一、前言

 

　　目前，预应力混凝土管桩液压法的应用已经比较普遍，在其施工的过程中，如果没有一套可行的施工流程和施工质量控制方案，那么，预应力混凝土管桩液压法施工的质量将难以得到提高。

 

　　二、高强度预应力管桩的试验

 

　　目前，管桩的单桩竖向承载力的测试依靠静载试验和高应变试验。

 

　　1.静载试验

 

　　管桩的单桩竖向抗压静载试验是静载试验法的一种，其主要是通过模拟实际荷载情况，采用油压千斤顶加载，得出一系列关系曲线，最后综合评定确定单桩的极限承载力。其千斤顶的加载反力装置有以下几种方法：

 

　　(一)锚桩横梁反力装置：由4根锚桩、主梁、次梁、油压千斤顶以及测量仪表等组成。锚桩、反力梁装置能提供的反力应不小于预估最大试验荷载的1.2倍～1.5倍。

 

　　(二)压重平台反力装置：由支墩、钢横梁、钢锭、油压千斤顶及测量仪表等组成。压重量不得少于预估试桩破坏荷载的1.2倍；压重应在试验开始前一次加上，并均匀稳固的放置于平台上。

 

　　(三)锚桩压重联合反力装置：当试桩最大加载量超过锚桩的抗拔能力时，横梁上放置或悬挂一定重物，由锚桩和重物共同承受千斤顶加压的反力。

 

　　但需注意一点，静载试验应在管桩的桩身与土体的结合达到设计要求的前提下方能进行。如砂类土的管桩，不应少于7d；粉土和黏性土的，不应少于15d；淤泥或淤泥质土的，不应少于25d。

 

　　2.高应变试验

 

　　高应变试验是动测法的一种，作为静载试验的补充。其是利用一定重量的重锤，在一定落距下冲击桩顶，使桩产生一定贯入度而测出单桩竖向承载力。高应变试验应在静载试验结束7d后进行，其先在距桩顶一定距离处安装环形应变传感器和加速度传感器，然后垂直对中桩轴心，自由落下重锤锤击桩顶，使桩周土在冲击荷载下产生塑形变形，通过PDA接收、调制、A/D转换和运算，得到CASE法实测结果。在CASE测试基础上，运用实测曲线拟合法进行拟合分析，经过多次循环直到最终获得满意的拟合结果。

 

　　三、预应力管桩的设计

 

　　设计方要根据工程地质详细勘查报告，判断地质情况是否适合采用预应力管桩，并分析关于管桩的各种计算参数，以及预应力管桩可以达到的承载力特征值。

 

　　预应力管桩的承载力由桩身结构竖向承载力设计值和单桩承载力特征值决定。其中桩身结构竖向承载力设计值可以查国家建筑标准设计图集03SG409确定。

 

　　而单桩承载力特征的计算在国家规范中无明确规定，按照力学性能分析，可以参照钢管桩的计算公式初步估算，公式如下：

 

　　考虑到预应力管桩的挤土效应，λs、λp都可以取1。

 

　　但是一般按照施工图详勘报告的参数计算，计算出来的结果远远小于预应力管桩实际能达到的承载力。在正式施工中，往往以最后三阵的标准贯入度控制，最终以静压试验为准。当工程地质情况较好的情况下，单桩承载力特征可以达到桩身结构竖向承载力。

 

　　管桩桩尖的选择：管桩桩尖的形式主要有三种：十字型、圆锥型和开口型。前两种属于封口型穿越砂层时，开口型和圆锥型比十字型好，开口型桩尖一般用在入土深度为40m以上且桩径≥550mm的管桩工程中，成桩后桩身下部约有1/3～1/2桩长的内腔被土体塞住，从土体闭塞效果来看，单桩承载力不会降低，但挤土作用减少。封口桩尖成状后，内腔可一目了然，对桩身质量及长度可用目测法检查，这是其他桩型所没有的。

 

　　四、液压法压桩的施工方法

 

　　1、施工程序

 

　　液压管桩的施工程序为：测量定位—桩机就位—复核桩位—吊桩插桩—桩身对中调直—静压沉桩—接桩—再静压沉桩—送桩—终止压桩—桩质量检验—切割桩头—填充管桩内的细石混凝土。

 

　　2、管桩施工方法

 

　　（一）测量放线

 

　　测量人员根据设计图纸的布点放出桩位的具体位置，然后利用钢钎打入400mm左右，然后取出钢钎，灌入粉灰捣实，桩位经过复检合格后办理校验手续，才能进行施工。

 

　　（二）桩体编号

 

　　当预制完成的桩运输至施工现场后，应该根据一定规则进行编号，每根桩都必须编号，便于做施工记录，并确保施工过程中每根桩的使用部位清除。

 

　　（三）桩机就位

 

　　当编号完成后，就应该按照施工操作规程将桩机进行移位，通过纵向、横向的转移将桩机移动到压桩的位置，并初步调平机身。在桩机就位前，应该将施工场地进行平整，保证桩机移动过程中的水平，机身平面倾斜角度不能过大。

 

　　（四）吊桩、压桩

 

　　将桩运送至桩位附近，按照桩位布局情况合理防止，尽可能不要出现长距离拖桩，以免拖桩造成损伤。吊装前，应该请有关部门进行严格的检查和测量，发现有断丝现象应该立即更换，保证牢固可靠，吊装时应于桩上1/3处捆牢，起吊时严格按照有关吊装安全操作规程操作。

 

　　（五）桩与承台梁的连接

 

　　与承台梁相连时，常用的方法有：①不截桩桩顶与承台梁的连接；②截桩桩顶与承台梁相连。

 

　　五、影响预应力高强度混凝土管桩施工质量的因素及控制措施

 

　　1、混凝土强度因素对预应力高强度混凝土管桩桩身和桩头裂损影响

 

　　在上述四个项目预应力高强度混凝土管桩施工中，除了第四个静压施工工艺的桩基质量评价为良好外，其余几个均采用锤击沉桩施工工艺的项目中，桩基施工整体质量评价较差。而其中最为明显的质量缺陷体现在预应力高强度混凝土管桩桩身和桩头裂损。

 

　　影响预应力高强度混凝土管桩的施工质量的因素主要包含预应力高强度混凝土管桩质量、施工工艺，而预应力高强度混凝土管桩质量中对混凝土强度的要求十分关键。结合上述工程实际，采取对预应力高强混凝土管桩生产厂商留置试块抽检和现场钻芯取样的方法，对预应力高强度混凝土管桩混凝土芯样抗压强度进行试验测试，所测试的预应力高强度混凝土管桩设计混凝土强度等级要求为不低于C80。

 

　　管桩钻芯取样的试压强度比生产过程中制备的试块强度总体偏低，说明许多生产厂商的预应力高强度混凝土管桩桩身真实强度离散性较大，且与混凝土设计强度等级C80的还存在一定的差距。采取措施如下：

 

　　（一）可以采用免振捣、自动成型的自密实混凝土为原材料的生产工艺。

 

　　（二）支模要严格控制模板尺寸和相互位置，模板接缝要严密不漏浆。

 

　　（三）钢筋绑扎和锚锢要符合混凝土结构设计规范的相关要求。

 

　　（四）钢筋混凝土浇筑前要将模板内异物清理干净，避免局部不均匀，在贯入过程中导致应力集中。

 

　　2、生产工艺因素对高强度混凝土管桩桩身和桩头裂损影响

 

　　高强度混凝土管桩采用先张法预应力离心成型工艺，通过桩切面观察，粗骨料粒径从外向内逐渐变小的有序排列，一方面提高了管桩弯矩值和强度值，但是同时也易造成管桩内壁有较厚的浮浆层，造成强度偏低，使得整个桩体截面存在较大强度不均匀的不利因素，对于此类管桩，在锤击沉桩过程中易在桩顶产生不同程度的纵向裂缝。

 

　　为了加快管桩模具的生产周转，提高生产效率，不少企业在管桩蒸气养护过程中采用加快升温速度和快速降温的办法，特别是在高温高压蒸气养护过程中，过快的升温和降温将造成管桩混凝土强度降低，管桩桩身开裂，给管桩的产品质量带来隐患，管桩锤击施工的耐打性和管桩结构的长期耐久性下降。较好的解决办法是采用静压法施工。

 

　　3、施工工艺因素对高强度混凝土管桩施工质量的影响

 

　　预应力高强度混凝土管桩施工方法主要有锤击和静压两种，目前用柴油锤、液压锤锤击法沉桩的施工工艺在我国还是占主导地位。近几年来，随着大吨位压桩机的问世和静压沉桩施工工艺的完善，静压法施工工艺与锤击法相比具有明显的优点，因此发展迅速，呈现有望取代锤击法的态势。锤击法沉桩时，由于锤击力的冲击和反射，使预应力高强度混凝土管桩受到较大的压应力波和拉应力波，容易使桩头、桩身、接头等薄弱处产生裂纹，严重影响桩基质量。而静压法是慢而均匀的加载，无冲击和反射应力波，施工应力小且易控制。因此，采用静压法沉桩时，其预应力高强度混凝土管桩的配筋率和混凝土强度等级均可降低1个等级，这意味着静压法可降低预应力高强度混凝土管桩的制作成本。

 

　　六、结束语

 

　　总而言之，预应力混凝土管桩液压法的施工过程中，必须要认识到施工的具体的程序，在施工之前首先要拟定施工的方案，进而确保施工的有效性和准确性，提高施工的效果。

 

　　【参考文献】

 

　　[1]杨智良；胡俊；戚新秀.高强度预应力混凝土管桩施工技术探讨[J].安徽建筑，2012.26

 

　　[2]张瑞坡，预应力高强度混凝土管桩施工质量控制[J].城市建设理论研究，2012.25

 

　　[3]马琳琳.预应力管桩的设计与施工[J].山西建筑，2009.56