建筑施工中的预应力管桩技术

宋冶

摘 要：现代建筑中高层、超高层建筑数量越来越多，为了确保建筑物的基础安全性，预应力管桩技术被越来越广泛的应用于基础的设计及施工当中。在本篇文章中笔者探讨了预应力管桩技术的特点和具体的施工工艺，强调在管桩施工中要做好严格的质量管理，保证预应力管桩施工质量。

关键词：预应力管桩；常见问题；原因分析

随着社会经济的迅速发展及科技的不断进步，我国城市基础建设日趋完善，也给我国建筑行业带来了极大的发展空间。在建筑施工中，在各种原因的作用下地基逐渐呈现出相对松软现象，对应于此种情况，近年来预应力管桩被广泛应用在工业民用建筑中，预应力管桩是由相应资质的厂家采用先张法预应力工艺和离心工艺成型，后经蒸汽养护而成的一种细长空心圆筒体的等截面预制混凝土构件，在建筑施工中通过锤击或静压的方法将其沉入地下作为建构筑物的基础。

1、预应力管桩的特点分析

预应力管桩，实际指预制桩的一种，按桩身混凝土强度等级不同可分为预应力混凝土管桩和预应力高强混凝土管桩，较之传统桩基，预应力管桩具有单桩承载力高、便于设计、地質条件适应性强、运输吊装方便、接桩快捷、施工效率高工期短和成桩质量较可靠等优点；缺点在于预应力混凝土管桩的规格及适用范围有一定限制，挤土力强，尤其是采用柴油锤施打管桩时受到地质条件限制较多，而且噪声大、震动大。

预应力管桩的预制特性使得其施工的前期准备和施工过程时间大大缩短，施工造价方面，由于预应力管桩规格多，一般的厂家可生产φ300-φ600管桩，个别厂家可生产φ800及φ1000管桩，桩节长短不一，通常4-16m一节，搭配灵活，接长方便，在施工现场可随时根据地质条件的变化调整接桩长度，可以节省用桩量，但为了确保工程质量和减少余桩量，不适宜在硬化土质地基工程中使用预应力管桩。预应力管桩单桩承载力达到600kN至4500kN，适用于多层建筑及50层以下的高层建筑。

2、管桩施工质量控制

预应力管桩施工必须做到三步控制，即事前控制进场桩身质量、焊条质量、施工器械检测；事中控制桩的贯入情况、桩顶完整状况、电焊接桩质量、桩体垂直度、电焊后的停歇时间、重要工程应对电焊接头还要做10%的焊缝探伤检查、打桩记录是否完整准确；事后控制承载力检验、桩体质量检验、桩头保护和桩位复查。

另外预应力管桩施工中吊装、运输、堆放等环节是对易被忽视的工序，但它们对管桩施工质量的影响却很深。如果要全方位保护好管桩的施工质量，就必须施工期间做好管桩及管桩施工材料的运输、堆放质量管理。合理设计管桩的打桩顺序，并尽量减小打桩噪声。如果在施工期间发现了管桩碎裂和管桩倾斜问题，要及时停止打桩，并将问题上报给质量管理人员，采取合理措施及时解决，将发生的问题和解决方式如实在打桩记录上备注。做好施工的收尾工作，同时确保管桩尾部工程的施工质量，做好成品保护工作，比如管桩沉桩结束后，要及时对桩头进行保护，避免其裸露在地表受到外界碰撞。

3、预应力管桩施工技术分析

工民建施工中所采用的预应力管桩施工技术打桩方法多为锤击法和静压法，两种方法均能完成预应力管桩施工，但是在实际选择时要注意结合工程施工特点，选择合适的打桩方式。分析锤击法和静压法两种方法特点可知前者的缺点主要有：施工噪声大，影响周围居民的日常生活，不适宜在市区使用；在石灰岩作持力层、“上软下硬、软硬突变”等地质条件下，不宜采用锤击法施工；打桩时送桩深度受限制，在深基坑开挖后截去余桩较多。静压法则可有效克服噪声实现无振动施工，所以相比之下，静压法比锤击法更适合在人员密集区域使用。静压发也能有效减少余桩浪费的情况，但是挤土效果依然明显。预应力管桩施工过程中，桩身务必要和地面保持垂直，避免桩身弯曲。控制管桩桩身垂直度的措施有：做好管桩成型质量控制，要求管桩的桩帽、桩身以及桩尾均位于同一直线上，静压桩施工前要确保压桩机仪表在检测合格期内，通过仪表控制桩身与地面保持垂直度在误差允许范围内，；锤击法施工时为了防止打桩过程中出现桩身歪斜现象，需要在距离打桩机20m处设置一台经纬仪，利用经纬仪来检测桩身和地面的垂直度，确保桩身垂直。桩头焊接也要依照规范严格管理，尤其是焊接后保持规定静止时间，然后再进行压桩，可以确保接桩的可靠性。预应力管桩焊接一般采用钢端板焊接方式，桩端头距地面1m左右，进行接桩，接桩前先将打入地下的下节桩加上定位板，然后把上节桩吊放在下节桩端板上，依靠定位板将上下桩接直，上下桩如有间隙，应用楔形铁片全部垫实焊牢。拼接处坡口电焊应分层对称焊接，选择适用焊条，焊缝连续饱满。管桩中心线与拼接管桩中心线允许偏差不大于2mm，焊接后应进行外观检查，焊缝不得有表面缺陷，焊缝应自然冷却，冷却时不宜少于8min，严禁用水冷却或焊好后立即压桩，防止焊缝变脆影响焊缝强度。管桩一般不宜截桩，但实际施工中截桩现象较为普通。截桩不得使用大锤硬砸，应使截桩机械，一般采用人工凿桩，用钢纤在桩身四周对称凿穿后用锤打下，再用气割将预应力筋切断，上部管桩截断后，余下管桩中预应力钢筋仍起作用。每根桩应一次性连续打到底，停歇时间不宜太长。特别在较厚的粘土、粉质粘土层中施打多节管桩，因为在这类土层中打桩，桩周土体迅速破坏，孔隙水压力剧烈上升，土的抗剪强度大大降低，桩身的贯入相当容易，若中间停歇下来，土中超孔隙压力逐渐消散，桩周土发生固结，打桩发生困难。沉桩过程中遇有较难穿透的土层时，接桩宜在桩间穿过该土层后进行。否则再加上土的固结力，沉桩更加困难。桩头封堵采用托板垫底，并用微膨胀混凝土堵实，锚筋可采用与桩端钢板圈焊接。

4、结束语

总而言之，在工民建施工中，预应力管桩施工都要做好严格的质量控制，规范管桩施工行为，按照施工技术和质量验收规范的要求开展管桩施工作业，强化施工管理，通过建立预应力管桩施工质量监督体系，来有效控制管桩的成品质量，为管桩桩基结构稳定性奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]丁全来.预应力管桩建筑桩基技术在工业与民用建筑中应用[J].科技致富向导，2014

[2]岳境.预应力管桩与钻孔灌注桩在建筑施工中对比分析[J].科技信息，2014