摘要：在软土地基中，桩基础不仅可以有效提高建（构）筑物基础的承载能力，还可使建（构）筑物的整体稳定性得到进一步的提升，减少建（构）筑物沉降现象的出现，因此桩基础在软土地基的处理中得到了广泛的应用。本文详细阐述了预应力混凝土管桩在温州软土地基处理中的应用及施工中需要注意的事项。
关键词：优点；缺点；应用范围；存在问题；注意事项
引言
温州位于浙江南部，是我国东部沿海开放城市之一。温州市区的地形主要以平原为主，约占市区总面积的70%左右，平原地区的地质主要由第四纪松散沉积物构成，为厚层淤泥类软土，平均厚度在40-50m，最厚可达100m，物理力学性质差，对工程建设影响较大。
在深厚的软土上进行工程建设对工程本身和周围环境的不利影响都是较为明显的，如局部地面下沉、房屋倾斜、地下管线损坏等，而桩基础可以十分有效的解决上述问题。温州地区的深厚软土地质问题，在我国沿海城市中都是十分突出的，因此桩基础的应用在温州的软土地基处理中具有十分重要的意义，而预应力混凝土管桩可以很好的起到基础加固效果。
1 预应力混凝土管桩的特点
预应力混凝土管桩是采用预应力技术、离心成型和蒸汽养护制成的一种空心筒体细长混凝土预制构件，是混凝土预制成品新技术和新工艺的新成果。预应力混凝土管桩在被压入土层过程中，地基土受到重塑扰动，桩压入土体时会所受到土体阻力，即压桩阻力。压桩阻力是由桩侧摩阻力和桩端阻力组成的，其大小和分布规律的影响因素主要是土质、土层厚度、进入持力层深度等。
管桩在穿过上覆软土层时，压桩阻力较小，如粘土层、淤泥土层等，其瞬时排水固结效应不明显，体积压缩变形小，桩体在贯入时会产生超静孔隙水压力。当将桩压至密实土层时，压桩力会急剧上升。因为将桩压到持力层时，在压桩力剧烈的挤压挤密作用下，桩端附近的土已经不是原状土，而是形成超压密土层区和挤密加固区，强度比原状土高许多。压桩完成后，随桩侧土孔压消散，再固结和触变恢复，最终形成一层紧贴于桩表面的硬壳，最后桩身承载力由桩身摩阻力与桩端阻力共同提供。
2 预应力混凝土管桩的优点
预应力混凝土管桩是目前应用比较广泛和成熟的一种桩型，和一般桩型相比，预应力混凝土管桩具有下列优点：
（1）单桩承载力高
预应力混凝土管桩桩身混凝土强度高，有的高达80MPa，可打入密实的砂层及强风化层，桩尖进入强风化层或密实砂层后，经过强烈的挤压，桩尖附近的强风化层或密实砂层已不是原始状态，桩端承载力可比原状提高80~100%。
（2）对持力层起伏变化较大的地质条件适应性强
在实际工程中会碰到地质持力层起伏变化较大的情况，这时就可以根据具体的地质情况选用相应节长的管桩，节省用桩量，因为管桩桩节长短不一，搭配比较灵活。
（3）单位承载力造价便宜
衡量桩基的经济效益，以每米造价或以单方混凝土造价作对比都是不科学的，应用单位承载力（每吨或每kN）的造价作对比。与其他混凝土预制桩相比单方混凝土可提供的承载力更高。
（4）质量稳定可靠，桩身耐打，穿透力强
由于其采用工厂预制的生产方式，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。管桩桩身强度高，加上有一定的预应力，桩身的耐打性和抗裂性较好，可承受重型柴油锤成百上千次的锤击而不破裂，而且可穿透5~6m厚的密集砂隔层。
（5）施工速度快，工效高，工期短
在经济飞速发展的时代，“时间就是金钱，工期就是效益”。预制桩管桩施工速度快，工期短，效益高。
3 预应力混凝土管桩的缺点
任何事物都具有两面性，虽然预应力管桩优点很多，且应用广泛，但其也有很大的局限性，如选用不当，非当达不到预期工程效果，甚至可能会造成一定的经济损失。其主要有以下缺点：
（1）预应力混凝土管桩沉桩一般用锤击和静压法下沉。锤击沉桩震动剧烈，噪音大，挤土量大，会造成一定的环境污染和影响。用静压法施工虽可消除噪音污染，但挤土作用仍然存在，并且它要求的设备和环境条件使其应用也受到限制，过重的设备在施工中会对软弱土场地的浅层土体产生严重扰动，会给后续工序的施工带来困难。
（2）因为属于挤土桩，群桩施工时会引起周围地面的隆起及可能使相邻已就位的桩上浮，还会对临近的建筑物和市政设施造成不利影响。
（3）受起吊设备能力的限制，单节预制桩的长度一般为十余米，桩长较长时需要接桩。
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（4）打入后，桩长超过设计桩长时，需要截桩，而截桩比较困难。
（5）难以穿透较厚的坚硬土层，当坚硬土层下仍存在软弱土层要求桩穿透时，就比较困难，须辅以其他施工措施。
4 预应力混凝土管桩在软土地基中的应用
预应力混凝土管桩在工程建设中应用十分广泛，在公路、桥梁、港口、码头、工业与民用建筑、市政工程建设中均得到了广泛的应用，并取得了一定的社会效益。温州深厚的软土地质，使得预应力混凝土管桩在工程建设中扮演着十分重要的角色。
桥头跳温州到，这是很多其他地方的人对温州的印象。这在很大程度上是由温州的软土地基造成的。因为软土地基中的桥梁与桥台后的软土地基容易产生较大的沉降差，导致桥梁在后期使用过程中常发生较严重的桥头跳车现象，影响道路的行车安全。而预应力混凝土管桩作为桥台后软土地基的一种先进处理措施，取得了较好的效果。它是由桩土共同承担外荷载，不但可以提高地基承载力，而且还可以减少路基的工后沉降，并有利于减少震动时土体的液化危害。因此预应力混凝土管桩在桥台后的软基处理中深受设计人员的喜爱，在温州地区的使用十分广泛。
温州某工程实施河岸驳坎，工程位于山边，根据地勘资料，设计时驳坎基础采用天然地基基础。由于地勘勘探布点较疏，在实施过程中发现局部区段地质情况与地勘报告出入较大，经现场勘察该处地质为淤泥土层，基础无法满足设计要求。由于该工程工期紧，为满足工程进度及设计要求，并结合造价经济要求，经综合考虑，将该区段的驳坎基础调整为预应力混凝土管桩基础。最后工程如期完工，在这里预应力混凝土管桩完美的诠释了其对地质条件适应力强、施工速度快、工效高、工期短、造价经济的优越性。
近年综合管廊建设在温州发展迅速，综合管廊是深埋于地下的细长混凝土 结构，其对基础不均匀沉降非常敏感，而预应力混凝土管桩可以大大提高地基基础承载力，减少地基基础不均匀沉降带来的危害。且施工方便、工艺简单、工期进度快，在综合管廊工程建设中取得了良好的经济效益。
5 施工中存在的问题
从工程实践来看，混凝土预应力管桩与传统的灌注桩相比，管桩具有良好的贯入性、抗震性及抗冲击疲劳性，并在工程中得到了充分体现。但在施工中，特别是近年来对预应力管桩的检测过程中，发现预应力管桩也存在一些问题。主要表现为以下三种现象：
（1）接桩处开裂：接桩处经施工后，出现松脱开裂；
（2）沉桩深度达不到设计要求：沉桩是以最终贯入度和最终桩长作为控制指标，有时沉桩达不到设计的最终控制要求；
（3）桩身开裂：桩在沉入过程中桩身突然倾斜错位，当桩尖处土质条件没有特殊变化，而贯入度突然增大，这时可能会使桩身断裂。
6 施工中的注意事项
针对预应力混凝土管桩在施工中出现的质量问题，在施工中应注意以下事项，以提高桩基的工程质量。
（1）详细探明工程地质情况，根据工程地质条件，合理选择桩型，施工方法及打桩顺序。
（2）接桩前，应对连接部位进行清洁，检查连接部件是否牢固、平整；接桩时，两节桩应在同一轴线上，上下段保持顺直；焊接层数不少于两层，焊缝应饱满，焊缝冷却应为自然冷却，严禁水冷或焊好即打。如发生裂缝，应及时处理，裂缝部位较深时，只能补桩。
（3）管桩进场时，要检查管桩合格证、检验报告等，还要检查桩身质量，发现桩身弯曲超过规定（L/1000且≤20mm）或桩尖不在桩纵轴线上的不宜采用，发现桩身开裂超过有关验收规定时不得采用。
（4）桩施打时，在稳桩过程中，如发现桩身倾斜度大于10%时应及时纠正。
（5）如发生断桩，应及时进行处理，断桩部位较深时，只能补桩。
7 结语
工程桩基种类繁多，任何桩基都有其自身的优越性和局限性，选用桩型时需结合工程自身的特点、地质情况以及周边环境综合考虑选用适合本工程的桩基。通过本文的研究分析，希望可以为预应力混凝土管桩在软土地区中工程建设的使用及施工提供一点借鉴和帮助。
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[5] 苏艳.预应力管桩在工程基础设计与施工中的应用[J].岩土工程，2004年
论文作者:夏晓谦
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/28
标签：预应力论文; 混凝土论文; 管桩论文; 土层论文; 温州论文; 工程论文; 承载力论文; 《基层建设》2019年第4期论文;