１．５米，则 此种情形可单条线同时预制４３．５米桩３根。其它情形可 参照推算 ４．２．２钢筋 钢筋主筋采用ｏ‘２５冷拉三级钢筋，规格一般为单根 桩８根或１２根。箍筋和其它构造钢筋采用一级、二级钢 筋常规加工。 钢筋来料除进行常规力学及工艺性能检验外。主筋 需另行测定其冷拉伸长率值。要求该值稳定在３．５％ ５％ 之间。根据来料冷拉率值和钢筋成型长度控制主筋下料 长度： 下料长度＝成型长度／（１＋冷拉伸长率）×（１一回缩率） 回缩率在０．３％～０．４％之间，一般取０．３％。 主筋采用闪光对焊后经冷拉至成型长度 人工运至 生产线南端绑扎成型后，由龙门吊整体吊入生产线。 钢筋需严把原材料检验关。控制好对焊质量并按规 定频率抽检。严格执行测定的冷拉率值，绑扎注意扎点 牢靠避免吊运变形，固定胶囊的限位钢筋要定位准确以 免导致胶囊偏心超标。 ４．２．３张拉 钢筋笼吊人生产线 钢筋笼连接、张拉 １支立侧模板穿胶囊、充气 Ｉ 起吊至堆存区 图２预制生产流程图 维普资讯 http://www.cqvip.com 《交通工程建设）２００６年第一期 钢筋入模后，将一条线上桩主筋间用连接器连接好。 连接器采用对拼式半圆形套筒连接器（图３） 为便于连 接，拉杆及主筋端头都对焊一节经墩粗处理的锚头杆， 俗称“大头”（图３）。大头在预应力放松后，按桩外露主 筋长度要求切割下可反复周转使用。 大头 器 图３ 钢筋连接 每生产区台座张拉端设一张拉小车作为工作平台． 可沿生产线横向移动。张拉采用２台５００吨千斤顶主筋 同时张拉（见图４）。 张拉控制以应力控制为主。伸长率校核。为减少预 应力钢筋松弛影响，应适当超张拉。 张拉过程应注意以下事项：在作业台座周围。特别 是两端范围，不得有人员逗留；张拉作业人员也应在两 端侧面操作，以防钢筋突然断裂伤人；检查连接器是否 处于良好工作状态ｌ可用比控制应力低的张拉力，反复 拉、松预应力钢筋几次。以消除钢筋与拉杆、连接器的 非弹性应变，并在张拉当天浇注砼。 图４ 张拉小车 ４．２．４模板 张拉完毕即可支立侧模。施工中也有先合上侧模待 张拉结束再行调整固定。 一区采用弹性模板，三区采用普通组合钢模。弹性 模板是利用钢材在弹性极限内受力后可恢复原样的特点 制作而成。一般采用４～５ｍｍ厚钢板整体冷作轧制成型。 模板一侧固定，另一侧用调节杆在弹性范围（０～５ｃｍ左 右）内自由调节。可减少支、拆．提高工效，而且有效 解决了裙角漏浆问题。 桩顶面不平整垂直、桩尖不在桩身轴线是可能导致 桩顶破坏或沉偏位的原因之一。支立模板在确保断面尺 寸符合要求的同时，特别要注意严格控制桩顶的平整度、 垂直度和桩尖的顺直和居中度。 ４．２．５胶囊 胶囊一般在钢筋入模后即可通过人力麻绳牵引穿 好，胶囊的拨出口必须设置在桩尖部位。模板支立完毕 浇注砼前用小型空压机充气。一根桩胶囊充好气约需４０ 分钟，气压０．３～０．４ＭＰａ。在砼浇注过程应巡查胶囊气压 情况，对有缓慢露气、跑气的注意适时补气。 每根桩桩身要设置一处抽拔口，抽拔口必需设在桩 尖处。胶囊应在砼初凝后及时放气抽拔。采用砼浇注小 车牵引麻绳人力配合缓慢抽出，并立即用高压水将附着 在表面的水泥浆洗刷干净以备下次使用。抽拔过程应专 人操作，统一指挥。麻绳要捆绑牢靠，经常检查及时更 换。 高温季节砼初凝时间短，胶囊抽拔相对困难。特别 是遇到意外情况或故障导致砼浇注时间较长时。在不能 顺利抽拔时通常采用灌水、局部开孔等办法。但在极端 情况下效果不是很明显。有职工依据高速气流产生负压 吸气原理设计了一种充压排气装置，可在ｌＯ分钟左右最 大限度排尽胶囊内气体，取得较好应用效果。 ４．２．６砼及养护 作为施打过程中受拉应力控制的细长构件，砼方桩 对桩身砼及其强度的均匀性要求非常高。 砼设计标号Ｃ５０，细集料采用细度模数３．０～２．３的中 砂，粗集料采用２０ｍｍ～４０ｍｍ连续级配碎石，力求采用 早强高效的配合比设计。 砼由自动计量控制的搅拌站拌和，时间不得少于规 定的搅拌时间。拌和物通过廊道车沿成型区北端横移至 浇筑区布料点，再由高架小车直接从空中运输至相应生 产线浇筑点下料。浇筑时每条线设两个浇筑点相向交叉 下料。应注意分两层下料 每个浇筑点设Ａ５０振动棒２ 台。雨天应从每根桩模板中部向两侧分开下料，以利排 出底模内少量积水。 砼采用露天自然养护。以往采用麻包覆盖养护，在 历年春秋季昼夜温差较大时．部分桩身砼表面出现竖向 细微温度裂纹，严重者可沿桩周贯通。预应力钢筋放松 后目测无法再看见。近几年冬季改用土工布外裹彩条布 双层覆盖。其他季节用土工布覆盖后洒水养护。充分利 用土工布的良好保湿性能和彩条布的不透气保温性能， 取得明显改观。 ４．２．７编号、放松、切割 砼浇注次日便可放松或拆除侧模，并按构件生产日 期规格数量在桩身编号和登记台帐。 砼强度达到设计强度的７５％～８０％方可放松预应力。 常温季节三天能够达到放松强度。由实验室检测经与现 场同条件养护的试块达到放松强度即可书面通知放松， 切割。 放松采用锲形放松器。锲形放松器由三个锲形钢质 块组成（图５）。放松时仅需拧松顶部螺母，让中间锲块 向上滑移即可。其操作简便平稳。使用期间滑动面应涂 抹黄油或机油以保持润滑。 维普资讯 http://www.cqvip.com 《交通工程建设 ２００６年第一期 图５ 锲形放松器 放松完毕用乙炔气割按桩外露主筋长度要求切割钢 筋。由于构件与底模间存在一定的摩阻力，从放松端到 非放松端，各构件的放松程度是依次递减的，因此切割 应从放松端向非放松端依次进行。在切割每根桩一端钢 筋时．也应先切割预压应力较低区钢筋。后切割预压应 图６ 夹具 ４ｌ 力较高区钢筋．且须对称切割，以防砼出现裂纹。 ４．２ ８起吊、堆存、出运 钢筋切割完毕，即可由龙门吊起吊出生产线．腾出 底模并清理后吊钢筋入模进入下一流水。 因桩身不设吊耳，起吊时先用如图６示夹具将桩脱 离底模置于生产线间的砼支墩，再用钢丝绳捆绑桩身吊 运至堆存区具体存放地点。桩的存放以三层为宜，底层 搁置在统一浇筑平整的砼支墩上，以上各层采用 ｌＯ＊１５ｃｍ枋木按４～５ｍ间距多点支垫。各层垫木应上下 对齐。 出运时，由龙门吊经横移车（见图７）上转向盘转 ９０。至出桩码头，装驳船由水路运出。装船除按照现场 使用先后次序要求外．应遵循同类规格先生产的先出运、 后生产的后出运；先用的放上层、后用的放下层。逐层 装船；以及先用的放两侧 后用的放中间，先中间后两 侧、对称装船的原则。 图７ 龙门吊转盘
