预应力管桩在房建工程中的应用

摘要：预应力管桩由于具备很好的质量与极大的单桩承载力，其广泛应用于房建工程中，有效提升了地基的承载能力。本文主要分析了预应力管桩原理，预应力管桩特点，预应力管桩施工工艺和应用问题。

关键词：预应力管桩；施工工艺；应用

一、预应力管桩原理

预应力管桩有效结合了预应力技术与离心镧管技术，根据预应力张拉工艺可以划分预应力管桩为后张法预应力臂桩与先张法预应力管桩。后张法预应力管桩还可以称为大直径预应力管桩。桩身利用的是后张法预应力工艺与离心、辊压、振动二者的复合产生的。先张法预应力管桩利用的是先张法预应力工艺以及离心成型制成的一种空心圆筒体细长混凝土预制构件，具体包含了桩身、端头板以及钢套箍等。

二、预应力管桩特点

1具备可靠稳定的质量。一般都是专业厂家生产预应力管桩，并且利用了较为先进的工艺技术，促使混凝土通过离心脱水以后密实成型。通过常压与高压两次蒸汽养护进一步形成的一种空心细长等截面预制的混凝土构件。

2较广的应用范围。工程具有极强的适应性。预应力管桩规格不同，长度可以进行选择，其產生恶较广的适用范围，对于桩端持力层变化起伏大的地质条件具备较强的适应性。同时，桩身形成了较好的抗裂性能，可以很好的抵抗锤击，土层也表现出极强的穿透力，并且可以通过采取不同的沉桩工艺实行施工。

3良好的抗弯以及抗拉性能。由于预应力管桩桩身砼具备极高的强度，同时再加之利用了高强度以及低松弛率的专用预应力钢筋，所以促使桩身形成了极高有效预应力，因此预应力管桩具备极大的抗弯以及抗拉能力。

4很好的耐久性。预应力管桩利用的是高速离心成型技术以及高温高压蒸汽养护产生。因此其桩身的混凝土形成了极好的密实性，相较于一般的砼其抗渗性、抗硫酸腐蚀性以及耐碳化性都要高。

5单桩形成了极高的承载力。其单位承载力的价格相对低廉。预应力管桩其桩身混凝土强度级别是C80，性能十分高强，其单位承载力造价相较于预制混凝土方桩要低。

三、预应力管桩施工工艺和应用问题

（一）施工流程

定位测量、桩机就位、复核桩位、吊桩、插桩、对中调直桩身、沉桩、接桩、沉桩、送桩至设计要求。

（二）应用问题

1选择桩锤。选择桩锤是一个十分复杂的问题，需要对各方面因素综合考虑，具体应当符合以下要求：第一，确保桩的承载力符合设计要求；第二，可以顺利把桩下沉到设计深度；第三，控制打桩破损率在1%左右，最大为3%；第四，符合设计要求的最终贯入度，并且将其控制在20-40mm/10击；第五，每根桩的总锤击数量最好在1500击之内，最多不能超过2000-2500击。

2控制桩身垂直度。保持桩身垂直，可以减轻打桩过程中由于偏心受压从而破坏桩身的程度，充分保证成桩后桩的垂直度。因此，必须认真平整压实场地，防止在施打过程中由于震动而导致桩架形成不均匀沉降，促使桩机导杆不垂直；在打桩时必须始终保持桩身垂直，送桩杆必须与桩身处于同一中心线上，插入桩的垂直度偏差不能超过0.5%，沉桩时距离桩机20m的位置，在90°两个方向分别设置经纬仪，以便对成桩垂直度偏差有效控制使其不超过1%。

3焊接处理管桩接头。管桩桩基质量的重点便是接头质量，从动测情况分析，很多焊接接头 都存在着裂缝。设计桩身结构时需要接头的抗弯强度小于桩身的抗弯强度，充分确保在施打桩基过程中接头承受巨大的锤击而不会被破坏。

管桩接桩利用钢板锻焊方式，桩端头与地面距离大概1m是实行接桩，接桩之前先将定位板添加在打入地下的下节桩，之后在下节桩端板上吊放上节桩，通过定位板接直上下桩，若存在间隙可以通过楔形铁片全部垫实焊牢。焊条直径选择必须符合焊透坡口根部的要求，焊接过程中电流强度必须匹配所选择的焊机与焊条，应当对称、分层、均匀实行焊接，焊缝必须饱满连续。拼接位置坡口槽点焊必须分层对称焊接，焊缝要求饱满；管桩中心线和拼接管桩中心线允许偏差小于2mm，焊接之后应检查外观，焊缝不能存在表面缺陷，焊接以后自然冷却焊缝，时间不低于8min，禁止利用水冷却。

4管桩施打。在打入桩的过程中，桩尖周围的桩土属于挤压区，当继续往下贯入桩头时，桩身附近土由于剪切而出现重塑，土的强度相当于重塑土的参与强度。并且除了施打桩带来的强烈扰动以外，在贯入桩的过程中桩土接触面属于一个剪切过程，并且发展到剪损软化环节，桩周土为桩测提供摩阻力且相应降低为残余强度。当打桩出现一定的停顿或者休止时，通常迅速增长施打桩阻力，若拥有充足的休止时间在组织施打，这时施打桩基的阻力将达到桩的极限承载力，因此在黏土较厚的情况下，粉质黏土层中应当施打多节管桩，每根桩适合持续施打到底，一次性完成。在该类土层中打桩，由于迅速破坏了桩周土，急剧上升孔隙水压，降低了土的抗剪强度，较为容易进行桩身贯入；若中间停歇，土中逐渐消散了孔隙水压，陆续发生了固结桩周土体的问题，延长停歇时间，势必增大了固结力，后续施打较为困难，需要适当增加锤击次数，甚至会对桩头或者接头造成破坏；沉桩过程中遭遇较为难穿越的土层时，当桩身穿越该土层时适合接桩。

5管桩的挤土影响。在密集布置桩位的软土地基上施工管桩，需要科学设计施工流程，对每日沉桩数量积极控制；在开挖桩基土或者基坑的过程中，最好分层均匀挖土，桩周土体高差必须控制在一定的范围之内；同时开挖土方需要采取避免移动桩位的措施。反之如有不慎，就会造成已经打入桩变位。

施工区内外地表隆起，桩及桩周土的侧向位移，这是软土地基中挤土桩施工的必然问题，地表隆起和侧向位移严重危害了工程，轻则导致设计出现偏差，对桩基设计功能造成影响，重则造成桩、基础、邻近建筑物与附近地面的隆起、沉降甚至坍塌。

在土中打入管桩导致桩身周围减少了土孔隙，由于瞬时作用，遭到排挤的土体无法全部填充图的孔隙，因此，首先导致土体上涌，而 桩附近土体上涌则引起桩朝上运动。伴随着桩的不断施工，原来土体水平挤压桩的部分逐渐转变为向上的负摩擦力。桩尖与持力层接近时附近桩体现出明显的向上运动。土体形成的负摩擦力容易使桩尖脱离持力层，导致桩底空虚，减少了桩附近阻力。当桩顶后通过荷载作用压实桩才可以最大程度发挥桩端持力层的作用。若利用群桩设计布置时，就出现了严重的挤土与桩底悬桩问题。因此，在软土地基实行群桩施工时，必须利用科学的打桩施工程序，或者利用取土沉桩的施工方式，或者对沉桩速率与日沉桩数量进行控制，避免发生挤土问题。

结束语

综合分析，现代建筑楼层数量的不断增加，荷载力也逐渐加大，若下部基础无法达到结构承载力要求，极容易出现建筑倒塌，对工程使用价值造成影响。本文通过分析施工中常用的预应力管桩技术，真正保证了房建工程的基础质量。

参考文献

[1]戴冰法.预应力管桩施工监理若干问题探讨[J].福建建筑，2013，（1）

[2]郑俊杰，聂重军，彭宏.预应力混凝土管桩研究与应用进展.平顶山工学院学报.2014，（4）

作者简介：谢宇（出生年1987），男，籍贯：江苏扬州，职称：助理工程师，学历：本科，主要研究方向：房建。