道路工程中预应力管桩施工方法的探讨

张祖勤

摘要：预应力管桩的施工主要采用的是预应力技术、离心成型技术和蒸汽养护的方法进行空心圆柱的混凝土预制桩，是一种新型的施工工艺。这种预应力管桩具有质量良好、施工方便和造价低廉等诸多优点，被很多施工单位广泛采用。特别是在一些城镇化速度比较高的地区预应力管桩在建筑中占据着主导地位，所以对预应力的混凝土管桩的质量控制具有非常重要的指导意义。

关键词：建筑工程、施工方法、预应力管桩

Abstract: The construction of prestressed pipe is mainly used in pre-stressed technology, centrifugal molding technology and steam curing methods hollow cylinder precast concrete piles, is a new construction technology. This prestressed pipe with good quality, convenience and low cost construction and many other advantages, widely used by many construction units. Urbanization, especially in some areas of relatively high speed in the construction of prestressed pipe dominated, so the prestressed concrete pipe quality control has a very important significance.Keywords: construction, construction methods, prestressed pipe

中图分类号：TQ639.2文献标识码：A文章编号：

一、前言

预应力管桩一般是利用预应力的离心成型而形成的环形截面管桩。目前我国采用最广泛的预应力管桩是高强度混凝土管桩。这种管桩按照自身的抗弯矩性能分为A型、B型、AB型和C型，其主要采用的施工方法通常是采样法和锤击的方法。因为这种施工材质和方法具有能够保护环境和施工队周边影响比较小，除此之外，预应力管桩这种施工用具可以极大地提高建筑的承压能力，能够有效地转移和分解单方面大量的承压力，从而能够在很大的程度上提高施工工体的稳定性，所以被得到了广泛的使用和推广。

二、建筑工程预应力管桩的特点

预应力管桩在工程建筑施工的过程中具有非常强的穿透能力和承载能力，而且在施工的过程中对周围环境带来的影响非常小，主要表现在施工噪声小、基本不产生震动和较小的污染程度，保证了工地周边人们的日常生活不受到影响。这种管桩在施工运输方面也十分方便，吊装十分灵活轻便，能够极大地提高施工生产效率。预应力管桩平时最主要的问题是可能会产生挤土现象，这种现象产生的最主要原因就是应力性管桩在施工中不符合实际的施工要求或者没有按照施工程序进行施工，还有一些情况是因为预应力管桩的数量过多导致了压下速度过大，整体密度过高也会引起挤土现象的发生。虽然挤土能够给预应力管桩带来极大的管身的侧面摩擦力以提高单桩的承载能力，但是这也导致了预应力管桩在下沉时候的困难从而造成了整个桩体的上浮，最终减小了预应力管桩的整体承载力。为了能够降低这种效应的影响，可以通过减少施工工程中的停歇时间来完成，这个时间段越长就会产生越大的摩擦阻力，对后续沉桩的困难就会逐渐减小。

三、预应力管桩施工控制要点分析

在进行设置预应力管桩的施工地要符合工程建设的整体条件，施工之前要做好各级建筑物中的障碍清除和场地的整体平整，以实现良好的排水效果，使得在沉桩的过程中以符合原定设计的承载能力，当施工的土质比较松软的时候就应该采用砂石和炉渣进行压实以提高土地承载力，保证最低承载力不低于80KN/㎡。在进行施工之前要选择适当的施工装备，在使用装备的同时要注意对设备的检修，在桩机的重量控制也要有比较严格的要求，这部分的重量一般要大于承压桩压力一倍以上左右。

在沉桩的过程中要合理安排好沉桩的顺序，在进行沉桩的过程中要按照疏密程度和桩的长短和大小进行分次序施工，在施工的同时还要结合实际的施工条件和施工环境以及周边管线的位置进行及时地调整，兼顾好各个方面的施工关系，制定出比较合理的沉桩顺序。

在进行预应力管桩的养护过程中要时刻注意每天的气温的变化，当采用以蒸汽动力为主要动力进行管桩养护时，在沉桩的过程中的养护期不得低于一个月，养护周期咬合设计的周期相符合，桩身的混凝土表温应始终保持小于20摄氏度。在使用抱压的方式进行沉桩的过程中要注意尽量避开沉桩两侧合缝的位置，同时要做到尽量防止抱压的压力过大而产生桩身横向变化的问题，当沉桩过程中预应力管桩发生倾斜的时候应该对预应力管桩采用移动桩架的方式进行管桩纠偏，在纠偏的过程中要尽量做到将桩身拔出，在拔出之后进行故障排除，之后再进行沉桩或者采用其他的方式进行补救。

四、施工质量控制方法与措施

进行预应力管桩沉桩的具体施工工艺流程如下现场定位放线→桩机组装就位→首节桩起吊就位→复核调整桩位→桩端入土→初步加压→检查校正桩身垂直度→正式沉桩→观测校正桩身垂直度→压至桩顶距地面0.5-1.0m时，再吊入上一节桩就位→接桩→继续沉桩→送至设计标高→沉桩移机到下一根桩位。工艺流程见下图1 预应力管桩打桩的施工工艺流程。

图1 预应力管桩打桩的施工工艺流程

在进行管桩测量放线的过程中负责测量的工作人员要通过控制网络进行桩位的准确确定，整个施工的过程要进行全方位的复核，在施工的同时要做好施工记录，在工程竣工后要做好档案的整理和归档工作。沉桩桩位的测量要通过以下几个工作步骤进行施工：测量人员要根据设计图纸的具体要求桩位做出各类需要的数据，同时要将得出的计算结果交给施工测量人员和操作工作人员进行复核审查。工作人员要在施工过程中对控制点和和桩位进行准确的定位以得出准确的放样数据，根据放样的数据和实际测量的结果参数进行仔细的核对，然后再进行复核，在复核无误后进行放样。在测量仪上进行控制方位测定，利用前后的视点对零度线进行调整，同时利用极坐标的计算方法对桩位的数据进行相对准确的放样，在工作人员放样工作完成后利用测量仪器进行复核，对复核的数据核对无误后进行施工。在放样工作结束后，在工程桩设立的位置中心点画出圆圈用来插桩和对中。

管桩在进场堆放的过程中要做到管桩堆的平整和稳定，堆放的具体层数尽量小于五层，堆放的下部支撑垫木主要采用两点支撑的方法进行支撑，在两端五分之一的地方设置支撑点，在三分之一支点应该在两端四分之一长度和中点处设置管桩支撑点。每层管桩的支撑点要保持在同一个平面上，每个垫木要保持在同一个垂直面上。在预应力管桩吊起的过程中要做到管桩固定在桩机上，起吊时要将管桩固定好，起吊的位置要符合力学管理要求，在距离管桩顶部半米处设置吊点，在管桩和吊索之间要设置衬垫，两者之间的夹角要大于45度。

一般在管桩架设的过程中要将起重臂和吊钩将管桩运送到桩机夹具中，通过该设备的液压系统和桩身直径一致的夹具固定好。对于第一个进行移动的预应力桩机通常是采用移动的桩机，在管桩的中点处和标志点进行对应，在管桩一段完成埋入之后要做到管桩的校对，主要需要对管桩的垂直度进行对正，然后进行沉桩。

在分段接桩的焊接板连接采用焊接连接，每一个管桩和上一个管桩施压距离半米到一米时要吊起上一个桩结，同时要做好和下一个管桩的垂直对接工作，在确定复核无误后进行焊接，在焊接的过程中要注意每项工作都要符合设计的要求，在管桩焊接部分冷却之后继续进行沉桩，将这一施工方法一直进行直到整个桩固定工作完成。

在进行沉桩的过程中要注意管桩的很多工作需要的参数，比如进入土壤的深度、管桩的长度以及每个关键点的埋入深度、竖直位置的管桩和地面的垂直度、管桩的接桩长度以及最终顶端高度的压力值和灌入程度等实际施工的工作参数，在对这些工作参数进行审核无误之后才可以进行预应力管桩的沉桩工作，当需要使用送桩设备进行沉桩的过程中要保证管桩的高度能够保证管桩桩身高于桩机，同时能够保证可以顺利移动到下一个沉桩的桩位，详见表1预应力管桩施工质量控制要点。

表1：预应力管桩施工质量控制要点

主控

环节 拟采取的控制措施要点

PHC管桩验收 ①管桩长度：用钢卷尺测量，精确到1mm；②外径：用卡尺或钢直尺在同一断面测定相互垂直的两直径，取平均值，精确至1mm；③壁厚：用卡尺或钢直尺在同一断面相互垂直的两直径上测定四处壁厚，取平均值，精确至1mm；④桩端部倾斜：将直角靠尺一边紧靠桩身，另一边与端板紧靠，测量其最大间隙处，精确至1mm；⑤桩身弯曲度：将拉线紧靠桩的两端部，用钢尺测量其弯曲处的最大间隙，精确至1mm；⑥保护层厚度：用深度游标卡尺测管桩的中部同一圆周的二处不同部位，精确至0.1mm；⑦漏浆长度：用钢卷尺测量，精确至1mm；⑧漏浆深度：用深度游标卡尺测量，精确至0.1mm；⑨裂缝宽度：用20倍放大镜测量，精确至0.01mm；⑩抗压强度、抗弯性能：检查产品合格证。

测量

定位 ①项目部开工前请甲方提供区域内的控制点资料及明确现场控制点具体位置，并及时办理双方交接手续。②根据甲方提供的控制点，施放轴线和桩位，每个桩点插短钢筋，撒放白灰做成明显标记，到桩机就位后再进行复测。③测量定位、放线、复核工作由专人负责，对测量仪器定期检查，做好测量定位放线的原始资料，形成的定位、放线测量成果资料用书面形式报监理和甲方复核检查。④项目部成立专门的放线作业队，以保证施工顺畅和放线质量。

桩身

垂直度 ①压桩时主机手和地面操作人员必须经常观察桩身的垂直度，发现倾斜必须及时调整；②垂直方向放置两台经纬仪，便于控制垂直度，经纬仪应设在不受打桩影响处；③最下节管桩入土50～80cm时停止压桩，调整垂直度后方可继续压桩，不允许只图施工速度一次送到位；④购置大功率照明灯，以满足夜间施工的要求。

桩位

偏移 ①沉桩完毕后放线人员要经常复核桩位，观察是否偏移，如发现偏移则立即找出原因并采取相应措施；②合理确定桩机施工路线，减少挤土效应给已下沉到位管桩带来负面影响；③桩位排布过密则必须跳打；④一旦遇到较小障碍，影响桩的偏位，就把桩拔出重插，并在偏位的一侧塞垫木板等纠正，如遇大的混凝土、石块等，应进行清除，或同设计等单位商量，改变桩的位置，再行施工；⑤本工程大多数桩位都需要送桩，用送桩器送桩时不许加桩垫，以保证压力的有效传递，避免受力不均导致偏位。

接长

焊接 ①选用经验丰富、水平高的焊工进行操作；②采用优质焊芯，进货时必须保证焊芯质量；③焊接方法采用CO2气体保护焊，以保证焊接质量；焊接前，桩头埋设铁件必须除锈，露出金属光泽；④焊接时两个焊工同时先对称焊接4～8个焊点用以定位，然后对称分层焊接，要求焊缝饱满,并采取措施减少焊接变形；⑤焊接完毕不能立即沉桩，必须待焊口自然冷却后方可继续沉桩，以免焊口碰到地表水淬火发脆，导致开裂；⑥焊接过程必须连续流畅，整个过程不得超过40分钟，以免桩周土体回弹，导致沉桩困难。

桩顶

标高 ①合理确定最佳施工流水路线，采用先长桩后短桩、先中心后外围或对称的施工顺序和区域跳打的施工原则和施工方法，另外，根据施工的实际情况调整打桩速率，以减少挤土效应；②送桩时考虑桩身回弹，可在原设计桩顶标高基础上，超送2－3cm。

其他预防控制措施 ①定期对设备、工器具和仪器进行检查更新,并且定期进行计量更新,保证设备、工器具和仪器的完好性、可靠性和精确度.②装置性材料进行抽检、专检相结合,从项目部到施工队层层把关,对不合格的产品及时更换或退货,严禁在施工中使用. ③冬季施工焊接时必须做好遮风挡雨措施，以保证接桩质量。

五、结束语

综上所述，在道路工程施工过程中预应力管桩的使用具有很多的实用优点，应该在施工领域中大力推广，同时要在现有的施工基础上对原有的技术进行改进和创新，这才能使得预应力管桩适应不同的地质和施工环境，从而提高工程的质量，随着预应力管桩的广泛应用和发展。在预应力管桩的研究不断进步和工程实践的积累过程中预应力管桩的使用技术必然得到较大的太高。

参考文献

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