混凝土预制管桩施工质量问题与预防技术要点分析

洪宁

（广州 510000）

混凝土预制管桩施工质量问题与预防技术要点分析

洪宁

（广州 510000）

混凝土预制管桩的单桩具有承受力强、抗裂性好以及造价便宜等特点，加之其施工应用比较方便，因此备受建筑工程施工方的青睐。混凝土预制管桩采用的是预应力技术，通过离心成型、蒸汽养护，形成空心圆柱型预制桩，是现代混凝土预制成品新工艺、新技术成果。本文将对混凝土预制管柱的受力机理、混凝土预制管桩施工质量问题进行分析，并在此基础上以某工程建设为例，就如何加强技术控制，谈一下自己的观点和认识，以供参考。

混凝土预制管桩；管柱受力机理；施工质量问题；技术要点；研究

混凝土预制管桩，即在建筑工程施工现场、工厂等地制成，然后利用沉桩设备将其打入地下的一种桩柱。目前国内使用较多的预制桩主要有两种：①钢桩；②混凝土预制管桩。在国标要求下，管桩分类的主要依据是品种强度、产品规格以及抗弯折能力等；按外径进行分类，管桩规格从300～1000mm不等。在建筑工程施工建设过程中，根据工况及其技术要求，选择适合的管桩。

1　混凝土预制管桩受力机理

基于箍筋约束混凝土理论分析，从受力层面来看，混凝土预制管桩与管芯混凝土一起承担负荷，纵向上的受力是由混凝土预制管纵向配筋、混凝土预制管以及管芯混凝土共同承担。对于混凝土预制管箍筋而言，约束预制混凝土管混凝土和柱管芯混凝土的横向膨胀变形，从而实现轴向抗压承载力的提高。实践中可以看到，箍筋约束作用与预制混凝土管箍筋体积配筋率、纵筋间距，存在着密切的关系，以圆形箍筋为例，其构造如图1所示。

图1　圆形箍筋的截面图和侧视图

箍筋、预制管混凝土以及管芯混凝土受约束情况，如图2所示。

图2　圆形箍筋的箍筋、预制管混凝土、管芯混凝土示意图

预制管混凝土、管芯，受箍筋约束前，轴力-应变曲线与普通混凝土一致。同时，随着管柱纵向轴力的不断变大，箍筋内预制管混凝土、管芯横向变形由泊松比来控制，管芯混凝土弹性模量比预制混凝土管混凝土弹性模量小，逐渐出现纵向变形现象，通过接触面，某点出现协调变形。预制管混凝土受管芯混凝土变形压迫，受到轴力的共同作用，因纵向变形而对箍筋施加径向压应力。

2　混凝土预制管桩施工质量问题进行分析

在混凝土预制管桩打入地基过程中，若管桩质量较差、选择的施工工艺不当，则会导致桩顶破碎、或者桩身倾斜、断裂等问题，如果不及时采取有效的措施予以防治，则会造成非常严重的后果。具体分析如下：

2.1混凝土预制管桩顶破碎

（1）预制管桩本身质量不符合要求，会造成桩顶破碎。施工过程中可以看到，若管桩内空洞较大，打入管柱时可能会击碎桩顶。实践中，为了能够有效避免该种问题的发生，需严格控制管桩生产过程，尤其是混凝土搅拌灌模时，一定要严格按照要求、派专人进行操作和监管。

（2）管桩顶部起伏，桩身与桩顶不垂直，也会导致桩顶破碎。混凝土预制管桩运输过程中，一定要小心，避免管桩间的剧烈碰撞，以免管桩因损坏而难以应用。

（3）如果桩锤过轻，则会增加打入次数，这样会增加桩顶破碎的可能性。针对这一问题，笔者认为在打入管桩时，应当严格按照“重锤轻击”原则，尽可能减少锤击次数，以免造成管桩顶破碎。

（4）桩垫太薄、锤击时损坏，均会造成桩顶破碎。针对这一问题，施工人员在施工过程中一定要严格检查桩垫，并确保其与桩帽的完整性，发现损坏时，一律更换。

2.2混凝土预制管桩桩身倾料

混凝土预制管桩打桩时，以下情况下可能会出现桩身倾斜问题，具体分析如下。①管桩生产存在质量问题。实践中，若桩身弯曲度超标，则会导致桩身倾斜。预制管桩生产过程中，需严把质量关，以此来提高管桩质量，避免出现桩身断裂问题。②打桩时，桩垫、桩帽以及桩身未在同一水平线上，也会导致桩身倾斜。因此，在施工之前，应当严格检查桩帽、桩垫和桩身。③打桩机导杆不直。拟建工程所在地的地面不平整，或者有斜坡时，打桩之前施工人员一定要再三检查确认，然后方可施工操作。④管桩位置布设不合理、管桩间距太小，会出现挤土效应。针对这一问题，施工人员应当合理布局桩位，减小挤土效应产生的不利影响。对于相对较浅的预制管桩，建议将反方向的土挖除，然后扶正管桩，再回填土。

2.3混凝土预制管桩桩身断裂

混凝土预制管桩施工过程中，造成桩身断裂的原因非常的多，比如管桩运输时的碰撞，可能会导致桩身出现裂纹、断裂。针对这一问题，笔者认为在管桩运输过程中，应当谨慎起吊、运输。同时，生产质量不合格，也会导致预制管桩在施工应用时出现断裂。实践中，如果预制管桩桩身出现断裂，则承载力就会随之降低，难以满足工程要求。当管桩出现断裂问题时，施工人员应当进行及时补桩；若施工现场难以补桩，则需对断桩缝隙进行适当处理，以此来增强预制管桩的承载力。具体而言，可采取以下三种方法：①跑桩法。通过静荷载预压，对上节管桩进行移动，使上、下量节管桩可以相对增强管桩的竖向承载力。②锤击法。该种方法与跑桩法的原理基本一致，将静荷载预压换成了重锤锤击，以此来增强管桩承载力。③桩芯补强。即利用高强调水泥浆对管桩断裂处进行补强，以此来实现管桩承载力的提高。上述三种方法各有优势，比如跑桩法应用时间比较长，对场地要求比较高；锤击法应用时，受设备限制影响较大。因此，在处理断裂缝隙时，应当根据实际情况，优选合适的处理方法。

3　混凝土预制管桩施工技术应用实践

3.1工况概述

某高校宿舍楼施工建设项目，总建筑面积超过1900m2，宿舍楼由5个相同类型的单体构成，而且每一个单体均有7层，采用的是现浇钢筋混凝土框架结构，φ400mm混凝土预制管桩基础。同时，采用锤击法进行施工作业，平均桩长平均为20m，预制管桩单桩抗压、抗拔力分别为2400kN和600kN。

3.2混凝土预制管桩施工技术要点

3.2.1吊桩施工要点

混凝土预制管桩自生产到打桩，需经过多次吊装方可完成，所以在此过程中通常会出现桩身裂缝等问题。实践中可以看到，因反复受到打桩压应力作用，裂缝容易变大，以致于桩身受损，且不易发现。基于此，在吊装施工过程中，应当尽可能避免预制管桩吊装时产生横向裂缝，并且要避免以致于管桩运输时出现横向裂。就本工程项目而言，首先应当优选起吊点（即绑扎点）。混凝土预制管桩的端截面控制弯距（M）与L1（即管桩离在端、吊点间距）/L（管桩长度）大小，存在着非常密切的关系。即当最小M为0.293时，M最小，Mmin=0.043qL2（其中q代表预制管桩单位长度重量）；当L2为0或0.5L时，M最大，Mmax=0.125qL2。对某预制管桩而言，随着L1的不断变化，M在一定范围内也随之发生变化。基于此，需正确选择起吊点，使其在L1=0.29起吊处，这样可以确保起吊过程中截面弯距最小，预制管桩桩身产生裂缝的机会最小。

3.2.2接桩施工要点

本工程施工过程中，预制管桩施工时的接桩是施工的一个非常重要的环节。实践中可以看到，由于很多预制管桩施工质量问题多发于接桩环节，因此为保证工程施工质量，在接桩过程中首先需检查焊条要求，杜绝施工单位为节省成本而采用不符合要求的焊条，以免焊接强度不达标。同时，应当确保焊接之前，两节管桩端头板的清洁度，坡口有金属光泽为宜。本工程施工过程中，第一层焊接操作时，应当适当加大电流，并且加大熔深。在第一层施工过程中，利用型号为φ3.2、φ4.0的焊条进行焊接；在第二层及以后层数施工过程中，利用型号为φ4.0～φ5.0的焊条进行焊接。在焊接过程中，必须有两个焊工同时操作，先在坡口圆周上对称点焊大约4～6个焊点，焊接层数至少2层，而且每一层焊渣一定要彻底的清理干净，并确保焊缝连续、饱满。3.2.3打桩施工要点

打桩施工过程中，一定要控制好打桩应力，预制管桩在高能量桩锤反复冲击下，桩顶、桩身以及桩尖均受到打桩应力影响，而且压力峰值蜂在35～50MPa间，拉应力相对较小，该种情况下很可能会超过桩静态极限，进而导致桩顶混凝土遭到破坏、或者出现桩身裂缝等问题。因此，在混凝土预制管桩打桩施工过程中，一定要把握好打桩应力，以免出现以上问题。

4　结语

总而言之，建筑工程施工过程中的混凝土预制管桩施工技术应用非常的广泛，混凝土预制管桩作为一种新型的结构，在应用实践中难免会遇到一些问题，因此应当加强重视，不断创新施工技术和工艺，只有这样才能确保施工质量，才能提高整体工程的安全可靠性。

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TU753.3

A

1673-0038（2015）36-0126-02

2015-7-10

洪宁（1972-），女，中级工程师，本科，主要从事建筑施工管理工作。