浅析预应力管桩在工程中的应用

　　预应力管桩的施工分静压式和打入式。当采用锤击法时，应根据桩径，壁厚，打入深度，工程地质条件及桩密集程度等合理选择桩锤;当采用静压法时，可以根据具体工程地质情况及桩基设计要求合理选择配重，压桩设备应有加载反力读数系统，对预应力混凝土薄壁管桩不宜采用抱压。静压高强预应力管桩具有施工工期短、质量稳定、承载力高、穿透力强、低噪声、无震动、无污染、运输吊装方便等特点，近年来已广泛运用。打入式的工艺与原来广泛使用的普通预制桩基本一致，工艺比较成熟;目前静压预应力管桩工程实践经验尚不够丰富，但随着静压预应力管桩技术的推广应用和发展，以及人们对静压预应力管桩的理论和工程实践经验的不断积累，其应用水平将会不断得到提高。

　　1 预应力管桩施工技术

　　预应力管桩施工技术有静压法、锤击法或预钻孔插桩等方法施工。锤击法沉桩机械通常采用柴油锤、液压锤，不宜采用自由落锤，其特点是穿透能力强、承载力高、施工成本较低，应用广泛，缺点是存在着噪音及振动污染。静压法施工的特点是成桩后承载力直观可预测，噪音和振动不明显，适合在市区人口密集地区施工，缺点是穿透能力差，对机械装备的性能要求较高，设备笨重，难于下到较深的基坑中施工，且有些靠基坑壁的边桩不能施工。在建筑密集的老城区或附近存在着对挤土效应敏感的设施的施工，则宜考虑钻孔插桩施工法或相应采取其他防护措施。随着人们环保意识的不断增强及城市对建筑施工噪音控制越来越严格，桩基础施工方法成为设计及施工首要考虑的问题，为解决过去沉桩产生的强噪音和废气污染，以及钻孔挖孔桩产生的水污染问题，静压法便应运而生。

　　静压法技术特点：本法利用电力，具有液压操作，自动化程度高，运转灵活，桩位定点精确，可提高桩基施工质量，施工无噪声、无振动、无污染。 沉桩采用全液压夹持桩身向下施加压力，可避免打碎桩头，混凝土强度等级可降低 1-2 级，配筋比锤击法可省钢筋 40%左右。施工速度快，压桩速度每分钟可达 2m，比锤击法可缩短工期 1/3。适用范围：本工艺标准适用于软土、填土、一般粘性土层中，特别适合于居民稠密和危房附近环境保护要求严格的工业与民用建筑的低承台桩基础施工。

　　2施工注意事项

　　设计从质量的稳定性和经济性等方面考虑，一般都会选用挤土桩，可是挤土效应和振动影响制约了其在城区的使用，因而城区多采用静压法施工。预应力管桩施工中最典型的问题是挤土效应，下面重点介绍。

　　2.1 静压桩挤土效应防治。预应力管桩属于挤土类型，往往由于沉桩时使桩四周的土体结构受到扰动，改变了土体的应力状态，产生挤土效应;桩机施工过程中焊接时间过长;桩的接头较多而且焊接质量不好或桩端停歇在硬夹层;施工方法与施工顺序不当，每天成桩数量太多、压桩速率太快、布桩过多过密，加剧了挤土效应。静压施工前应根据场地周边环境条件及工程地质情况，制定切实可行的施工方案，采用经济、有效的技术措施，减少挤土效应所造成的危害，保证静压施工的顺利进行。

　　2.2 配桩问题。桩长控制，预应力混凝土管桩的表面虽然光滑，但是属于摩擦桩，设计一般以桩长作用静压桩的控制止压条件，就是说根据地质土层分布情况，桩长达到设计要求的数值已经有足够的摩擦力承受上部荷载。而现场实际操作则未必与设计相符，当小于设计要求长度时，监理方应通知设计院，要求对已经无法继续下压而桩长不满足要求的桩的承载力进行核算看是否满足设计要求，出书面通知，如不够时是否采用加桩处理等，管桩是属于挤密桩，桩尖下的土层受压后形成向上的应力，就算当时是能满足承载力要求，而随着时间的推移，此处的应力会逐渐消失，如果桩周摩擦力不能满足设计要求时，会在建筑物建设或使用过程中随着荷载的增加而出现意想不到的下沉，对建筑物的结构产生巨大的影响。

　　作为一个有经验的施工单位，在管桩施工前必须做配桩计划，依据是地质勘察报告和设计要求的桩长，根据持力层的等高线图可以预计到管桩施工时能达到的有效桩长，根据这个配桩方案进行管桩的采购、桩长是否与设计要求相符判断等方面的工作，由于没有做这项工作引起现场管桩长度过大，损失只能由施工单位承担，如果是按配桩方案执行却由于地质突变原因造成长桩剩余，则需与甲方协商，对此部分的桩做适当的补偿。

　　2.3 特别注意事项。压桩过程中，对周围的建筑物包括已完成的桩基，一定要采取切实可行的位移、沉降监测措施，这是整个施工过程中的重中之重。对桩的上浮、桩平面位移的监测，监测的数据需详细记录，及时统计、分析比较，当发现桩有较大上浮时，说明挤土效应的不利作用已经产生。此时应作出相应的调整措施，如放慢施工速度。在土方开挖过程中，要注意开挖方式，严禁各种机械的运行引起未开挖之土向已开挖方向蠕变，对管桩形成单侧压力，加强施工过程中基坑土体位移的监测，要求落实专人负责基坑的集水排水工作，严格控制开挖分层厚度。为避免机械碰撞桩身，可考虑在桩周围 30~50cm 范围内的土方用人工开挖。

　　2.4 其它注意事项

　　(1)压桩施工前应对现场的土层地质情况了解清楚， 做到心中有数;同时应做好设备的检查工作，保证使用可靠，以免中途间断压桩。桩的运输、堆放要符合要求，压桩前对桩进行全面检查验收，合格后方可使用。压力表要经标定后方可使用，才能真实的反映压桩力。

　　(2)压桩时，桩尖对准桩位，并用经纬仪校正桩身垂直度，如发现桩身不垂直，应及时调整，确保桩身垂直度满足规范要求。压桩过程中，应随时注意使桩保持轴心受压，若有偏移，要及时调整，如出现压力值陡降，桩身弯曲、倾斜以及桩身破坏或地下障碍，应立即停止并及时汇报。群桩中邻桩压桩时，要求对已入土中桩桩顶标高进行跟踪测量，以判断该桩是否有上抬或下沉现象，压桩按施工流程进行，不得随意更改。

　　(3)接桩时应保证上、下节桩的轴线一致，并尽可能地缩短接桩时间。压桩时控制压桩速度在 1m/min-2m/min 之间，并保证每根桩达到设计深度，且压桩力达到≥1.3 倍单桩容许承载力维持压力 10min 且每分钟沉降量不超过 2mm，可停止压桩。

　　(4)压桩机行驶道路的地基应有足够的承载力，必要时需作处理。量测压力等仪表应注意保养，及时检修和定期标定，以减少量测误差。

　　(5)桩施工结束后，若有高出地面的桩头，应小心保护，防止机械碰撞，压桩完毕后，及时进行报验，验收合格后才能进行下道工序施工。

　　参考文献

　　[1] 史佩栋，高大钊，钱力航.21 世纪高层建筑基础工程[M].北京：中国建筑工业出版社，2000：5-6

　　[2] 王杰.预应力管桩设计理论及其工程应用研究[D].湖南大学工程硕士学位论文，2009

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