1引言

 

　　预应力混凝土管桩可分为后张法预应力管桩和先张法预应力管桩。先张法预应力管桩是采用先张法预应力工艺和离心成型法制成的一种空心筒体细长混凝土预制构件，主要由圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成。如图所示。

 

　　预应力管桩示意图

 

　　l一桩身；2—钢套箍；3一端头板；D一外径；l一壁厚

 

　　先张法PTC预应力薄壁管桩施工技术从国外引进后，已广泛应用于工业和民用建筑、路桥、港口与码头中，成为开发商和设计施工人员乐于接受和采用的一种桩型。管桩按混凝土强度等级和壁厚分为预应力混凝土管桩和预应力高强混凝土管桩。预应力混凝土管桩代号为PC，预应力高强混凝土管桩代号为PHC，薄壁管桩代号为PTC。PC桩的混凝土强度不得低于C50，薄壁管桩强度等级不得低于C60，PHC桩的混凝土强度等级不得低于C80。

 

　　2预应力混凝土管桩特点

 

　　PTC管桩的主要特点有四个方面：

 

　　（1）应用广泛。可用于工业与民用建筑工程基础、大型设备基础、桥梁和码头的基础及挡土墙等。

 

　　（2）穿透能力强。只要有足够大的压力（3600KN以上），它可以穿越十几米厚薄粉砂甚至是中粗砂层，确保桩基端嵌固于较好的持力层上，具有理想的有效桩长长度，能获得非常高的单桩承载力。

 

　　（3）强度高。管桩混凝土抗压强度达70Mpa以上，抗裂弯矩高于方桩，具有高强的工作性能，确保桩身在恶劣施工环境下保持完好，大大减少裂桩和断桩事故的发生。

 

　　(4)成本底。管桩的单位承载力和造价是各种桩型中最低的，总体经济效益指标优于其他桩型。

 

　　3施工准备

 

　　3.1场地及设备要求

 

　　（1）施工场地的动力供应，与所选用的桩机机型、数量的动力需求相匹配，其供电电缆应完好，以确保其正常供电和安全用电。

 

　　（2）施工场地应平整，其场地坡度应在10%以内，并具有与选用的桩机机型相适应的地耐力，以确保在管桩施工地面不致沉陷过大或桩机倾斜超限，影响预应力管桩的成桩质量。

 

　　（3）PTC桩的施工必须配备性能可靠、符合标准、种类齐全的施工机械和设备，在施工前做好机械设备的保养、试机工作，确保在施工期间正常作业。

 

　　3.2预应力管桩的质量要求

 

　　（1）检查管桩生产企业是否具有准予其生产预应力管桩的批准文件。检查管桩砼的强度，钢筋力学性能，管桩的出厂合格证及管桩结构性能检测报告。

 

　　（2）检查管桩的外观，有无蜂窝、露筋、裂缝，色感均匀、柱顶处无孔隙。管桩桩位应在施工图中对其逐一编号，做到不重号，不漏号。

 

　　（3）管桩堆放场地应坚实、平整，以防不均匀沉降造成损桩，可采取可靠的防滚，防滑措施。管桩现场堆放不得超过三层。

 

　　（4）管桩桩位经测量定位后，应按设计图进行复核，施工单位自检后上报监理单位对测定定位成果进行检查无误后共同验收。

 

　　3.3其他要求

 

　　承包人要做好施工时的排水措施。根据PTC桩的堆放数量，选择若干靠近临时便道，开阔平整的场地作为PTC桩的临时堆场。

 

　　4现场施工工艺

 

　　（1）桩位放样。根据设计文件和技术交底所确定的坐标控制点和水准点进行桩位放样，采用经纬仪定出桩位。用消石灰作出桩位的圆形标记，圆心位置用小木桩标记，并注意保护所作标记。

 

　　（2）压桩。用钢强绑住桩身单点起吊，小心移入桩机，然后调平桩机，开动纵横两向油缸移动桩机调整对中，同时利用相互垂直的两个方向经纬仪检查垂直度。第一节桩入土30~50cm后检查和校正垂直度，垂直度控制在0.5%以内，开动压桩装置，记录压桩时间和各压力表读数，保持连续压桩并控制压桩速度1m/min~2m/min，最大压桩力不得大于单桩强度的竖向承载力设计值（80~100T）。

 

　　（3）压桩顺序。压桩时应从第一阶台阶开始向路基外侧进行PTC管桩施工。当第一级台阶及扩建段压入第二、第三级台阶开挖及填筑后再进行第二、第三级台阶PTC压入桩的施工。

 

　　（4）压入桩的桩顶标高。压入桩与打入整平标高下25cm处停止，如压入桩上有构筑物应结合构筑物标高进行压入桩的施工。

 

　　（5）接桩及焊接要求。接桩时其桩头应高出地面1.0m左右；接桩前下节桩的桩头加上定位板，然后将上节桩吊放在下节桩端板上，靠定位板将上下桩接直，其错位偏差不应大于2mm；上下桩如有空隙，用楔形铁片全部垫实焊接牢固；管桩焊接前，上下端表面铁刷清理干净，直至其坡品处刷出金属光泽；焊接时应分两层内焊，在坡品四周先对称点焊6点，焊接由两个焊工对称进行；焊接层数不得少于2层，层间焊皮要清理干净，焊缝应达到二级焊缝要求；焊接好的桩接头应自然冷却，冷却时间至少8min，严禁用水冷却。

 

　　（6）送桩。送桩前用水准仪确定地面标高，在送桩杆上作记号，送桩过程中进行跟踪，动态检查送桩深度。送桩器下端宜设置桩垫，桩垫厚度均匀并与桩顶全断面接触。

 

　　（7）终止压桩。正常情况按设计压桩力送桩，达到设计高程后持荷（正常压力）10min且分钟沉降量不超过2mm后方可结束送桩，在同一地质类型的地段，若出现静压力显著增加或送桩时静压力显著减小等异常情况，需暂停施工并及时报告监理，分析和找出原因后提出处理措施。

 

　　5PTC桩帽施工

 

　　（1）PTC桩施工结束后，报请监理验收合格后，才可进行桩帽施工。

 

　　（2）模板。模板采用土模施工，在桩头处用人工开挖的方法，按设计尺寸挖出桩帽位置，形成土模，土模周边用铁锹等夯实。

 

　　（3）钢筋。钢筋采用钢筋场下料加工成半成品，运至现场绑。桩帽处钢筋焊接采用双面焊，焊接时保证焊缝的饱满度的同时要保证焊缝无夹渣的情况。钢筋绑扎采用扎丝绑扎。每个交叉点到要绑上。同时注意控制保护层厚度。钢筋绑扎完成后进行自检，合格后方可上报监理工程师进行检验。

 

　　（4）混凝土浇注。混凝土的浇筑采用泵送混凝土，插入式振捣棒振捣。振捣时要快插慢拔，直到表面平整乏浆为止，保证振捣密实。最后在初凝前要进行不少于两次的收面，并覆盖洒水养护，保证桩帽的施工质量。

 

　　6监理重要控制要点

 

　　现场监理人员应注意以下几点：审查垂直度的控制、桩机行进路线的控制、管桩接头焊接质量的控制、终止压桩的控制、防止夹裂的控制、桩长的控制、桩基检测及验收的控制等。监理人员在验收时，应逐一检查并填写工序质量报验单、隐蔽工程检查验收记录、预制管桩静压记录、高程测量记录表、检验批质量检验表等。先张法预应力管桩的质量检验应符合表的规定。

 

　　同时无论是监理人员还是施工人员还应注意：桩发生倾斜、桩尖达不到设计深度、桩身上浮等问题的出现，及时采取相应措施。如达不到设计深度时，产生的原因可能是：（1）桩尖碰到了局部的较厚夹层或其他硬层。（2）中断沉桩时间过长。由于设备故障或其他特殊原因，致使沉桩过程突然中断，若延续时间过长，沉桩阻力增加，使桩无法沉到设计深度。（3）接桩时，桩尖停留在硬土层内，若时间拖长，很可能不能继续沉桩。这就需要技术人员冷静分析，找准对策，果断采取措施。

 

　　参考文献

 

　　[1]中华人民共和国行业标准.《建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)》.中国建筑工业出版社，2008.

 

　　[2]徐至钧，李智宇，张亦农.预应力混凝土管桩设计施工及应用实例.中国建筑工业出版社，2009.

 

　　[3]孟文清，阎西康.现代建筑施工新技术.黄河水利出版社，2010.

 

　　[4]赵晓伟.建筑地基与基础工程——建筑工程施工常见问题及对策300例.江苏人民出版社，2011.