随着我国社会经济建设步伐的加快，城市建设规模不断扩大，建筑工程数量日益增加，对工程项目施工的质量管理体系也提出了较全面的要求。预应力混凝土管桩作为一种空心圆筒形混凝土预制构，是近些年新兴的地基基础处理形式，具有桩基抗震性能好、单桩承载力高、穿透性好、造价低廉和施工速度快等优点，能够较好弥补传统管桩类型的不足，克服施工过程中噪音大、地基承载力低和地基土受力状态差等问题，目前在建筑领域得到广泛的应用及推广。

 

　　1管桩吊装施工改进

 

　　1.1选择正确的起吊点

 

　　桩的端截面的控制弯距M的大小与L2（管桩离地端和吊点之间的距离）/L（管桩的长度）的大小有着密切的关系：当L2=0.293时，M取得最小值，其值为Mmin=0.043qL2；而当L2=O或L2=0.5L时，M取得最大值，其值为Mmax=0.125qL2（q一管桩的单位长度自重）。从中可以看出，Mmax≈3·Mmin。也就是说，对于一定长度的管桩，随着L2的变化，M将在一个很大的范围内变化。基于这个事实，如果我们能够正确选择一个起吊点，使它处于L2=0.293L的位置（或者附近），那么肯定将使得起吊时的截面弯矩变得最小（或相对较小），从而使得桩身出现横向裂缝的概率降为最低。

 

　　1.2增大绑扎的接触面积

 

　　根据结构力学研究，如果能够将集中荷载T通过适当的方式转化为具有一定作用面积的均布荷载，那么，截面最大弯矩值肯定会有所降低。当然，降低的程度和均布荷载作用的长度d（见图1）有很大的关系，d越大则降低的幅度就越大。在d=L的极端情况下，整个截面的弯矩值均降至为零。因此，如果绑扎时，在吊点附近一周圈套一块一定长度的可重复使用铁皮（或钢套），定将有效降低截面最大弯矩值，预防桩身横向裂缝的出现，具体绑扎见图l。

 

　　1.3小心起吊

 

　　在实际起吊过程中管桩所受到的荷载都是动荷载，所以就应该充分考虑动荷载有别于静荷载所带来的相应影响。因为通常的作法是取一个动力系数k（规范规定k取1.5），如果我们能够在吊装时有效减小动力系数k的取值，使实际的k小于1.5，这必然可以使实际的截面最大弯矩值变小，最终可以降低桩身出现横向裂缝的概率。而要达到这个目的，小心起吊就很有必要：起吊的幅度尽量要小，动作尽量要轻、慢；同时还要尽量避免管桩在起吊移动时和场地内的其它物体碰撞，尤其是剧烈碰撞，这就需要事先合理安排好管桩的起吊移位路线。

 

　　2控制打桩应力

 

　　2.1采用适当的锤垫和桩垫

 

　　理论和经验都证明，采用适当的锤垫和桩垫是减小打桩应力最有效的办法。研究表明，冲击力和垫层厚度L成反比关系，越小，冲击力反会越大。

 

　　桩垫的作用主要是调节冲击力、保护桩头。由上述讨论可知，如果桩垫太薄，则会产生过大的锤击应力，桩头易被击碎；如果桩垫太厚，锤击能量就会损失太大，以至不能使桩正常下沉。所以，合适的桩垫应厚度适中，结合实践经验，一般厚度取120～150mm（锤击后），其材质以纸垫、木夹板或橡胶制品为宜。而且，在锤击过程中应经常检查，当桩垫被打硬或烧焦时，应及时更换。同时，在更换桩垫时，必须把桩帽内的残余碎屑清理干净，以免产生偏心高值局部应力将桩头击碎。锤垫的作用主要是保护桩锤，同样的道理，可用竖向硬木，厚度150～200mm，实践证明效果较好。

 

　　2.2选挥合理的桩锤

 

　　理论研究表明，过大的桩锤将会产生过高的打桩应力，桩头易被击碎；而且，因此而导致的过大的最后贯入度，也会使打桩人员在心理不易接受。而如果选用过小的桩锤，为了达到正常的沉桩速度，势必要增加桩锤的冲程，这就同样会产生过高的打桩应力以及不必要的能量损失。因此，管桩在选锤时应考虑满足使桩足够克服桩动阻力即可，在对桩顶采取有效保护措施的前提下，应优先采用重锤、低冲程、低速度方法打桩。当然，对于不同能量的锤打桩，最后贯入度也应作相应调整。大致的桩锤选择可参考下表1：

 

　　2.3“力戒偏打”原则

 

　　打桩时，打桩应力的峰值往往是由于偏心冲击引起的局部应力。桩顶不平、桩垫不好、桩帽尺寸过大过小以及桩身倾斜都会导致偏心冲击，从而导致高值局部打桩应力的出现。相关资料已经显示，桩在受偏心冲击时发生的破坏大多是突然性的。往往锤击数下，桩一边的混凝土就会呈受压破坏的现象，有时甚至在距地面约1～1.5m的位置还会出现单边环裂。所以在桩的施打过程中，一定要采取有力措施对桩的“偏心冲击”加以控制，这里特别需要强调的是：一定要重视现场的打桩管理、加强监督控制、严格操作规程、严格遵循“力戒偏打”的原则，尽量避免打桩应力峰值的出现。

 

　　2.4软土层较厚时，合理选取单桩承载力

 

　　当软土层较厚、桩尖直接进入强风化岩或砂岩等岩层时，不宜用过小的最后贯入度来满足过高的承载力，相反，如果采取一定的打桩措施之后仍然满足不了承载力的要求，则应考虑单桩承载力的取值是否合适（过大），如有可能可以适当降低承载力的取值。因为在这种情况下，桩端嵌固不深，承载力主要由端承保证，这意味着如果要求有很高的单桩承载力就等于要求有很高的端阻力，因此最后贯入度必然就要定的很小，而这样势必会使桩尖和桩顶的打桩应力骤增，很容易就会将桩打坏或打裂。

 

　　3挤土的防治措施

 

　　3.1减少桩的排土量、降低超静孔隙水

 

　　一般常可采用掘削、水冲、预钻孔辅助沉桩法，达到减少桩排土量的目的，这可以大幅度减小沉桩对地基土体的挤土影响程度，并达到降低超静孔隙水压力的目的。

 

　　管桩虽为开口桩，但其入土时的挤土情况却与闭口桩相差不大。在管桩的施工中，如果采用边沉桩边掘削的施工工艺，则可明显增大桩内土芯量、减小桩的排土量，显著减小沉桩挤土对地基变位和超静孔隙水压力的影响程度和范围。若同时采用预钻孔施工工艺则效果更佳。当采用边钻孔边沉桩的预钻孔施工工艺时，一般预钻孔的直径宜为桩径的70%左右，预钻孔的深度宜为1/3～1/2的桩长。

 

　　3.2合理安排沉桩施工顺序及进度

 

　　在软粘土地基中，沉桩施工进度过快，不但显著增加超静孔隙水压力值，并促使邻近土体剪切破坏，显著地增加地基土体的变位值，而且扩大了超静孔隙水压力和地基变位的影响范围。沉桩施工顺序对超静孔隙水压力的形成及其水力梯度的大小和方向也有明显关系，且直接影响沉桩区及其邻近地区地基变位的分布规律。实践表明，地基变位的方向基本上与沉桩施工顺序方向是一致的。在砂性土地基中，由于砂性土的挤密沉降程度不仅与振动强度成正比，而且与振动作用的持续时间成正比。

 

　　3.3降低地下水位、改善地基土特性

 

　　降低地基中地下水位或改善地基土的排水特性，可以减小和加快消散沉桩引起的超静孔隙水压力，防止砂土液化或提高邻近地基

 

　　土体的强度以增大其对地基变位的约束作用，从而减小地基变位及其影响范围。通常在沉桩区及其邻近范围，可沿软土层埋深预先钻孔构筑砂桩、砂井、碎石桩、砂石桩、塑料排水带等一些行之有效的排水措施。在含水量较高的地层，可沿桩长粘接排水带。在地下水位较高的地区，也可采用井点或集水井抽水等降低地下水位的措施。

 

　　3.4设置防渗防挤壁

 

　　设置防渗防挤壁，可适当控制超静孔隙水压力的影响范围，并加强对沉桩邻近地区地基变位的约束作用，有效地防护邻近建筑物免受损害。通常可在沉桩区邻近沿软土层埋深预先设置构筑混凝土地下连续壁、水泥搅拌桩加固壁、旋喷加固壁、抗渗板桩以及桩排式砂桩、石灰桩、碎石桩等防护措施。

 

　　3.5设置防挤土槽

 

　　设置防挤土槽，可以减小地基浅层土体的侧向位移和隆起影响，同样也可以减小邻近浅埋式基础的建筑物和地下管线的差异变位影响。通常在沉桩区邻近防护建筑物和地下管线前3m左右处设置深度大于邻近建筑物基础和地下管线埋深的防挤土槽。当槽深较大时可在土槽内灌水或护壁泥浆以防止发生坍塌。

 

　　3.6设置防挤孔

 

　　设置防挤孔，以减小地基土体的变位值及其影响范围，并减小对邻近建筑物的变位影响。通常在沉桩区及其靠近邻近建筑物的一侧处，沿软土层埋深于沉桩施工前按梅花形设置单排直径为30cm左右的深孔，并向深孔内灌注护壁泥浆，以利于地基土体释放沉桩施工所引起的有效应力和超静孔隙水压力的消散，并减小地基土体的超静孔隙水压力和地基土体变位的影响范围和程度。

 

　　3.7加强监测

 

　　为了保护沉桩区的邻近建筑物免受沉桩施工影响，宜在沉桩施工期间采取相关的监测措施，密切观测沉桩区及其邻近地区和邻近建筑物的变化状况，通过对地基土体的超静孔隙水压力、深层土体侧向位移、地面的侧向位移和隆起、邻近建筑物的变位和开裂状况的监测，有效地控制沉桩施工顺序和施工进度并加以及时的调整，以减小对邻近建筑物的危害影响。必要时可对邻近建筑物采取托换加固措施，以免发生塌房事故。为此，预先应对邻近建筑物和地下管线进行仔细调查，并确定其允许变位值是十分必要的。

 

　　4结语

 

　　预应力混凝土管桩在建筑领域已得到广泛的应用及推广，但其在应用过程中仍存在一些质量及技术问题，影响到管桩效果的发挥。为此，建设单位的施工人员应加强对预应力混凝土管桩的认识，重点围绕选材、设计和施工等方面加强预应力混凝土管桩的质量控制工作，并制定出切实有效的措施，以解决突发问题，从而确保建筑工程的质量安全。

 

　　参考文献：

 

　　[1]陈志山.静压高强预应力混凝土管桩施工技术[J].科技致富向导.2012年第12期

 

　　[2]韩幼红.预应力混凝土管桩施工质量控制之我见[J].城市建设理论研究.2012年第14期