预应力混凝土管桩施工质量控制的探讨

霍 志 强

(蚌埠市勘测设计研究院，安徽 蚌埠 233000)

预应力混凝土管桩施工质量控制的探讨

霍 志 强

(蚌埠市勘测设计研究院，安徽 蚌埠 233000)

论述了预应力混凝土管桩的适用范围、规格、分类及其技术性能，针对预应力混凝土管桩在施工过程中存在的问题，总结了具体的解决措施，为类似工程的施工和管理提供了参考依据。

预应力管桩，桩基础，质量控制，挤土效应

0 引言

由于城市建设的迅猛发展，预应力混凝土管桩因具有单桩竖向抗压承载力高，施工速度快、无振动、无噪声、无污染、长度易调整、批量生产、成品桩质量易控制等优点，在蚌埠地区得到了广泛的应用，但其质量问题也很多。因此在施工过程中的质量控制非常重要。

1 预应力混凝土管桩适用范围、规格及技术性能

1)适用范围。

预应力混凝土管桩适用于非抗震设计及抗震设防烈度不大于8度地区的工业与民用建筑、构筑物等工程的低承台桩基础，抗震设防烈度为8度且建筑场地类别为Ⅲ，Ⅳ类时慎用。铁路、公路与桥梁、港口、水利、市政等采用低承台桩基时可参照使用。

2)预应力混凝土管桩的分类及相关参数。

预应力混凝土管桩按桩身混凝土有效预压应力值分为4种类型，分别是A型桩、AB型桩、B型桩和C型桩，不同规格其技术性能不同，详见表1。

表1 预应力混凝土管桩的配筋和力学性能

从表1的数据中可知，在桩径一样的前提下，壁厚不同，主筋的直径和数量不同，有效预应力也不相同。因此，桩身结构的承载力不同，按标准组合计算的抗裂弯矩也不同。

2 预应力管桩施工过程中常见的问题及解决措施

2.1 严格检查进场桩基外观质量

材料进场必须有出厂合格证、生产许可证、质量保证书和使用说明书。对每一批进场的管桩根据设计图纸及规范要求进行检查，包括材质证明、实验报告等。发现桩的外径、桩身弯曲超标或桩尖不在纵轴线上等相关指标，特别是壁厚对管桩质量影响大的不宜使用。同时对桩身有麻面、蜂窝、露筋、裂缝等质量缺陷的，对不符合规范和设计要求的管桩，应限期将其撤出现场，不准用于工程中。桩在堆放、吊运过程中，应严格按照有关规定执行。

2.2 桩顶上浮

挤土桩压入土中，要将周围土体向旁侧挤压，由于打桩对土体的挤密作用，使先打的桩因受水平推挤而造成偏移和变位，或被垂直挤拔造成浮桩；同时也容易引起较大范围内的土体隆起。当上浮力较大时，即产生桩上浮。防治对策：1)设计部门应根据拟建场地工程地质条件及建筑物上部荷载的大小及分布特征、组合形式和结构特点，考虑持力层性质、埋藏深度、岩土参数以及成桩可能性，进行安全、经济、技术上的可行性分析对比，选择桩型和桩端持力层。2)施工单位应根据施工现场情况、机具设备条件及工作方式和工作效率等条件，合理编制施工组织设计及施工方案和施工中可能发生的应急预案与处理措施。如：选择合适桩型、调整打桩顺序、间歇压桩、预先引孔、分区段施打及二次复压等方法。3)施工时应注意挤土效应对邻近建(构)筑物、道路、地下管线等设施的影响，并严格按照设计要求及规范操作。

2.3 桩倾斜

桩倾斜在工程施工中分两种情况：1)在刚开始沉桩时，桩就走位或倾斜，可能是地下有障碍物，如老房基础、大块石等，处理措施：施工前清除干净，如果清除困难可先预钻孔。2)基坑开挖不当引起大面积群桩倾斜，尤其在软土中开挖的桩基。原因是施工方法不当，将建筑材料堆放在基坑的周围，或坡顶堆载过大、基坑开挖太深引起侧向挤压，以及地下水的流动性，加剧了向开挖方向的流动。而管桩抗水平力较小，随着土体的移动向开挖方向倾斜。防治措施：1)保证桩有足够的休止期才能开挖土方，严禁边压边开挖。2)土方分层对称开挖，遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。

2.4 桩顶标高控制不到位

对于预应力管桩沉桩时既要控制桩长又要控制贯入度(终压力)，预应力管桩为摩擦桩，应以标高控制为主，辅以贯入度控制作参考。多数由于场地地质土层条件变化不均匀(持力层起伏差异)而成“露桩”。然后就把高出标高的部分随意截桩，实际上这种截桩对桩身强度影响特别大，因为桩一截掉，最上面一截桩的预应力就不存在了，桩身强度马上就降下来了，需要在管中插入钢筋笼再灌混凝土进行加固。出现这种“露桩”的主要原因是：1)打桩机配重不够，与实际桩长及地质条件下土阻力不匹配，这种情况因施工单位为了节省费用经常发生，必需增加配重或更换压桩机。2)桩端持力层为密实的砂土层阻力大难以进入，设计单位应根据试桩及试桩载荷试验承载力检测确定合理的桩长及贯入度，现场以控制贯入度为主，桩长控制为辅的原则。3)基岩或强风化持力层面起伏较大，桩底标高难以控制，对于这种岩基地层选用预应力管桩时设计单位需慎用，必要时要进行施工勘察。

2.5 打桩对周围环境的影响

1)噪声和震动对周围环境的影响。施工过程中机械本身会发出强烈刺耳的声音，因此应尽量避开夜间施工和在居民密集区施工，尽量选用噪声较小的液压桩锤，或在桩顶、桩帽面上加垫能吸音的缓冲材料。当周边有建筑物及地下管线时，会导致建筑物产生裂缝、倾斜、管线断裂等不良影响。预防震动影响的措施有：采用液压锤；开挖防震沟；打设钢管桩；暴露地下管线等。

2)土体挤压对周围环境的影响。由于桩的挤密作用，使土体内部的原有应力发生较大的改变，如孔隙水压力上升、土体的位移和隆起等，会导致邻近建筑物、地下结构和地下管线的损坏和开裂。防治措施：a.合理安排沉桩顺序。b.采用预钻孔打桩工艺。c.控制沉桩速率。d.开挖防震沟和打设钢板桩围护。e.井点降水和预钻排水孔、预埋塑料板排水等。

2.6 桩低应变完整性检测曲线出现类似“断桩”信号

检测单位对预应力管桩进行低应变完整性检测，检查桩身是否有断桩、夹泥、离析、缩颈等缺陷存在。若发现检测曲线类似“断桩”信号，应对照施工记录及每节桩长分析“断桩”的位置及其处理措施，多数原因是焊接质量达不到要求造成的。由于施工进度快，没有控制好焊接质量，焊接不牢靠，焊缝不饱满。防治措施：1)混凝土预制桩接桩的方法有：焊接法、法兰接法和浆锚法。应根据实际情况，选择合理的接桩方法。2)接桩时，必须对准下节桩并垂直无误后，用点焊将拼接角钢连接固定，再次检查位置正确后，进行焊接。3)施焊中，应两人同时对角对称的进行，以防节点变形不均匀而引起桩身歪斜，焊缝应连续饱满。总之，在实施中应按照相关规范、规程严格控制。

3 结语

预应力管桩以其独特优点，正逐步得到推广和使用，但其引发的质量问题也很多，如桩顶上浮、桩倾斜、对周边环境的影响等，主要是挤土作用产生的。随着经济的发展和施工技术的不断进步，新技术、新设备不断涌现，对于在施工过程中的挤土效应，必能够得到很好的控制和应用。总结过去，展望未来，我们广大工程技术人员都应立足本职，扬长避短，务实创新，不断学习并积累和总结预应力管桩的实际应用经验，以提高其施工技术水平，来日必将更好的造福于人类，服务于社会。

[1] 常士骠，张苏民.工程地质手册[M].第4版.北京：中国建筑工业出版社，2007.

[2] 龚小南.地基处理手册[M].第2版.北京:中国建筑出版社,2002.

[3] GB 13476—2009，先张法预应力混凝土管桩[S].

[4] JGJ 94—2008，建筑桩基技术规范[S].

[5] GB 50021—2001，岩土工程勘察规范(2009版)[S].

[6] GB 50011—2010，建筑抗震设计规范[S].

Discussion on construction quality control of prestressed concrete pipe pile

Huo Zhiqiang

(BengbuInvestigationandDesignInstitute,Bengbu233000,China)

The paper discusses application scope, scales, categories and technical performance for prestressed concrete pipe pile. In light of prestressed concrete pipe pile construction problems, it summarizes specific solving measures, which has provided some guidance for similar engineering construction and management.

prestressed pipe pile, pile foundation, quality control, soil compacting effect

1009-6825(2015)07-0064-02

2014-12-26

霍志强(1975- )，男，工程师

TU473.13

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