预应力混凝土管桩技术施工研究

【摘要】预应力混凝土管桩指的是一种通过离心合成、蒸汽养护和预应力技术制作而成的预制钢筋混凝土管桩，是混凝土预制的成品内新工艺和新技术相结合的新成果。由于此类管桩具有施工时间短、施工工艺简便、抗震性能好、造价低及质量保证等诸多优点，进而被各类工程广泛使用。特别是在各地建筑行业都不断发展的今天，随着建筑行业和经济水平的发展，预应力混凝土管桩的应用逐渐开始在建筑工程中占据主力地位，因此对预应力混凝土管桩技术施工的研究具有现实且重要的意义。

【关键词】预应力混凝土 管桩 技术施工

中图分类号：TU37文献标识码： A 文章编号：

【引言】随着国际社会的科学技术正在不断的提升，其对于工程的应用技术也在不断的提升当中，预应力混凝土管桩在工地施工方面有着非常广泛的应用并且本身具有设计对地基要求不高，管桩本身质量十分可靠保证，工程使用中用时比较短暂，环保等明显优点。所以在一些特定的工程中，都会使用预应力混凝土管桩代替钢管桩，因为这样能够获得更好的效果并且同时取得好的经济效益和社会效益[1]。特别是到了我们国家九十年代，在该时代背景下我国的预应力管桩生产和工程应用得到了空前的大发展，所以这样就会导致其预应力混凝土管桩的制造和实际工程的生产量也大幅度增加，其中对于此类管桩的大量的使用办法与其相关的设计和施工方法的分析也大量产生出现，所以目前预应力混凝土管已经渐渐代替了大部分施工工程所需的材料。

1.预应力混凝土管桩施的工作流程

1.1施工前的测量放线

此过程要求测量人员利用控制点和轴线控制网进行测量并放出准确的桩位，同时施工人员要进行复核跟踪，并进行记录，待工程结束之后进行归档整理。具体的测量桩位放线步骤可以分为如下步骤：

（1）按照设计图纸中控制点与桩位位置的相对关系，测量人员需要计算出各项放样的数据，之后把计算结果交由施工人员进行复核审查。

（2）施工人员依照控制点与桩位位置的相对关系，自行对放样数据进行计算，将结果与测量人员所提供的数据进行校对，需复查无误后才可实施放样。

（3）当把经纬仪在控制点上架设之后，可以通过对前、后的视点零度线调整的运用，可以采用已经得出的桩位数据和极坐标方法进行准确的放样。

（4）待施工人员在进行放样工作结束之后，应使用经纬仪对已经放好的桩位进行复核，确认复核数据与计算数据无误后才可开始施工。

（5）在放样完成之后，应在工程的桩点位置中心按照管桩的直径大小画出圆圈，以保证后期施工中的对中和插桩[2]。

1.2进场后管桩的堆放

堆放预应力混凝土管桩的场地必须坚实、平整， 且管桩的堆放层数应低于5层。在设置承受木垫的过程中，如使用三点支撑，则支撑点应分别放在距离管桩长度两端的0.15倍和中点处；若使用两点支撑时，其位置应设置在距离桩长两端的0.21倍处。需要注意的是，每层所设置的垫木都应该在同一水平面上，且不同层间的垫木要保持在一个垂直线上。

1.3预应力混凝土管桩的起吊

在起吊之前，管桩需首先固定在桩机之上，起吊时应进行牢固捆绑且起吊点满足力学的原理要求。一般而言，起吊点可以设置在距离桩顶0.2米处，管桩与吊索之间必须增加衬垫，而且管桩与吊绳之间所保持的夹角应不小于15度[3]。

1.4预应力混凝土管桩的就位与初步加压

通常情况下，可以使用附加在桩机之上的吊钩和起重臂把管桩运送到位于桩机中部的圆形竖向夹具当中，进而通过夹具与管桩直径、弧度相吻合的夹片和液压系统把管桩固定在装架上。当管桩就位之后，对于第一节管桩的初步加压可以使用移动桩机。当标识地面桩位的点与管桩的中心点对准，且管桩一端初步压入土地内至管身初步稳定之后，才能够进行校正垂直度的正式沉桩作业。、

1.5预应力混凝土管桩的接桩

接桩的方法可以分为机械的结头连接和端板的焊接连接两类。目前所普遍使用的是焊接连接的方式，当正在下压的管桩距离地面位置位于0.5米至1米时，吊起上节管桩，在与此管桩完好对接且复核垂直度无误之后方可实施焊接，等到焊缝大致冷且焊接符合要求之后，才可以继续进行沉桩施压工序，直至施工过程完成。

需要注意的是，接桩、送桩、沉桩过程应该采取连续的模式进行，并且按照相应的地质资料和管桩的实际长度进行合理安排，防止桩端在进入持力层时进行接桩问题的产生。

1.6预应力混凝土管桩的沉桩记录和成桩

在进行沉桩记录的过程中需要记录如：入土深度、垂直度、各节管桩的长度、管桩的就位记录、贯入度、接桩长度以及桩顶最后标高所对应的压力值等等参数，随后可以完成成桩。在此过程当中，如果需要使用送桩器进行成桩时，应把高出地面的管桩截出后，方能将机位移动到下一个桩位。

2.预应力混凝土管桩施工过程中常见的问题与处理方法

2.1沉桩时无法达到设计要求

管桩的施工过程一般是将最终的贯入度和标高当作施工最终的控制，通常情况下，是以控制标准为主或作为参考，但有时在沉桩的过程中还是无法达到最终要求的沉桩控制设计参数。

2.1.1原因分析

造成此类问题产生的原因主要有两种：

（1）实际工程的地质与地质资料之间存在偏差，造成配桩的长度不准确，进而产生沉桩无法达到相关设计要求控制值的问题。例如：贯入力、桩顶标高、终压力等数值存在偏差。

（2）基于设备出现故障等因素，使得在沉桩过程的突然中断时间较长，管桩周围的阻力增大，进而使得沉桩难以达到持力层的设计要求。

2.1.2解决方法

在面对此类情况时，首先要查明工程项目所在地的地质情况，在必要时，可以进行地质的补充勘察，进而选择合理的成桩和持力层的有关控制数值，另外，还可以按照现场的有关施工要求选择合理的成桩设备。当在沉桩施工的过程中发生突发的异常情况时，必须要冷静分析问题产生的原因，并找出对策，切忌对压桩力进行盲目增大，防止管桩本身出现断裂。

2.2相邻管桩桩头出现位移或上浮

此类问题是指在进行沉桩施工的过程当中，与之相邻近的管桩可能因为受到挤土效应的影响而产生的桩身横向位移或上浮现象。

2.2.1原因分析

这类问题可能的引发因素包括以下三类：

（1）在施工过程中，由于桩位受到挤压而造成标志丢失或位置偏离，进而而成管桩位置的错位过大。

（2）进行沉桩施工的行车路线或沉桩顺序不合理。

（3）由于预应力混凝土管桩属于挤土桩，在进行沉桩施工的过程会出现因挤土效应而产生的地面突起，特别是当施工土层是桩位数量较多、管桩距离较密集、饱和性软土时，土地因为受挤压达到极限的密实度后而产生向上隆起，后进行施工的管桩便会造成向上的拉力，从而使得与其相邻或先前施工的管桩出现上浮或横向偏移的情况。

2.2.2解决方法

如在施工过程中发现此类问题时，使用取土引孔压桩法可以有效地对此类问题进行解决。

所谓取土引孔压桩法是指，在设计的管桩位置上螺旋钻机进行取土引孔后马上将管桩压入。在土体压缩性能较差的施工环境下施工时，引孔孔径应该比管桩直径小50至100毫米，深度要控制在管桩长度的30%之内，而且要保证压桩工序的同时进行，进而达到防治因地下水深入而造成的管桩端头土地承载能力下降或塌孔等问题的产生。

另外，在安排桩机移动线路和沉桩顺序时，应该坚持“先长后短、先集中后分散”、“先中心后周围”的顺序进行压桩操作和施工。如果按照此类要点采取措施之后依旧无法阻止偏移或上浮现象的发生时，则应该考虑原装复压等措施，在必要时可以讨论调整管桩之间的设计距离。

3.结语

鉴于科技的发展和工业化进程的加速，预应力混凝土管桩的施工技术的广泛应用也将逐步受到各方面的重视。随着对预应力混凝土管桩的施工经验的不断积累、设计的不断完善以及对预应力混凝土管桩的不断研究，其在实际使用中的水平与技术也会不断优化，在今后的工程建设当中也将产生更强大的经济效益。

【参考文献】

[1]谭启厚.高强预应力混凝土管桩施工技术[J].施工技术,2008.

[2]王离.预应力管桩基础设计应注意的问题桩基施工技术[M].北京:中国建材工业出版社, 2009.

[3]马琳琳.预应力管桩的设计与施工[J].山西建筑,2009.