预应力混凝土管桩应用技术探究

郑大造

摘 要：预应力混凝土管桩作为日趋成熟的桩基工程施工技术，成为当前很多大型高层建筑、道桥工程建设过程中，用于基础工程施工的桩基处理措施。本文针对预应力混凝土管桩的技术优势进行了分析，结合管桩技术的施工要点，阐述了预应力混凝土管桩施工的质量控制措施。

关键词：预应力混凝土;管桩技术;施工要点

一、预应力混凝土管桩技术优缺点

1、优点。预应力混凝土管桩施工工艺具有很多优点，也被广泛的运用到各项工程建设和施工中，也得到了一致的认可。（1）单桩承载力高。预应力混凝土管桩桩身混凝土强度高，尤其是高强预应力混凝土管桩，桩身混凝土强度可高达80Mpa，并可打入密实的沙层及强风化岩层，由于挤压作用，管桩承载力要比同样直径的沉管灌注桩或钻孔灌注桩高。（2）抗裂形变性好。相对而言，预应力混凝土管桩经过高强性预应力工艺处理，具有较强的抗裂性和抗弯性等刚度性能，能够有效避免运输及静压施打施工过程中的破损现象。（3）施工效果优良。成桩质量可靠，施工速度快，工效高，工期短。缩短工期是预应混凝土管桩的最大优势，预应力混凝土管桩不需要等待28天龄期，成桩后即可作桩基检测。（4）技术适应性广。预应力混凝土管桩单桩承载力高，地层穿透能力强，施工条件受限小，经济效益好，适用于各种大型高层建筑、桥梁码头等基础工程的施工。

2、缺点。（1）采用锤击法施工，包括简式柴油锤、液压锤、高频锤等，都伴有震动剧烈或噪音大，挤土量大，会造成一定的环境污染和影响。采用静压法施工，无震动、无噪音，但挤土作用依然存在。（2）有些工程地质条件不适合使用预应力混凝土管桩，如含孤石或障碍物较多且不易清除的土层;桩端以上存在难以穿透的坚硬隔层的地区;石灰岩地区;硬质岩残积土及强风化层很薄且其上为松软土层的地区。

二、预应力混凝土管桩的施工步骤

管桩施工采用静压法或锤击法。施工流程如下：清表整平→桩位放样→机械就位→经纬仪调整垂直度→施工第一节桩→起吊第二节桩→电焊接桩→检查焊接质量和垂直度→施工第二节桩→重复前面的工艺直至设计标高→检查整桩质量→管桩托板模板制作安装→绑扎托板钢筋、现浇混凝土、养护→报验。

三、预应力混凝土管桩的施工技术研究

1、施工机具

根据设计文件、岩土工程勘察报告、施工场地周边环境情况，选择适宜的沉桩机械。对采用锤击法施工，打桩锤宜选用简式柴油锤、液压锤、高频锤，不宜采用自由落锤打桩机，根据单桩竖向承载力，桩的规格，入土深度等因素，并遵循重锤低击的原则综合考虑后选用。采用静压法沉桩时，静压桩机宜选用液压式桩机。可选用顶压式或抱压式，桩机的型号，最大压桩力必须满足桩身力学参数和设计要求。桩机总量不小于最大压桩力的1.2倍（不含静压桩机大履和小履的重量）。PTC桩不宜采用抱压式沉桩。

2、沉桩

预应力混凝土管桩沉桩过程中，沉桩顺序综合考虑下列原则：宜从中间向四周进行;按桩的入土深度，宜先深后浅;按管桩的规格，宜先大后小;按高层建筑塔楼与裙房的关系，宜先高后低。桩间距较密时宜采用跳打。沉桩时，管桩的倾斜率应严格控制，第一节管桩起吊就位插入地面时的倾斜率不得大于0.5%。静压法施工沉桩速度不宜大于2m/min。沉桩时宜将每根桩一次性连续施工到底，尽量减少中间停歇时间，避免在接近设计深度时进行接桩。对采用闭口桩尖的管桩，当第一节桩插入土层后应及时在管桩内孔灌注符合规范有关要求的混凝土或水泥砂浆。

3、接桩质量控制：

接桩焊接须二人对称操作，接桩至少分二次焊接完成，第一皮焊缝尤其重要，必须认真加以检查。第一皮焊接不宜过厚，保证焊剂充分进入坡口，连续饱满，禁止空焊，随焊随敲焊渣。上一皮焊渣清理完毕后进行下皮焊接。接桩时发现接口缝过大，应报请监理工程师处理，严禁擅自嵌填钢筋后焊接。（可用合适铁板嵌填之后满焊）焊接后须进行冷却，冷却时间不得少于2min。有条件的应进行防腐处理。

4、送桩

当桩顶沉至接近地面需要送桩时，应测出桩的垂直度并检查桩顶质量，合格后立即送桩。锤击沉桩的最后贯入度应参考同一条件下的桩不送桩时的最后贯入度予以修正;静压沉桩到达预定油压值后的稳压时间不少于3min，稳压时如油压值上升，可以停止沉桩。送桩深度应符合规范有关规定，送桩超深时，应采取有效的控制措施。

5、截桩

当预应力混凝土管桩顶部高于设计标高时，往往需要进行截桩处理，严禁采用大锤横向敲击截桩或强行扳拉截桩。截桩时应保留并将桩身全部预应力钢筋埋入承台内，确保截桩后管桩的强度性能质量。

四、预应力混凝土管桩的施工质量控制

1、严格控制管桩施工程序质量

预应力混凝土管桩施工时，要科学的按照施工设计方案，优化施工程序，安装施工器械，保障器械的稳固性，控制下桩垂直度，压桩过程中，要保障眼桩的均匀受力程度。接桩时要严格接桩焊接的工艺方法，严格接桩技术参数，保障接桩质量强度。截桩时应采用锯桩技术，严禁用大锤横向敲击或机械力强行推断，避免发生桩管破损开裂，影响桩管结构的承载性能及强度质量。

2、事后控制

（1）成桩完毕后应将记录的数据填入相应表格，对各项技术的真实性负责，便于及时查明原因。

（2）验收资料：a.成桩原始记录表（日期、桩号、规格、节数、总长度、异常情况等）;b.成桩竣工图、工程变更联系单;c.桩位测量、复合记录;d.隐蔽工程验收记录（内容：规格、节数、总长度、焊接质量）;e.焊条合格证;f.桩基质量评定表;g.试桩记录;h.检测报告（静压、动测报告）;i.桩基质量评估报告。

（3）桩的检测 根据设计图纸要求结合当地习惯做法。

五、结语

预应力混凝土管桩具有很高的强度和承受力，而且施工相对来说简便，造价很低，施工周期也很短，在施工中逐渐取代了传统的实心预制方桩和沉管灌注桩，是现代建筑工程地基施工中使用的主要桩型。预应力管桩技术在施工应用方面的影响因素还是比较多的，施工过程中对质量控制稍有不慎就会导致质量问题和隐患的出现。只有通过在预应力管桩的施工全过程中采用正确的施工工艺并严格控制施工质量，才能发挥预应力管桩应用的施工效果。

参考文献

[1]浦忠梅.水利施工中預应力混凝土管桩施工工艺[J].科技创新与应用，2014，08：168.

[2]丁斌.浅谈预应力混凝土管桩[J].宁波化工，2012，03：34-35.

（作者单位：广东恒佳建材股份有限公司）