预应力高强度混凝土管桩施工技术

【摘要】预应力高强度混凝土管桩具有强度高、承载力好、施工方便等诸多优点，在工程建设得到逐渐推广。本文对预应力高强度混凝土管桩进行了简单介绍，从主要工序、施工顺序、施工注意事项阐述了预应力高强度混凝土管桩施工技术，最后进行了工程案例分析。

【关键词】预应力；高强度；管桩；施工技术

一、预应力高强度混凝土管桩适用地层与特点

1. 预应力高强度混凝土管桩适用的地层

根据技术经济指标的先进性和工程质量的要求，高强度预应力混凝土管桩不适宜于在有孤石和障碍物多、有坚硬隔层及从松软突变到特别坚硬的地层中施工。其适用的地层为流塑、软塑状态的软弱地基，持力层宜为豁土层、砂层、深埋基岩，以及强风化岩层或风化残积土层较厚的地层。根据桩周土质情况，当桩周土质较好时，桩端土标贯值可取低些；当桩周土质较差时，桩端土标贯值应取高些。

2. 预应力高强度混凝土管桩的特点

（1）桩型规格齐全，可选承载力范围广。其桩径为Φ30～Φ600mm，管厚不一。桩承载力设计值最高可达4000kN以上。

（2）强度高，抗裂、抗弯性能好。预应力高强度混凝土管桩强度等级>C80，比普通混凝土预制桩的承载力高2～4倍。预应力高强度混凝土管桩选用高强度的预应力钢筋，采用先张法预应力工艺，其抗裂、抗弯强度高于普通混凝土。

（3）可较直观地验证单桩承载力闭。

（4）施工周期短、经济效益好。

二、预应力高强度混凝土管桩施工技术

1. 主要工序

（1）施工准备：施工前应认真检查静压桩机的性能；掌握地下管线和施工场地周边建筑物的情况，并做好保护工作；同时应在管桩进场及压桩前对管桩进行检查并做好记录；并根据工程的具体情况确定压桩的先后顺序。

（2）测放桩位：根据建筑物红线点和设计桩位平面图，先测放施工轴线点及利于保护的建筑物轴线延伸点，然后在轴线点上依次测放各点。

（3）桩机就位：桩机就位后先复核桩位。对于一般性地下障碍物可采用钢送桩器进行排除，严格用桩段直接压人。

（4）吊桩落位：桩机就位后，用吊车将桩吊起，送入夹持器的孔中，使桩尖对准桩位，然后调平桩机，用两台经纬仪或线锤在相互垂直的两个侧面双向控制桩身的垂直度，桩身的垂直度偏差应<1%，桩尖对位偏差应<20mm。

（5）压桩：当桩段落位且其垂直度符合要求后，方可进行压桩。开始压桩后，要记录每节桩入土的深度和相应的压力表读数，同时观测经纬仪或吊线锤的变化情况，严格控制桩身垂直度，一旦发现桩身有偏离桩位的趋势，必须立即停止施压，采取防偏措施（填石块、木头等以阻止桩位偏移）后再重新压桩，当施工达到设计规定的油压值后缓慢卸压。

（6）接桩：采用钢端板焊接。当下桩段沉至地面以上约0.8m时，起吊上桩段，调整上、下节桩的中心线使之重合，连接处吻合对齐后，先在出口周围对称点焊6个点，待上下桩固定后再分层施焊，焊接层数不得少于3层，内层焊渣必须清理干净后方能施焊外一层，焊接时应对称连续施工，焊缝要饱满连续，无虚焊、漏焊和夹渣现象。

（7）送桩：利用送桩器将桩顶送入设计标高。送桩器中心线要与桩身中心线吻合。

（8）压桩终止条件：采用桩长和油压值双控制，即根据设计单桩极限承载力、桩端进人持力层的深度，并结合桩顶压力标定值来进行控制。如果油压值达到设计要求，而桩长小于设计桩长时，则应将终压值提高一级再压后，方可终止施工；当桩长已满足设计要求，而油压值未达到控制时，则应继续送桩，直到满足设计要求为止。若送桩深度超过1.5m还未能达到终压值，则应及时通知设计人员，以便作出相应的调整。

2. 施工顺序

多桩承台施工时，应充分考虑挤土效应，防止同一承台中桩尖高差过大，应遵循先深后浅、自中间向两个方向或四周对称施工的原则，承台边缘的桩宜待承台内其他桩压完并重新测定桩位后再插桩施压。如果管桩较密集且管桩的一侧靠近建筑物时，则应从毗邻建筑物的一侧开始，由近向远进行后压桩施工。

3. 施工注意事项

（1）做好设备检查工作，确保沉桩不间断，以免间歇后压桩阻力过大，无法沉桩。

（2）施压过程中，应始终保持桩的轴心受压，若有偏移，则应及时调整。

（3）接桩应保证上、下节桩的轴线一致，并使接桩时间尽可能地缩短，否则可能导致桩压不下去。

（4）压桩机上所有的压力测量等仪表起着判断设备负荷情况的作用，平时应注意保养、检修和标定，以减少仪器误差。

（5）压桩机的地基应有足够的承载能力，必要时需作处理。

（6）压桩过程中，当桩尖遇到砂层时，压桩阻力可能突然增大，甚至超过压桩机能力而使桩机上抬。这时可用最大的压桩力，采取停车再开、忽停忽开的办法，使桩缓慢下沉穿过砂层。

（7）当压桩接近设计标高时，不可过早停压。当桩压到设计深度、桩压力达到设计要求时应稳压一定时间。

（8）由于压桩阻力超过压桩机能力或来不及调整平衡，以致使压桩机发生较大倾斜时，应立即停压并采取安全措施，以免造成断桩或其他事故。

三、工程应用实例分析

场地岩层特征为第一层为耕地土，层厚0.3～1.3m；第二层为粉质粘土，层厚1～6.3m；

第三层为粉质粘土，层厚0～7.5m；第四层为粉质粘土，层厚0～5.5m；第五层为粉质粘土，层厚2.5～7.9m。

建议采用桩基础，根据拟建场地地层情况结合该市的施工条件，推荐采用预应力混凝土管桩或 GFC复合地基基础两种方案。具体方案分析如下：

（1）桩参数的估算。第一层至第六层的侧阻力特征值估算分别为31KPa，36KPa，24KPa，189KPa，38KPa，33KPa。

（2）持力层和单桩承载力分析。根据基础类型分析结果，采用预应力高强度混凝土管桩基础方案，可选用第六层粉质粘土层作为基础持力层。桩的直径为400mm，桩长为17.5m，

桩顶标高为224m，单桩竖向承载力特征值大约为1300KN。

（3）施工中存在的问题和处理方案。由于本场地上部土地强度较高，在管桩基础施工过程中容易出现由于桩体挤密作用导致的桩身上浮现象，故对桩基础施工过程提出几点建议：首先加大桩的中心距，距离控制在4d；另外在场地每间隔一定距离设置防挤沟和应力释放孔，减小挤土效应，必要时进行取土引孔沉桩，并合理控制打桩顺序和控制打桩速度。及时对桩顶、桩周土及邻近建筑进行监测，掌握地基的隆起、位移和上浮情况。

目前该项目桩基础施工完毕已将近半年，未发现桩体上浮现象，故在此类地层中基础施工时，可参照此案例执行，采用预应力混凝土管桩方案既避免了灌注桩泥浆对环境的影响等不利因素，又节省了工期还产生了一定经济效益。

四、结束语

目前，预应力混凝土管桩的应用还较为单一，很多技术工艺和施工方法还存在着很多问题。这就需要工程技术人员继续深入细致地对预应力混凝土管桩，做进一步的推广应用，争取将混凝土管桩的施工技术趋于完善，为以后的施工推广打下良好的基础。

参考文献

[1]刘京川.浅谈PHC预应力管桩静压法施工与质量控制[J].山西建筑，2009（35）

[2]陈志山.静压高强预应力混凝土管桩施工技术[J].科技致富向导，2012（12）

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