王建涛
潍坊职业学院 基建处 山东 潍坊 261031
摘要：桩基是工程建设的重要组成部分，是确保工程建设质量的重要根本，预应力高强混凝土管桩作为重要的一种桩基形式在工程建设中广泛应用。本文阐述了预应力高强混凝土管桩在应用中的施工技术，提出了预应力高强混凝土管桩在应用中的控制要点，分析了预应力高强混凝土管桩在应用中的施工优势。
关键词：预应力高强混凝土管桩；施工技术；控制要点；施工优势
预应力高强混凝土管桩，简称PHC管桩，是采用先张法张拉预应力钢筋，混凝土离心成型，经过高压（1.0Mpa左右）、高温（180 ℃ 左右）蒸汽养护，制成的一种混凝土强度等级不得低于C80的空心圆筒型混疑土预制构件。
上世纪六十年代末，先张法预应力混凝土管桩开始应用于我国桥梁工程建设中，上世纪九十年代初，建筑工程领域中开始使用国产化的预应力高强混凝土管桩。近几年，我国预应力高强混凝土管桩行业发展迅速，在工程建设中应用量激增，应用范围不断扩大。
1 预应力高强混凝土管桩的施工技术
1.1 管桩应用的范围
预应力高强混凝土管桩采用工厂机械化预制生产，混凝土自身强度在C80以上，单桩承载力高、抗弯抗裂性好，应用范围较广。在软弱土层，可依靠挤土效应作为摩擦型桩基使用，依靠桩身与土层摩擦力为主，桩端阻力为辅承载结构荷载；在硬质土层，可依靠高强度桩端作为端承型桩基使用，依靠桩端阻力为主，桩身与土层摩擦力为辅承载结构荷载。
在有多障碍物的地层、有坚硬夹层的地层和从松软突变坚硬的地层，以及密集群桩时，易出现桩身倾斜，桩顶和桩身破损，假凝等问题，可采取预钻孔沉桩方案，减少问题的出现，确保正常应用。
1.2 管桩的施工工艺
预应力高强混凝土管桩现场沉桩方法主要有锤击法、静压法和振动法等方法。锤击沉桩法施工流程简便、施工机具简单是目前我国使用较普遍的混凝土管桩沉桩法。锤击沉桩法是利用桩锤下落时产生的冲击力克服土对桩的阻力，使桩到达设计深度的方法。
锤击沉桩法施工工艺：
确定沉桩方案和桩位校核→桩机就位→吊桩校正→锤击沉桩→接桩→再锤击沉桩→送桩→收锤
2 预应力高强混凝土管桩在应用中的控制要点
2.1 管桩制作控制
预应力高强混凝土管桩的生产要严格遵循制作流程，加强管桩制作相关技术指标的控制，管桩制作的原材料要求、流程要求以及管桩的运输、堆放、吊放操作规程等相关标准应符合《先张法预应力混凝土管桩》（GB13476）规定，加强成品桩的外观检查和性能检测，确保成品管桩的合格性，为现场后续施工打下基础。
2.2 管桩锤击方案控制
预应力高强混凝土管桩锤击方案要根据土层性质、桩位情况、管桩长度、管桩规格合理确定。打桩顺序宜采用先大后小，先深后浅，先长后短的原则施打，在锤击过程中，宜采用重锤低击，低锤重击的锤击方法，要根据实际情况合理调整锤击落距，以达到良好的锤击效果，预防出现挤压临桩造成桩身倾斜、断桩，锤击方法不当造成桩顶、桩身破损等问题。
2.3 管桩锤击垂直度控制
预应力高强混凝土管桩现场施工要加强初始垂直度和过程垂直度的控制，相关控制指标符合《建筑桩基技术规范》（JGJ94）规定。在开始锤击时要进行双向垂直度控制，在锤击过程中应采用经纬仪进行垂直度观测，把锤击垂直度控制作为管桩锤击施工主要控制项目。在锤击过程中发现垂直度偏差及时进行纠偏，整个过程确保桩锤、桩帽、桩身在同一轴线上，预防出现桩身倾斜、破损、达不到锤入深度等问题发生。
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2.4 管桩接桩质量控制
预应力高强混凝土管桩接桩的方法主要采用焊接连接。焊接接桩时，底部桩顶标高控制在地表0.5m以上，设置导向箍，确保上下节桩基垂直无错位；焊接前桩基焊面清理干净，按《钢结构焊接规范》（GB50661）规定进行焊接，以焊接接缝饱满，焊面呈鱼鳞状为优；焊接结束自然冷却8min后继续锤击施工，严禁焊后即打或水冷后打，以免造成接桩处开裂。
2.5 管桩收锤标准控制
预应力高强混凝土管桩的收锤标准应通过试验桩的锤击数据，根据土层地质情况、设计单桩承载力等因素综合确定，桩基试验按《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106）执行。桩端位于一般土层以设计桩深为主，最终贯入度为辅进行收锤控制；桩端位于坚硬质土层以最终贯入度为主，设计桩深为辅进行收锤控制。在收锤过程中要及时观测，记录锤入情况，如出现出现桩体倾斜、破损，贯入度剧变，主要控制指标达到要求，辅助指标相差较大等现象，应停止打桩，进行会审研究。
3 预应力高强混凝土管桩对比混凝土灌注桩的施工优势
3.1 安全管理方面
混凝土灌注桩施工流程多，要历经桩基钻孔成孔，钢筋笼制作吊放，混凝土浇筑等一系列施工工序，现场安全隐患控制点多，安全控制周期长，安全控制区域广，安全管理难度大。预应力高强混凝土管桩施工现场主要是桩基锤入的过程，单桩施工时间短，投入机械简单，单桩施工后无安全隐患点，更易进行安全管理。
3.2 质量控制方面
混凝土灌注桩是施工现场浇筑地下混凝土的一种桩基，施工工序复杂，质量控制要点多，施工工艺难度系数大，易出现塌孔、断桩等前期难以发现的质量问题，质量控制难度较大。预应力高强混凝土管桩为工厂化预制生产，专业化标准化程度高，桩身混凝土桩强度等级高，成品桩质量可靠稳定，不易受损，桩基锤入过程简单，出现问题易于发现和修正，易于进行质量控制。
3.3 进度控制方面
混凝土灌注桩自桩基成孔到桩基混凝土浇筑成桩均在工程现场内施工，施工持续施工时间较长，浇筑成桩后需混凝土强度等待期，需多工序统筹进度控制，进度控制难度大。预应力高强混凝土管桩是工厂桩基预制和现场桩基锤击相分离施工，可在工厂提前大批量生产预制桩，达到施工条件后现场进行锤击施工，每台机具每天可锤击30根管桩，并且锤入桩基不影响后续工序施工，施工速度较快，易于进行进度控制。
3.4 费用控制方面
预应力高强混凝土管桩中的是采用预应力张拉法制作，桩基自身相较于普通钢筋混凝土灌注桩节约钢筋约30%，节约混凝土约40%；在施工过程中预应力高强混凝土管桩流程简便，机械化程度高，投入的施工机具和施工人员比灌注桩更少。通过分析和总结，要达到同等受力情况，预应力高强混凝土管桩单位承载力造价3.2元/KN左右，普通钻孔灌注桩单位承载力造价8.8元/KN左右，预应力高强混凝土管桩更节约成本，更易于进行成本控制。
4 结语
目前，我国的管桩生产企业约500家，年产管桩超过3亿延米，管桩技术在工程建设中的应用已形成完善的标准体系。随着经济的高速发展和城市建设的扩张，预应力高强混凝土管桩因其在安全质量控制简便，施工速度快，建设成本低等方面的优势，在工程建设中将继续广泛使用。
在今后的应用中，要不断创新和改革，进一步加强新型预应力高强混凝土管桩材料的研发，新型管桩设备的应用，新型建筑仪器的辅助，提高管桩结构耐久性，降低对周围环境的影响，优化流程，规范施工，提高桩基安全稳定，确保工程牢固可靠。
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论文作者:王建涛
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/7
标签：混凝土论文; 预应力论文; 管桩论文; 桩基论文; 土层论文; 击沉论文; 质量控制论文; 《防护工程》2018年第21期论文;