浅议预应力管桩基础在高层项目中应用

张楠楠

【摘 要】预应力管桩也被人们称之为预应力桩或者预应力混凝土桩，在当前建筑工程项目中，其主要被应用在高层建筑工程施工中。近年来，随着经济的高速发展和科学技术的进步，城市中高层建筑越来越多，高层项目在城市建设中所占比重逐年增多，因此，预应力管桩基础的设计和施工对高层建筑具有重要的作用。在下文中，笔者将分析预应力管桩基础在高层项目应用中出现的一些弊端，并提出自己的一些处理措施。

【关键词】预应力管桩基础；建筑基础；施工技术

1、概述

对于高层建筑物而言，其基础部分在整个建筑物的资金投入中占有比较高的比重，而且基础部分的施工时间也比上部分建筑物的时间要长得多。预应力管桩在高层建筑物的基础施工中应运而生，并且在高层建筑物的基础部分中起到了重要的作用。预应力管桩最早产生于上个世纪初，作为一种高层建筑物的地基处理和桩基础形式，预应力管桩在高层建筑物施工、桥梁建设中得到了广泛的应用，并且发挥了巨大的作用。

2、预应力管桩预应力管桩也被人们称之为预应力桩或者预应力混凝土桩，在当前建筑工程项目中，其主要被应用在高层建筑工程施工中。基础在高层项目应用过程中出现的弊端

2.1挤土效应和浮桩

在将预应力管桩打入土层中时，由于管桩对土体的挤压会使土体向四周排挤，周围的土体会因此而受到严重的扰动。土体遭到严重的扰动后会发生径向位移，离管桩一定范围内的土体受到不排水剪切和很大的水平挤压力，经过这些外部干扰后，土体会形成具有很强的孔隙水压力的扰动重塑区。重塑区土体的不排水抗剪能力大大的削弱了，而且直接促使周围的土体会因不排水剪切而被破坏。随着管桩数量的不断增加，会使已经打入土体的管桩和相邻靠近的管桩产生较大的侧向位移和上浮，土体的和管桩的位移与管桩的数量成正比，用的管桩越多产生的位移就越大。例如某工程场地的软土层厚度达20余米，管桩进入土层30余米，局部还穿越了6S粉砂透镜体。该工程处了在靠近居民楼的1#、5#、7#主楼及相应的地库采用钻孔灌注桩外，其余大部分主楼和地库都采用PHC（100，130）预应力管桩，大部分主楼的布桩密度为5%左右。在一些软土地基中布桩密度超过4%时，基桩采用预应力管桩的风险比较大。

浮桩只是管桩挤土效应的另外一种表现形式，但是浮桩问题表现得非常之隐蔽，往往是压桩工程结束之后在做静载检测时才发现这一问题。这个时候可能整个压桩工程已经结束，要再次进行压桩就会处于非常被动的地位，而且再次压桩施工时的难度和施工资金都会增加。

2.2沉桩不达标和断桩

沉桩没有达到设计要求的原因主要有以下几点，施工前对地质的勘探点不够多，对持力层的起伏标高不明确，导致在考虑持力层和选择管桩的长度时出现差错；没有设计合适的持力层，不恰当的持力层会使管桩的承载力受较大的影响，例如在选择全风化层时由于全风化层具有易软化的特点，容易导致地下水渗入管桩内部，大大的削弱了管桩的承载力；对单个管桩的承载力估算不准，导致选择的管桩长度与压桩力不相匹配；管桩自身出现断裂。

2.3滥用预应力管桩

预应力管桩虽然在工程中得到了广泛的应用，但是这并不代表着预应力管桩适用于任何的施工场地，预应力管桩的持力层可以选择是强风化岩层、坚硬的黏土层或砂层和碎石层，但是预应力管桩不能打入中风化和弱风化岩层。某工地在进行地基施工时，打桩50根，但是其中有断桩11根，管桩破损率超过了20%。相关单位在分析事故时初步判断有管桩质量问题、压桩过程问题和地质问题等三个问题，但是在随后具体的事故分析中排除了前面2种事故原因，一致认为管桩破损率高是由于地质问题所造成。

3、施工前的质量控制

3.1做好施工前的审核工作。首先通过对施工人员进行审核，了解其技术力量和水平，保证施工队的每个人员持证上岗；另外，要加强对施工组织设计、施工计划进度等进行审查，然后评价其可行性，保证安全措施合理到位。

3.2进场前要加强对管桩的检查。首先要检查管桩的检测报告、规格型号（包括外径、壁厚、桩身长度、桩身弯曲度等），以防止劣质产品或者不符合规格的产品进场；其次，根据规范和图纸设计要求，要对管尖进行全面检查和测量，不满足有关规范和设计要求的，责令其更换；另外，要检查管桩表面是否符合管桩规范的要求，包括是否有裂缝、断裂和凹陷等情况。

3.3合理选择和检查压桩机。压桩机的选择不能盲目，要根据工程的具体情况和设计要求，会同各有关部门合理选择压桩机，避免采用超载施工；另外，在施工过程中，如果压桩机发生故障而停止工作，会出现压桩不连续的情况，严重时造成管桩无法压入，直接影响管桩的施工质量，因此对压桩机的合理选择要非常重视。

3.4定位放线与定桩位。放线与桩位是否准确直接影响这个建筑物的位置和结构，因此要对这两道工序严格把关，绝对不能轻视。根据提供的测量控制点，将基线要放在不受施工影响的地方，然后根据设计图纸，指定定位线，最终由项目技术负责人员进行复核，发现不符合要求的及时纠正，检查无误方可进行压桩施工。

4、施工阶段的质量控制

4.1桩就位入土前要用经纬仪抽测桩的挠度，挠度不合格的管桩严禁用于工程中；由于采用静压法施工，机械设备较重，容易使土地变形而造成桩位偏移，因此必须严格控制对管桩的定位和垂直度。 桩的垂直度采用两个垂直方向吊线锤进行控制，且要有专人负责，要求垂直度偏差控制在0.5%之内。

4.2送桩时，用钢制送桩器放在桩头上，以轴线重合为准则，在确保送桩器和工程桩对齐的情况下将桩送入，送到设计要求的深度时，可将送桩器拔起；起拔送桩器采用桩架上导向滑轮钢绳上钩子挂好，启动卷扬机，慢慢拔起；入桩过程碰到硬土层，不能用力过猛，管桩抗弯能力不强往往容易折断，抬架时也要轻抬轻放，否则一是易造成桩身开裂；二是易发生桩架倾斜倒塌事故。

4.3 成桩后的质量检查 桩基完成后，要根据相关标准和设计要求对管桩质量进行检测评定。采用基桩检测系统进行低应变检测试验，来检测桩身完整性，即在桩顶部安装一响应传感器并用手锤施加一锤击力，由基桩检测系统采集信号、进行处理，进而得到桩完整性检测结果；对桩身质量检查一般采取直观的方法，即将低压电灯泡沉入桩内腔，如果发现桩内腔完整干燥说明桩身质量基本完好无损坏；成桩后要选择具代表性的桩（一般先取20%以上且不得少于10根），然后采用静荷载试验的方法，来确定成桩的单桩竖向承载力，要求有关技术管理人员到现场监督，配合做好最终沉降量和残余沉降量的记录工作；然后选择有代表性的类桩做静载，最好是选择3根以上且多余总桩数的1%。

5、結束语

预应力管桩作为一种重要的管桩，凭借着高质量、高承载力、高速度和无污染等优点在我国的高层项目中得到了广泛的应用。但是由于预应力管桩的应用时间还不是很长，在实际的工程施工中存在着不少问题，所以对预应力管桩进行故障分析和优化是不可或缺的。

参考文献：

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[2] 郑敏.浅谈预应力管桩施工的质量控制[J].建材技术与应用，2011，（06）.

[3] 邓海东.预应力管桩在设计应用中应注意的问题[J].价值工程，2010，（18）.