预应力混凝土管桩施工中的几个问题

摘要：随着经济的不断增长，建筑技术的不断提高，高层建筑越来越多的出现在城乡建筑中。预应力混凝土管桩，也随之被广泛的应用于建筑物基础中。预应力混凝土管桩具有桩身强度高（C60～C80），沉桩能力强，单桩承载力高，施工周期短，造价低等优点，随之而来的却是管桩在施工中存在的各种问题不断凸显出来，这就给技术和施工人员带来许多研究的课题。

关键词：预应力；混凝土；管桩施工

1 中国预应力混凝土管桩现状

1.1 管桩在我国发展简史：

我国从40年代开始研制离心混凝土管桩（RC）；60年代开始研制并应用预应力混凝土管桩（PRC）；90年代开始大量应用高强预应力混凝土管桩（PHC）。1984年广东省构件公司、广东省基础公司和广东省建筑科学研究所合作，研制成功新型接桩形式的PC管桩， 将以往法兰接口桩接头连接改为焊接连接。1987年交通部第三航务工程局从日本全套引进预应力高强混凝土管桩生产线， 主要规格为D = 600～1 000 mm。1987～1994年， 国家建材局苏州混凝土水泥制品研究院和广东番禺市桥丰水泥制品有限公司在有关科研院所的合作下， 通过对引进管桩生产线的消化吸收， 自主开发了国产化的PHC管桩生产线。

1.2 我国预应力混凝土管桩现状

我国是全球生产应用管桩最多的国家，年产量达3亿米、年应用量近2.6亿米；产值可达350亿元，形成产业链产值到达700亿元，在 我国水泥混凝土制品行业总产值中占有比较大的份额。由于我国幅员辽阔，各地区的地质结构差异性大，因此，规格型号也是全球最多的。90年代初期，管桩主要是应用在沿海及沿江流域：广东省、浙江省、江苏省及上海等大城市应用比较广泛，主要用于公路、桥梁、码头建设和工业 厂房、电厂的基础。

1.3 国外预应力混凝土管桩现状

在国外，混凝土桩已有近百年的历史。混凝土管桩约有60年的历史。预应力混凝土管桩约有40年的历史。预应力高强混凝土管桩约有20年的历史。

1925年日本引进了这种技术用于钢筋混凝土管桩。1934年开始制造离心混凝土管桩。1962年开发了预应力混凝土管桩。1970年日本开发了离心预应力高强混凝土管桩。

美国混凝土学会1961年成立第543届专业委员会。1973年提出混凝土桩的设计、制造和安装规程。美国主要生产后张法预应力混凝土方桩和外方内圆的空心桩，在高速公路工程上曾采用世界上最长达到88米得桩。

2 预应力管桩的优缺点

2.1 预应力管桩的优点

预应力管桩不仅具有和普通管桩一样的优点，而且由于其自身的特点同时具备一些其他管桩所不具备的优点。

2.1.1 预应力管桩桩身混凝土强度高，有的高达80MPA，并可打入密实的沙层及强风化层。桩尖进入强风化层或密实的沙层后，经过强烈的挤压，桩尖附近的强风化层或密实的沙层已不是原始状态，桩端承载力可比原状提高80%---100%，所以管桩承载力设计值要比同样直径的沉管灌注桩或钻孔灌注桩高。

2.1.2 设计选用范围广

管桩规格多，一般的厂家均可生产直径300—600的管桩，个别还可生产直径800—1000的管桩；单桩承载力从600KN-4500KN，及适用于多层建筑，也适用于50层以下的高层建筑，而且在同一建筑基础中，还可以根据桩荷载的大小采用不同直径的管桩，既容易解决设计布桩问题，也可充分发挥每根桩的最大承载力，并使桩基沉降均匀

2.1.3 对持力层起伏变化较大的地质条件适应性强

因为管桩桩节长短不一，常用10—12米一节，也有15-16米一节，也有4-5米，6-7米的短节，搭配灵活，节长方便，在施工现场可随时根据地质條件的变化调整节桩长度，节省用桩量，不会像普通的预制混凝土方桩那样容易出现桩长不足或余桩林立的现象。

2.1.4 单桩承载力造价便宜

衡量桩基的经济效益，以每米造价或以单方混凝土造价作对比都是不科学的，应用单位承载力的造价作对比，虽然管桩每米造价比沉管灌注桩造价贵，但单桩承载力高。结果每吨承载力造价还是比沉管灌注桩便宜。虽然管桩单方混凝土造价比人工挖孔桩和钻孔桩造价高，但持力层比人工挖孔桩和钻孔灌注桩浅，所以每吨承载力的造价在正常情况下还是比人工挖孔桩和钻孔桩便宜。在一般情况下，预应力管桩的单位承载力造价在诸多桩型中是较便宜的一种。

2.1.5 运输吊装方便 接桩快捷

管桩节长一般在13米以内，桩身又有预应力，起吊是用特制的吊钩勾住管桩的两端就可以方便的吊起来。接桩采用电焊法若采用两个电焊工一起工作直径500的管桩，一个接头约20分钟左右就可以焊好。成桩长度不受施工机械的限制 。由于管桩搭配灵活，成桩长度可长可短，不像沉管灌注桩受机械的限制，也不像人工挖孔桩那样，成桩长度受地质条件的限制。

2.2 预应力管桩的缺点及局限性

用柴油锤施打管桩时，震动激烈，噪音大，挤土量大，会造成一定的环境污染。然而采用静压法施工，就无振动无噪音，但挤土作用仍然存在。

打桩时送桩深度受限制，在深基坑开挖后截去余桩较多，但用静压法施工送桩深度可以加大，余桩就较少，在上软下硬 软硬突变的地质条件下，不宜采用锤击法施工

3 预应力管桩的应用

3.1 适用范围

（1）适用于抗震设防烈度小于或等于9度得地区。（2）适用于基岩埋藏深，强风化岩或风化残积土层的地基条件。（3）可用于锤击法。中振法，钻孔植桩法，静压施工方法。特别是静压施工方法由于震动小，噪音低，适用于市区施工。

3.2不宜或慎用管桩的地质条件

（1）孤石及地下障碍物多的地基，不宜选用（2）有坚硬的夹层又不能作为持力层时，不宜选用（3）从软土层直接进入中风化或微风化基岩的地基，应慎用。

5 结束语

预应力混凝土管桩具有强度高、施工方便、造价低等诸多优点，近两年来在建筑行业已大面积推广使用，最高已用到地下一层地上三十二层的高层建筑物。南方使用这种施工技术较早，施工经验比较成熟。我们应该多多借鉴成熟经验，保证预应力管桩施工质量。本文结合工程实例论述了预应力混凝土管桩在建筑工程应用中的优势，并探讨了管桩施工中的沉桩工艺和施工控制参数两个关键问题。作为一种相对成熟的工程产品，管桩已得到了广泛的应用，但其应用仍有一定的局限性。笔者认为预应力混凝土管桩的发展方向是大直径和改良拼接工艺，相信预应力混凝土管桩今后必将在建筑工程中得到更为广阔的应用。

参考文献：

[ 1 ]徐至钧，李智宇. 预应力混凝土管桩基础设计与施工[M ]. 机械工业出版社， 2005.

[ 2 ]03SG409. 预应力混凝土管桩图集[M ].

作者简介：郭伟宏，身份证号码：411327198002254515endprint