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摘要：建筑业的发展使得建筑工程中的相关技术在原有的基础上都有了很大的进步。提高天然地基的承载能力或加固软弱地基，保持地基的稳定，减少基础的沉降和不均匀沉降，以满足建筑物上部荷载的要求，确保建筑物（构筑物）的工程质量是首要工作。在地基处理中的预应力管桩施工技术关系着建筑物的施工质量的安全性与稳定性。
关键词：预应力管桩；地基处理；建筑工程；
一、预应力管桩的原理与特点
1.1预应力管桩的原理
混凝土预应力管桩又名大管桩，可分为后张法预应力管桩和先张法预应力管桩。先张法预应力管桩是采用先张预应力、掺加高效减水剂、高速离心蒸汽养护工艺形成的空心圆筒细长形的，具有一定抗弯、扩压性能的受力杆件。管桩按混凝土强度等级或有效预压应力分为预应力混凝土管桩和预应力高强混凝土管桩。预应力混凝土管桩代号为PC，预应力高强混凝土管桩代号为PHC，薄壁管桩代号为PTC。PC桩的混凝土强度不得低于C60，薄壁管桩强度等级不得低于C60，PHC桩的混凝土强度等级不得低于C80。预应力管桩施工技术是建筑工程中一项重要的施工技术，通过其将建筑物的荷载传给地基土，但是在地基基础处理中若不能很好的运用预应力管桩，将会给建筑的质量、安全带来一定的隐患。
1.2预应力管桩的特点
（1）质量稳定可靠。预应力管桩是采用工厂预制的生产方式，故能利用先进的工艺和设备，质量容易控制，产品质量容易保证，且成桩质量监测方便。
（2）单桩承载力高，其单位承载力的价格也比较便宜。桩身混凝土强度等级为C80，具有高强性能，600的预应力混凝土管桩的单桩允许承载力达到2500-3200kN。它的单位承载力的造价也都比预制混凝土方桩以及钻孔灌注桩低，且仅为钢桩的1/3～2/3，并节省钢材。
（3）应用范围较广，工程的适应性比较强。预应力管桩有不同的规格、长度可以选择，对桩端持力层起伏变化大的地质条件也能适应性是。它的适用范围非常广泛，同时，桩身的抗裂性能、耐防腐性能都比较好，耐锤击，土层的穿透力也很强，而且可以采用不同的沉桩工艺来进行施工。
（4）抗弯以及抗拉的性能好。因为预应力管桩桩身砼的强度很高，同时又加上使用了高强度以及低松驰率的预应力专用钢筋，所以使得桩身具有较高的有效预压力（5～8MPa），因此预应力管桩具有非常大的抗弯以及抗拉能力。
（5）耐久性非常好。预应力管桩采用的是高速离心成型工艺以及高温高压蒸汽养护而成，因此其桩身的混凝土密实性非常好，它的抗渗性、抗硫酸盐腐蚀性和耐碳化性都比普通的砼高。
（6）施工速度快，工期短。预应力砼管桩在工厂商品化生产，能按施工要求及时供桩，施工前期准备时间短，一般能缩短工期1～2月。
（7）施工现场文明。施工现场无砂石、水泥，无泥浆污染，对施工现场狭窄的工程特别有利。
二、预应力管桩的施工工艺
2.1工艺流程
2.2施工方法
（1）测量定位：
①施工轴线必须严格按设计坐标点引测，并经多次复核后确认，施工现场轴线控制点位置应设在不受打桩作业影响的地方，并加以保护。
②根据设计的桩位图，按施工顺序将桩逐一编号，依桩号对应的轴线，按尺寸要求施放桩位，并设置样桩，供桩机就位定位。
③桩位放样允许误差应小于1cm，设置的样桩应与地齐平，周围撒上白灰或水灰以便查找，并在打桩前进行复核。
④施工区附近设4个以上不受打桩影响的水准点，以便控制送桩时桩顶标高，每根桩送桩后均须作标高记录。
⑤施工时要每压一排桩，复核一排样桩，防止压桩挤土对桩位偏差的影响。
⑥管桩桩架均匀平衡，桩身必须垂直，桩插入时不得超过0.5％，应在距桩机15m-25m处成90度方向各设置经纬仪一台，测定导杆和桩身的垂直度。
（2）桩机到位
①将场地平整好后，在每台桩机下铺设30mm厚的钢板或其他强度、刚度较大的板材，保证打桩机站位的稳定，同时保证桩机在施打时桩锤与桩帽、桩帽与管桩、管桩与地面的垂直度一致（即三者中心线重合），确保沉桩质量。
②采用导杆锤桩机时是步履式底座，对基面的水平度要求较高，为了确保桩机的稳定，将最大高差控制在规范允许范围之内；
③准备足够的25cm×25cm×2m的垫木，垫木放置要平齐、间隔均匀；
④桩机移位前要对地表进行碾压密实，以保证桩机就位的稳定，为管桩垂直度的控制提供可靠前提。
（3）吊桩插桩、桩身对中调直
桩打入过程中修正桩的角度较困难，因此就位时应正确安放。第一节管桩插入地下时，要尽量保持位置方向正确。开始要轻轻打下，认真检查，若有偏差应及时纠正，必要时要拔出重打。校核桩的垂直度采用垂直角，即用两个方向（互成90°）的经纬仪使导架保持垂直。通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整。经纬仪应设置在不受打桩影响处，并经常加以调平，使之保持垂直。
（4）锤打
当地表层土质较松散，初打时可能下沉量较大，宜采取低提锤，轻打下，随着沉桩加深，沉速减慢，起锤高度可渐增。在整个打桩过程中，要使桩锤、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。必要时应将桩锤及桩架导杆方向按桩身方向调整。要注意尽量不使管桩受到偏心锤打，以免管桩受弯受折。打桩较难下沉时，要检查落锤有无倾斜偏心，特别是要检查桩垫桩帽是否合适。如果不合适，需更换或补充软垫。每根桩宜连续一次打完，不要中断，以免难以继续打下。
（5）接桩
采用焊接法接桩，其工艺要求如下：
①焊接桩插入地下后，要留有0.5m以上置于地面上以方便焊接。
②焊接用的焊条，规格，型号，性能等均应规范及设计规定要求。
③接桩时，上下节桩的中心线偏差不得大于5mm，节点弯曲矢高不得大于桩长的1‰，且不大于20mm。
④配二名焊工对向焊接以加快焊接速度和减少焊接应力对桩垂直度产生不利影响。
⑤焊接时，端头板表面应清洗干净，焊缝要求连续饱满，每个接头焊接分三层满焊，而且接头应错开，以保证焊缝质量。
⑥焊接完成并由现场监理对焊接质量认可后，且需等待8min后方可继续沉桩。焊接要求：
a、焊接时，焊接法兰盘表面应保持清洁，上、下桩因施工误差因素而出现的间隙应用厚薄适当的楔形铁片填实焊牢。
b、沉桩过程中遇有较难穿透的土层时，接桩宜在桩尖穿过该层土后进行。
（6）送桩
为将管桩打到设计标高，需要采用送桩器，送桩器用钢板制作，长4--6m。设计送桩器的原则是打入阻力不能太大，容易拔出，能将冲击力有效地传到桩上，并能重复使用。
（7）管桩与底板的连接：
对于沉入控制标高而不需要截桩的管桩与底板的连接，将托板下入管内，桩帽与底板连接筋（锚固筋）焊接后，再把连接用钢筋笼插入桩内，将桩顶直接伸入底板内深度（遵照设计要求确定），用与底板相同标号或设计要求的砼灌注。
（8）打桩记录
打桩过程中应详细记录各种作业时间，每打入0.5--1m的锤击数、桩位置的偏斜、最后10击的平均贯人度和最后1m的锤击数等。
（9）质量自评偏差：《根据建筑桩基技术规范》JGJ94-2008的要求打入桩的桩位允许偏差为；
三、预应力混凝土管桩在地基基础处理中存在的问题及预防措施3.1预防预应力混凝土管桩上浮采取的措施：
（1）桩基完成后宜对桩身进行复压1—2次，甚至多次，即所谓“跑机”。同时，桩基完成以后应在嵌固期后才能进行土方施工，嵌固期根据土质有不同要求，一般7～21天。
（2）桩基施工完成后宜进行必要的静载检测，以检验是否达到设计要求。
（3）适当扩大监控范围。
3.2预防预应力混凝土管桩桩身破坏采取的措施
（1）选用桩机合理有效的施工方法，控制桩身的垂直度，避免斜桩的发生。
（2）控制好桩机施工终止条件，对纯摩擦桩，终止条件宜以设计桩长为控制条件。
（3）桩机施工结束后合理的进行土方开挖以及凿桩施工，必须强调土方开挖过程中的施工质量与水平。
（4）施工过程中应加强对桩身原材料的检查验收。
3.3预防预应力混凝土管桩斜桩采取的措施
（1）静压桩桩机施工前注意机械设备的维修，以避免影响施工质量；
（2）施工过程中要严格控制好桩身垂直度，重点应放在第一节桩上，垂直度偏差不得超过桩长的0.5％，桩帽、桩身及送桩杆应在同一直线上，沉桩时宜设置经纬仪在两个方向上进行校准。
（3）制定合理的施工顺序，桩基施工后的孔洞应及时回填，施工过程中加强对垂直度的控制。
四、结语
地基处理中的预应力管桩施工技术是一项难度高、内容繁杂的技术。但其关系着建筑物的施工质量，关系着建筑物的安全性和稳定性。因此，在地基处理中的预应力管桩施工技术不允许有任何错误出现。但是由于预应力砼管桩具有制作工艺简单，质量容易保证，植桩方便，耐打性好，造价便宜，检测方便，施工速度快，桩基抗震性好等诸多优点，因此，在地基基础处理工程中应用越来越多。为更好的在地基基础处理中应用预应力管桩，还要加强对预应力管桩施工技术人员的培训，加强预应力管桩施工人员的技术水平和业务水平。相信，在科研水平迅速提高的当下，只要建筑领域的相关人士对预应力管桩施工技术加以研究，在不就的将来一定能够提高预应力管桩施工技术在地基处理中的运用，促进建筑业的发展和进步。
参考文献：
[1]《先张法预应力混凝土管桩》DBJT-92-2000
[2]《地基处理技术规范》DG/T08-40-2010
[3]《建筑桩基检测技术规范》JGJ106-2003
[4]《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
[5]《工程测量规范》GB50026-2007
论文作者:胡梅娟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/6
标签：预应力论文; 管桩论文; 混凝土论文; 地基论文; 桩基论文; 桩机论文; 偏差论文; 《基层建设》2017年第19期论文;