预应力管桩施工技术在工程建设中的应用

摘要：预应力管桩技术具有施工速度快，无噪音、无污染，施工过程中对桩体无震动破坏等优势，2007年进入西安以来，在高层建筑基础施工中得到越来越广泛的应用，施工中我们应严把每一个环节，并做好施工质量通病的预防措施，打造精品工程！

关键词：建筑基础；预应力管桩；施工技术

中图分类号：TU74文献标识码： A

一、预应力管桩施工技术概述

预应力管桩与灌注桩相比具有自身优点，管桩工厂化生产，产品质量易于控制和检查，施工速度快，成桩质量比灌注桩有保证，施工现场噪音小、对环境污染小、振动小，对周围建筑物影响相对较小。但管桩基础是在地下施工，隐蔽性和技术性都很强，在预应力管桩的施工前和施工过程中，对其进行严格的质量监理，才能极大地保证工程质量安全。

预应力混凝土管桩施工质量的影响因素是多方面的|：

1、桩本身质量问题：

a.预应力管桩属于高标号混凝土（C80以上），不但混凝土的胶凝材料要达到标准要求，骨料的强度也同样要达到标准要求，西安地区石子骨料强度较好地区为泾河石子。

b.端板的材料强度和张拉时的力一定要控制好，否则会造成端板不平，施工是会造成桩底部实力不均容易爆桩和焊接时缝隙较大无法施工等问题。

c.在制作时模板合缝一定要严并清理干净，否则离心时混造成桩身有蜂窝麻面。

2、施工方面：

a.静压成桩

当桩尖插入桩位后，压桩油缸伸程，待桩入土至0.5-1.Om时再次校正桩的垂直度和平台的水平度，确保桩的纵横双向垂直偏

b.接桩

管桩接桩采用钢端板焊接法。在桩端头埋设端头板，四周用一圈坡口进行电焊连接。当底桩桩头露出地面0.5-1.0m时沉桩暂时停止，进行管桩接长。方法为先用钢丝刷清理干净接头上的泥土、铁锈等，再将一个特制的接桩夹具扣在底桩桩头上，将待接的上节桩吊入夹具内就位，调直后，在剖口圆周均匀对称点用电焊焊上4～6点，上下节桩固定后将夹具卸掉后再分层施焊，焊接层数应不小于2层，确保每层焊接厚度均匀、饱满、连续，焊接完成需自然冷却8-10min后才能继续沉桩。

c.送桩

接桩完成并正常施打后，应结合设计及试打桩时确定的各项指标来控制是否采取送桩。送桩前，严禁桩锤的导向脚伸出导杆末端，管桩露出地面高度应以0.3-O.5m为宜。送桩前在送桩器上以米为单位，并按从下至上的顺序标明长度，采用单点吊法通过打桩机主卷扬吊钩将送桩器喂入桩帽，在管桩顶部放置一块厚薄均匀的桩垫，将送桩器下口套在桩顶上，用仪器将桩锤、送桩器、桩三者的轴线调整在同一直线上。送桩完成，及时将空孔回填密实。

3.地质方面

有些地质不太适合使用混泥土预应力管桩，如a.在管桩有效长度内有50CM以上的钙质结合层管桩无法穿透。b.有超过1M的砂层并且砂层在地下水位以上，引孔不成功的。c.有暖石或飘石的地层。

任何阶段稍有不慎，就会出现质量事故或质量隐患。高层建筑基础工程中需要从多个方面，全过程管理预应力混凝土管桩施工质量控制，以求得到良好的施工效果。

二、预应力管桩的特征

管桩工地机械化程度高，现场秩序整齐，不会像钻孔灌注桩工地的泥浆满地流的情况，工人也不会到处抽水和运土堆土，可以一天24小时连续施工。

管桩的施工速度快，每台打桩机至少可以每台班打桩20根左右，因此使得工程的建设工期缩短，节省了时间，能够降低工程的造价。

因为持力层的起伏变化大，所以其地质适应性强，并且管桩的规格不同，可以进行灵活的搭配，满足施工要求，在施工现场，施工人员可以根据根据需要调整接桩的长度，节省用桩的数量。

管桩的运输和吊装比较方便，接桩较快，桩节的长度一般在15米以内，并且桩身有预压应力，所以在管桩起吊时，只要用特制吊钩勾住管桩两端就可以将管桩吊起来。

三、预应力管桩的施工技术的应用

1、材料进场

在预应力管桩施工过程中，采用的混凝土必须具有强度大、稳定性高的特点，所以在混凝土材料进场时，在材料进场时，要着重检查混凝土的抗压强度有没有达标，管桩表面是否存在裂缝，桩端面是否平整，桩身的弯曲度是否符合要求，管壁的厚度和桩的外径是否符合要求。其次，还要检查管桩的检验报告和合格证。

2、运输、堆放和起吊

预应力高强混凝土管桩在运输和堆放时，应考虑自重和支点设置变化可能在桩体内产生影响桩身质量的大小不等的内力。要求堆放管桩的场地必须平整、坚实，并应有排水措施；底层管桩均应按设计要求设置垫木，并挡以楔形木防止滚动。管桩堆放层数应符合设计要求，严禁层间垫木上下错位设置。管桩应按计划分批进场，分类堆放，并应结合施工总平面图和打桩顺序，在不影响桩机行走情况下，尽量靠近打桩区域堆放，以避免二次倒运桩等。

3、施工时挤土效应和振动影响

在沉桩时，往往由于四周土体结构受到扰动，改变土体应力状态，而发生挤土效应。再加上在施工过程中，桩接头较多，布桩过多过密等等，会加剧挤土的效应，因此，必须采取一定的措施控制挤土效应和振动。

首先，要合理控制布桩的密度，如果管桩的桩距较密，就要采取预钻孔沉桩方法。其次，要合理控制沉桩的速率，一般为1m＼min左右，再制定沉桩的流水路线，先压持力层比较深的桩，后压持力层比较浅的桩。再次，当管桩分布较密集，并且离建筑物比较近时，要从相邻的建筑物的一侧，由近及远进行沉桩，而且还要设置开挖的防震沟和应力释放孔，消除部分的超孔隙水压力。然后，在沉桩的过程中，还要在可能受沉桩影响的范围内布置监测点，加强对临近建筑物和地下管线的监护和观测。最后，要合理控制施工过程中的停歇时间，如果停歇时间过短，那么就会导致摩阻力增大，造成沉桩困难。

4、桩身破坏

在施工过程中，由于斜桩或桩端、送桩杆不平整，桩机的施工压力值过高，桩机擅自移动机架校正桩身垂直度和桩位，桩身材料质量有问题等都可能导致桩身的破坏。

因此，在施工的时候首先要选择合理有效的施工方法，控制好桩身的垂直度，避免产生斜桩；其次，要合理控制桩机的施工终止条件，如果是纯摩擦桩，那么终止条件应该根据设计的桩长来控制；再次，在桩机施工过后，要合理开挖土方和凿桩；还要检查和验收桩身的原材料；最后，如果在施工时出现桩身破坏的情况，那么就应该采取小应变等手段检测桩身情况，确定处理的方法。

5、斜桩问题

出现此问题的主要原因为沉桩过程中桩身垂直偏差太大（大于桩长的0.5%）所致，此外，沉桩时遇到大块坚硬障碍物将桩挤向一侧，或是基坑一次性开挖深度太深，使桩的一侧承受土压力太大也会造成桩身弯曲变形，产生斜桩。解决措施为合理布置桩位，尽量减少接桩，接桩要在桩尖穿过硬土层后进行。接桩前先将下段桩顶清洗干净，加上定位板，再将上段桩吊放在下段的端板上，依靠定位板将上下桩段接直，为免温差过大将焊缝裂开，应3-5min后再沉桩。浅部遇障碍物不能排除时，先用钻机钻孔将障碍物钻穿，将桩植入孔内再沉桩。因基坑开挖方法不当或一次性开挖过深造成的斜桩可通过顶桩的措施予以解决。

结束语

总之，预应力管桩技术具有施工速度快，无噪音、无污染，施工过程中对桩体无震动破坏等优势，在高层建筑基础施工中得到越来越广泛的应用，施工中我们应严把每一个环节，并做好施工质量通病的预防措施，打造精品工程！

参考文献

[1]邓友生，孙宝俊，邬忠强.预应力混凝土管桩的应用研究及发展前景.建筑技术，2013（4）

[2]金舜、匡红杰、周杰.我国预应力混凝土管桩的发展近况和方向.混凝土和水泥制品.2014（1）.

[3]陈天丰.静压预应力混凝土管桩施工质量控制和常见问题的处理.福建建筑.2012（2）