建筑工程预应力高强混凝土管桩技术

乔文国

摘 要：建筑工程是城市化发展的重要标志，预应力高强混凝土管住施工技术是建筑工程施工中不可缺少的环节，该环节施工质量的好坏直接影响整个工程质量。为了对预应力高强混凝土管桩技术进行深入性的研究，以下是筆者结合具体工程案例对该施工技术的分析情况。

关键词：建筑工程;预应力;高强混凝土;管桩技术

预应力混凝土管桩具有较高的强度和承载力，且施工相对简单，造价低，施工周期也很短，在施工中逐渐取代了传统的实心预制方桩和沉管灌注桩，是现代建筑工程基础施工中采用的主要桩型。预应力管桩技术在施工中应用的影响因素很多。施工过程中稍有质量控制不慎，就会造成质量问题和隐患。在预应力管桩施工全过程中，只有采用正确的施工工艺，严格控制施工质量，才能发挥预应力管桩的施工效果。

一、预应力混凝土管桩技术的优缺点

（一）优势

预应力混凝土管桩施工技术具有许多优点，也被广泛应用于各种工程的施工和施工中，也得到了一致的认可。（1）单桩承载力高。预应力混凝土管桩具有较高的混凝土强度，特别是高强预应力混凝土管桩。桩身混凝土强度可达80MPa，可打入密实砂层和强风化岩层。由于挤密作用，管桩的承载力高于同直径沉管桩或钻孔桩。（2）良好的抗裂性。相比之下，预应力混凝土管桩经过高强预应力技术处理后，具有很强的抗裂、抗弯等刚度特性，可以有效避免在运输和静压施工过程中的损伤现象。（3）施工效果良好。成桩质量可靠，施工速度快，工作效率高，工期短。缩短施工周期是预应力混凝土管桩的最大优点。预应力混凝土管桩不需要等28天。桩完成后，可以对桩基进行检测。（4）具有广泛的技术适应性。预应力混凝土管桩具有承载力高、地层穿透力强、施工条件小、经济效益好等特点，适用于各种大型高层建筑、桥梁、码头等基础工程的施工。

（二）缺点

1锤击法包括简易柴油锤、液压锤、高频锤等，伴随着剧烈的振动或噪声，大量的挤土，会造成一定的环境污染和影响。施工中采用静压法，无振动和噪声，但仍存在挤土效应。（2）有些工程地质条件不适合采用预应力混凝土管桩，如土层中有较多的漂石或障碍物，且不易清除;桩端上方有难以穿透的硬隔层的区域;石灰岩区域;硬岩残积土和强风化层很薄，软土层在其上的地区。

二、预应力高强混凝土管桩技术施工前准备

某建筑工程为九层框架结构，高32.5m，地面平均3m处为砂层位置，淤泥层位于砂层以下。第二层淤泥厚度平均为9.5m。本次建筑工程设计中采用预应力高强混凝土管桩施工模式，其中500mm为桩径，100mm为壁厚，管桩混凝土的强度为C80。每桩承载力为700kN，有效桩长平均为28m，总桩数为220根。

（一）选择合适的桩架和桩锤

（1）选择合适的桩架，打桩效率的高低与桩架有直接性的关系。桩架在安置和安放的过程中要符合施工设计的要求，起到明显提升打桩效率的作用。本次建筑工程施工中选用的桩架为D-308S型履带行走式结构。此种结构的桩架在移动上较为灵活，使用也更为简单。（2）选择合适的桩锤。选择桩锤需要考虑的问题较多，如尺寸、形状、入土长度、重量等。本次建筑工程中此次施工环节顺利开展的前提条件是桩的贯入阻力可以被桩锤夯击能力有效克服。其中桩侧摩擦力和桩尖阻力是贯入阻力主要内容。反之桩锤会出现局部压曲的问题，难以满足本次设计要求。

（二）合理完善施工设计方案

合理确定打桩顺序需要参考不同的因素，如实际打桩位置的地质情况，施工整体现状等。打桩过程中要保护周围建筑，落实保护措施。桩位测点严格按照桩基施工图来进行。合理布置吊点位置，管桩堆放要注意防止振动和碰撞，可在管桩下面放上木垫和软垫。管桩成型制造到打桩施工间隔的时间要一样，确保混凝土强度满足施工设计要求，实际施工中常>80%。如施工场地需要堆放管桩时，需要秉持的原则为“先进场桩先打”，这样可保障管桩强度。建筑工程预应力高强混凝土管桩技术施工前需要对其规格全面了解。

（三）预应力高强混凝土管桩技术施工流程

1、试桩施工

静载荷抗压试验选用锚桩横梁反力装置，施工中选用两台千斤顶。本次工程使用的为锚桩和试桩。第一根试桩荷载力为6200kN，达到7级标准，将沉降量在1h后加大，标准为16.67mm/h，若地基被破坏试验停止。第二根试桩荷载力为5000kN，达到9级标准，将沉降量在45min后加大，标准为15.25mm/h，若地基被破坏试验停止。第三根为4000kN，增加4500kN的标准是待其稳定后。

得出Qum=4547kN;Sn=0.052，Quk=Qum=4547kN。

2、测量施工

先行地表杂物清理，场地平整后测量标高。准备好测量器具和施工设备。并行中线测量和控制桩测量。测量放线工作完成后准备技术交底。

3、桩机妥善安置

预应力高强混凝土管桩施工设备齐全，桩基移动前要勘察施工现场，确保桩基移动安全性。钻杆与地面的角度测量选用吊锤，误差要<1%。在桩机架上标定好长度。以后按照施工设计施工。

4、下节桩起吊施工

起吊下节桩发生在桩机就位后，管桩吊起后在桩外壁进行标记对准处理，垂直度调整采用两条线坠，以夹角90°标准测量调整。

5、压桩环节施工

压入早期需要注意的问题是减少和地下障碍物碰撞的机会，可选用低速压入方式。当遇到硬土层后可增加压桩力，通过就可降低。压桩环节施工也对压桩力时刻观察，确保沉降顺利进行。上节管桩插入地面的垂直度误差要<0.15%，桩锤、桩帽、送桩器的控制要在同一中线上。仔细观察沉桩施工中桩身垂直度，误差要<1%。若硬土中有桩尖插入不能强行施工。施工过程中桩身、桩顶毁坏要停止施工。

6、上节桩施工

入土管桩桩头多出地面的长度在0.5～1m之间，保持下节桩的完整性，清理桩顶杂物。起吊后的上节桩要与下节桩附近中心对准，并进行垂直度校正。确保无扣缝问题存在。在下节桩桩头位置设置导向箍，可便于上节桩施工，上下节装错位误差要小于2mm。

7、焊接施工

检查管桩接头位置的质量是焊接施工前期不可缺少的环节。该施工环节需要对上下端板表面进行清理处理，可使用铁刷子。通常情况下要先进行4～6点对称点焊处理，一般在坡口位置。上下节被固定后，可将导向箍拆除，随后行分层次的对称焊接。焊接常用方式为手工焊接、二氧化碳保护焊。焊接数量为3层，焊接前要将内层焊渣清理干净。焊接接头自然冷却后才能进行下步施工，禁止用水冷却。

三、结语

随着社会经济的快速发展，我国建筑业也得到了长足的发展。预应力高强混凝土管桩技术是建筑工程基础施工中的重要技术之一。其施工技术水平将直接影响到工程施工的整体质量。因此，施工企业必须结合施工现场的具体情况，充分认识预应力高强混凝土管桩的应用优势，做好施工准备。只有这样才能保证施工过程的规范性和合理性，才能促进工程建设的快速发展。根据具体的工程项目，通过地质情况的分析，总结了预应力高强混凝土管桩设计、施工与检测的方法。总结的内容能够为今后类似的工程项目提供参考。

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