预应力混凝土管桩技术施工要点分析

【摘要】随着建筑施工技术的不断发展，预应力混凝土管桩技术成为施工当中最重要的技术措施之一。预应力混凝土管桩技术施工步骤主要有定位、起吊、打桩、接桩等，并且其能对相关构件进行预先施加一定的荷载应力，提高建筑结构刚性等特点，预应力技术以其独特的优势，广泛的运用到各个施工项目中。因此对预应力混凝土技术的分析以及探究其施工的质量，有利于维护建筑安全质量。

【关键词】预应力；混凝土管桩；施工要点

1.前言

随着社会的不断进步，建筑工程的规模性也随之不断的扩大。同时也带动了高效的建筑施工技术的研发。预应力混凝土管桩技术是一种特点鲜明的施工技术，在我国的各大型高层建筑、道桥建设等均有运用。从我国具体的施工情况来看，预应力技术还没有受到广大的技术人员足够重视，在施工时由于质量问题引起的生产成本高、经济效益低等问题。文章通过对预应力混凝土管桩技术进行分析，结合施工要点，使预应力混凝土管桩技术在我国能够得到更广泛的应用。

2. 预应力混凝土管桩技术概述

2.1预应力混凝土管桩基本内涵

预应力混凝土管桩是在预制厂经过如下几道工序，先张预应力、离心成型、高压蒸养等成型的一种空心环形同截面的预制混凝土构件。按混凝土强度等级分混凝土管桩可分为预应力高强混凝土管桩（即混凝土强度等级不低于C80）和预应力混凝土管桩（即混凝土强度等级不低于C50）。

2.2预应力混凝土管桩的特点

预应力混凝土管桩同传统的预制桩型相比主要特点详情见表1

表1. 预应力混凝土管桩与传统预制桩型特点比较

预应力混凝土管桩 传统预制桩型

桩身强度高，单桩承载力高 桩身强度低，单桩承载力弱

抗弯抗剪抗裂性能好 抗弯抗剪抗裂性能较差

穿越土层的能力较好 穿越土层的能力较差

成桩质量可靠 成桩质量不可靠

单位承载力造价低 单位承载力造价高

施工方便快捷，施工周期短 施工方便复杂，施工周期长

抗震性能强 抗震性能弱

2.3预应力混凝土管桩的适用条件

预应力混凝土管桩运用范围广，主要运用于含有软土、粘性土、人工填土、粉砂、细砂、粉土、中砂等覆盖层的地区，粗砂、圆砾、砾砂、风化岩是持力层的优先选择。不宜使用预应力混凝土管桩的地质条件有：较多孤石以及障碍物的地层、基岩上无适合作为管桩持力层的石灰岩地区、管桩又难以贯穿的坚硬的夹层、松软地层突变到特别坚硬的地层。

2.4预应力混凝土管桩技术的现状

在欧美地区，预应力技术应用的十分普遍，预应力技术也是很成熟的。而我国的预应力技术虽然在上个世纪60年代已经出现，但只是为了特定的工程需要而开展的，直到上个世纪80年代才在我国广东省推广。预应力混凝土管桩全国生产约2000万米，该技术在广东省取得了瞩目的成果后，该技术在上海、江苏、浙江、广西、福建等地开始推广。

3. 预应力混凝土管桩的作用理论

预应力混凝土管桩的初始负载是在其上部产生一种垂直的应力以及发生弹性形变，同时逐渐往其下部传递，产生阻力，使得混凝土管桩处于弹性压缩状态。伴随着负载应力的不断增加，如果其垂直的力传到混凝土管桩底部时，混凝土管桩端部的土层因受到压力的作用变的密实，且变形力度加大。如果静压负载混凝土管桩的阻力增加，混凝土管桩的顶部的侧阻力最先达到极致，则其对应的负载增大，抗力摩阻减小，混凝土管桩端阻力变大，导致混凝土管桩的端土出现可塑性，进而提高了混凝土管桩的承载力。

4. 预应力混凝土管桩的设计方法

我国当下对预应力混凝土管桩的设计还未有形成统一的规范。而在上海、广东、浙江、等地只有地方规范。而实践证明，这些地方编制的规范不够成熟、全面，不能作为推广全国的标准。对于刚开始采用预应力混凝土管桩技术的省市，只有《建筑桩基技术规范》可供参照，但是预应力混凝土管桩有其独特的的特征，如果按照其他桩型的承载力公式计算得出的承载力的结果一般情况下较实际结果偏小。因此，怎样确定预应力混凝土管桩的承载力显然已成为当今设计过程中最为重要的一个环节。

4.1参照土性参数确定承载力标准值

4.1.1《建筑桩基技术规范》（JGJ94 —94）公式

Rk=upΣqsikli+qpkAp

其中：Rk表示单桩竖向承载力标准值，即kN；

up表示桩身周边长度，即m；

Ap表示桩身横截面面积，即m2

大量的数据表明按照此公式计算的最大荷载普遍累计下降10mm到15mm之间，并且在最后二、三级荷载相互作用下，下降力度有减少的的趋势。这表明这些混凝土管桩的承载力没有达到极限值，且承载力的安全储备较大。

4.1.2《应力混凝土管桩基础技术规程》公式（广东）

Rk=upΣηsiqsikli+ηpqpkAp

其中：ηsi表示第i层侧阻力的修正系数，通常在0.08到1.10之间；

ηp表示端阻力修正系数，通常为0.09到1.35之间；

对于一般的桩来说该公式设计的结果与实际相吻合，但对于短桩（8m～14m）来说，则计算结果相对较小。且该公式具有明显的地域特性，不具有照搬的可能性。

4.2通过试验方法确定承载力标准值

4.2.1静载荷试验的方法确定承载力标准值

由静载荷试验的方法确定的承载力的标准确实可靠，缺点是试验的费用高昂，同时试验的周期较长。该方法一般适用于当工程桩的数量较多或者是施工场地的地质状况复杂的情况；如果该省市没有任何管桩的应用经验，那么静载荷试验法应该是首选的方法。

4.2.2高应变动力试桩结果估算承载力标准值

目前高应变动力试桩结果估算常用的分析方法主要有CAPWAP和Case两种方法。其主要优势是方便、快捷，试验的成本低。该方法适用于经验成熟的地区。

5.预应力混凝土管桩的施工要点

预应力混凝土管桩在进行施工时需要注意的要点见表2

总之，伴随着当今各种建筑设施的不断发展，预应力混凝土管桩技术，作为一种简单而又行之有效的一种桩基施工技术，俨然已经在当今各大型建筑工程的地下连续墙、深基坑支护等基础工程中广泛运用。对预应力混凝土管桩技术的研究以及提出施工质量控制对策，优化施工技术，有利于实现现代建筑基础工程的质量安全。

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