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摘要：预应力混凝土管桩是体现当代混凝土技术进步与混凝土制品高新工艺水平的一种预制混凝土桩。由于预应力混凝土管桩具有承载力大、施工周期短、单位承载力造价低、成桩质量安全可靠等优点，近年来在我国软土深厚的沿海地区得到广泛的应用。随着新型静力压桩机械的投入使用，静压施工法逐步具有无噪音、无振动和无油烟、无环境污染等优点。在密实的砂层和强风化岩层等地质条件均可采用静压管桩施工。但是，在预应力管桩施工过程中经常会遇到一些质量问题，诸如：桩身倾斜率超过规范要求、桩位偏差、桩体上浮、桩身破损等。这些质量问题会严重影响预应力管桩在实际工程中的应用，因此，在预应力管桩施工中如何控制质量问题成为实际应用的关键问题。本文运用管理理论与过程控制方法，分析在施工过程的各个阶段加强施工质量的控制工作。
关键词：预应力管桩；施工质量；措施分析
1、施工预备阶段
1.1深入研究设计图纸及相关设计资料
正式施工前，施工技术人员必须认真研究分析岩土勘探报告与桩基础设计图，并以此作为编制施工方案的技术依据。岩土勘探报告包括总说明、勘探点平面布置图、工程地质柱状图与工程地质剖面图等，这是地基基础设计的基本依据，具体内容主要包括：地形、地貌、地下水位、岩土物理力学性能指标值与标贯试验结果，并对滑坡、泥石流、岩溶、土洞等不良地质现象有明确的判断结论和防治措施。设计人员依据地质勘探报告计算并确定桩基承载力设计值、收锤标准、终压控制、桩尖型式、送桩深度等。
一般情况下，施工必须按照设计要求执行，但在实际施工中，往往会碰到与设计不相符的地质情况，施工人员要提供详细数据并拍照，以便设计人员提出修改意见。由于一些地勘资料不详或者地质状况变化较大等原因，很多设计人员缺乏不同地质条件下的经验数据，或者以前没有接触过预应力管桩基础设计，所以设计往往偏于保守，这时，有经验的施工技术人员在认真研究分析地质报告与设计图纸的基础上，可以提出设计修改意见，并提供给设计单位，出具新的方案。
在施工工作开展前期，施工技术人员应当对土地勘察报告及相关设计资料进行深入研究，并将其作为施工计划编制的技术支持。及时组织施工图纸会审交底，事先解决施工图纸中的技术问题。及时正确地组织施工队伍的技术质量交底，避免返工。编制合理的施工工序流程图。及时解决施工中的技术质量问题。
1.2测量放线
测量放线工作是施工过程的重点所在，是工程质量与施工效率共同进行的前提条件所在。为了让施工过程质量得到有效控制，防止构件遭受偏心压力，那么就应该进行精确的测量放线步骤。其操作步骤可分为：①管桩中心位置的测量确定；②在桩位中心位置安装一根直径8mm左右，长度30cm左右的钢筋，钢筋高出地面约6cm左右，并在钢筋上缚上醒目的绳条；③选择一块圆夹板，夹板直径与管桩直径差不多即可，将夹板与钢筋插在一起；④在圆夹板周围涂上石灰；⑤将圆夹板去掉，此时地面上留下的圆圈便是管桩的安装位置。这种方法比较简单快捷，准确度也较高，值得采纳。
2、预应力管桩施工质量控制
2.1合理安排打桩顺序和打桩速度
挤土效应存在于预应力管桩沉桩过程中，打桩时施打顺序应根据桩的密集程度及与周边建筑物的邻近关系合理安排：依据桩的入土深度，宜先长后短；依据桩的规格，宜先大后小。若桩距较小，且距离建筑物相对较远，场地开阔，宜从中间向四周对称施打；若桩距较小，场地狭长，两端距建筑物较远，宜从中间向两端施打。
2.2确保桩身的垂直度
实际工程中如果没有准确的控制桩身垂直度，容易导致桩身倾斜，甚至断桩，桩基础的承载能力会受到严重影响。首先垂直压入节桩，准确定位并严格控制垂直度。桩机平台水平度和桩架的垂直度在桩就位后首先要被校正。桩对位后，按照规范和设计要求利用两个正交的经纬仪调整桩身垂直度。压桩过程中严格监控桩身垂直度，如果发现倾斜度较大应及时进行微调。管桩在入土时如遇障碍物造成倾斜，应及时清除障碍物，回填砂石后再行沉桩。
2.3打桩时应连续不断，不宜中途停歇
通过大量工程实践可知：如果在预应力管桩沉桩过程中途进行过长时间的停歇，由于土的有效应力逐步增大，增加土层与桩外壁的摩擦力，继续沉桩会遇到较大困难，此时，沉桩会因此达不到设计深度，而且会引发周围地基出现严重变形，周围已沉入的桩会受挤上浮、倾斜移位甚至断桩，并且会破坏周围邻近建（构）筑物等。因此，在施工过程中应连续沉桩，避免中途停歇。
2.4合理控制终压力
如何确定终压力是预应力管桩施工中一个很重要的问题。过大压桩力容易压坏桩，而过小的压桩力会使桩无法达到设计的持力层，如果桩底嵌固不良，有效桩长不足，容易导致单桩承载力不满足设计要求，而且会引发在施工时多桩承台相邻桩上浮的质量问题。如果要保证桩身不受破坏并确保桩端达到合理的持力层，就需要可靠安全的压桩力，为了获得较高的桩端土极限端阻力应需要大吨位挤密桩底土体提高桩端土体力学性能。也就是在同等混凝土强度等级或稍提高等级的情况下，同一种型号、截面、长度、同一地质条件的桩，只要选用一个适当的终压力，即可取得更高的单桩承载力，从而大幅度降低基桩工程造价。
3、预应力混凝土管桩施工中常见问题及防治措施
3.1桩断裂
3.1.1主要原因分析
（1）复杂的地质情况，地质勘探资料不够详细。
（2）桩身质量存在较大问题。
（3）在初始压桩时桩体不垂直，在压入地下一定深度后，再校正桩体，这样就会使桩身产生弯曲等问题。
（4）两节桩在接桩时不能保证在同一竖直线上，压入时在接桩处产生弯曲，容易导致接桩处局部产生集中应力而破坏。
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（5）在接桩时，如果不能保证连接件平整使间隙过小，就容易导致焊接不够牢靠；焊缝中有夹渣往往是因为焊缝不连续，不饱满；如果冷却方式正确，冷却时间合理等，连接就不会存在缺陷。
3.1.2防治措施
（1）在施工前及时清理桩位下的障碍物；深入探知地质结构分布情况，选择合理的沉桩速度，如果一旦出现异常问题，应急措施应该被及时采取。
（2）桩身质量在施工前应仔细检查，按照有关规定，选取适合的管桩的混凝土强度等级、外观尺寸、钢桩尖等。
（3）在桩被压入一定的深度时如果出现比较严重的倾斜，切勿在校正时采用走架的方式。
（4）上下两节桩在接桩时要保证在同一竖直线上，严格按照操作的要求焊接接头。
（5）判断断桩的位置时应正确合理，处理时采取接桩或者补桩，具体情况应与勘察设计单位协商决定。
3.2沉桩达不到设计要求
3.2.1主要原因分析
（1）勘探点选择过少或勘探资料不够详细。
（2）设计持力层在选择时不合理。
（3）桩基设计时对单桩承载力预估差距大，导致实际桩长与压桩力不合理。
（4）在沉桩时桩身断裂而使施压不能够继续进行。
3.2.2防治措施
（1）工程地质情况应被详细勘探，在有必要时应进行补勘，持力层或标高再取用时合理安全。
（2）桩机的选择应符合适合的吨位；在选择桩的施工方法及打桩顺序时应依据工程地质条件合理选用，避免管桩断裂，确保桩身质量安全可靠。
（3）设计时应科学合理，如果情况允许应通过试桩确定合理的终压力。
（4）桩型、桩尖被选取时应合适。
3.3桩顶位移
3.3.1主要原因分析
（1）桩入土后，遇到大块坚硬障碍物，把桩尖挤向一侧。
（2）两节桩或多节桩施工时，相接的两节桩不在同一轴线上，产生了曲折。
（3）在软土地基施工较密集的群桩时，由于沉桩引起孔隙水压力把相邻的桩推向一侧或浮起。
（4）桩较多，土壤饱和密实，桩间距较小，在沉桩时土被挤到极限密实度而向上隆起，相邻的桩被浮起。
3.3.2防治措施
（1）采用井点降水、砂井或盲沟等降水或排水措施。
（2）沉桩期间不得同时开挖基坑，需待沉桩完毕后相隔适当时间方可开挖，相隔时间应视具体土质条件、基坑开挖深度、面积、桩的密集程度及孔隙压力消散情况来确定，一般宜两周左右。
4、质量问题处理
4.1压桩时出现下沉异常现象时应立即停止施工，并报有关单位再处理。
4.2若压桩过程中下沉量突然增大，应对照地质资料进行检查。若桩尖进入软土层，应继续施打；若桩身被打断，应会同有关单位研究补桩方案。
4.3若桩到一定深度后压不下去，或桩锤和桩突然反弹，应减少桩锤落距，慢慢往下打，待桩尖穿过障碍之后再加大落距，如仍打不下去，应根据地质资料核对桩尖入土的土质情况，会同有关单位解决。
4.4免挤土影响位移。当桩在打入过程中，发生下列情况时，应及时与有关方面研究确定能否继续施工：
4.4.1桩突然发生显著的偏斜和走动。
4.4.2桩身裂缝超过有关规定或已露筋和桩破碎。
4.4.3地面显著隆起或沉陷。
5、结束语
随着预应力管桩越来越广泛的应用，其施工质量与施工水平也日益提高，但存在的问题仍然不少，加强以上几个方面的管理非常重要，预应力管桩属基础施工，且是隐蔽工程，尤其要加强施工过程管理，做好隐蔽记录，及时处理质量隐患，对于提高工程质量与施工效率、降低成本大有裨益。
参考文献：
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[2]张彬.浅议预应力混凝土管桩锤击法施工技术[J].山西建筑，2011，37（1）：58~59
[3]广东省住房和城乡建设厅.广东省标准DBJ/T15-22-2008《锤击式预应力混凝土管桩基础技术规程》[M].北京：中国建筑工业出版社，2008
论文作者:曹莹
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第20期
论文发表时间:2019/4/28
标签：预应力论文; 管桩论文; 混凝土论文; 地质论文; 承载力论文; 时应论文; 夹板论文; 《建筑细部》2018年第20期论文;