经大量工程实践表明，通过应用预应力混凝土管桩可实现工厂化生产，提高桩材生产的速度，便于沉桩施工、有效节约建筑材料，同时保障施工质量；当前，该种方法已经广泛地用于高层建筑、工业厂房、市政设施、码头、烟囱以及各类高塔、碑等工业与民用建构筑物的桩基础施工中。根据桩身混凝土设计强度等级，可将预应力混凝土管桩分为预应力混凝土管桩（PC桩）和高强度预应力混凝土管桩（PHC桩）；根据其桩尖的型式又可分为敞口型桩和闭口型桩；根据桩身配筋情况有A型、AB型和B型桩。预应力混凝土管桩由于其圆柱型形状和单桩设计承载力较高的特点，沉桩施工采用打入式和静压式。本文结合江苏常州某电厂试桩施工的情况，对锤击打入式预应力混凝土管桩施工的质量控制等问题进行分析。

 

　　1工程概况

 

　　本工程试桩采用高强度预应力混凝土管桩（PHC桩），沉桩方式为锤击打入式，桩锤选用DELMAG-80型筒式柴油打桩锤，共施打试桩、锚桩等56根，桩长37m，每根桩由三节桩组成，接桩形式为CO2气体保护半自动焊接；其中桩身完整的39根，其余17根桩出现不同程度的质量问题，其中深层断裂13根、桩顶破碎2根、沉桩困难无法达到设计标高2根。沉桩锤击数3根超过2000击，最高锤击数为T8桩2426击，其余都在1200—2000击之间。对于深层断裂的桩，4根桩的锤击数在1000击以下。

 

　　2预应力混凝土管桩施工质量控制

 

　　2.1材料质量检测

 

　　当预应力混凝土管桩进场之后，除了检查产品厂家的资质、产品检验报告与合格证、附件检验报告等基本内容以外，还应在施工现场对桩身的质量进行检查，并做好相关记录；包括管径尺寸偏差、管桩的桩身裂缝、桩帽是否存在空鼓等。通过仔细检查管桩的混凝土外观质量，为后期施工奠定基础；如果存在问题，则应进行抽样调查，并送至检测单位开展超声波检查，直到材料合格后方可使用。

 

　　2.2打桩顺序的优化

 

　　在正式打桩之前，应对施工现场土地进行平整，将明河或者暗河中的杂填土、淤泥清理干净，根据设计的需求进行回填处理，以符合打桩机的移动要求；如果施工场地不平整，就需要在打桩机的行走轮中设置垫板，确保打桩机的底盘保持水平状态；在实际施工过程中，由于回填土或者表层土质以中软素填土为主，因此避免在移动打桩机过程中出现断桩问题，需要在建筑物的基础四周给打桩机留有作业余地；如果施工现场与建筑物相近，那么就应该从建筑物的方向朝向另一方施工，结合设计图纸中的基础底标高参数，遵循“先深后浅”原则，完成沉桩过程。另外，在实际施工作业过程中，还应注意对沉桩数的控制，通过沉桩的挤土效应，将土体中含有的孔隙水压力释放出来，避免出现土体隆起问题。

 

　　2.3控制打桩力

 

　　在施工过程中，由于管桩的截面积与实心预制桩相比偏小，因此需加强对打桩力的控制。在锤击沉桩过程中，产生的应力会通过应力波的形式传输到桩端位置，再经过反射。通过周期性的拉应力、压应力等作用，为了避免产生环向裂缝问题，应该确保在锤击过程中压应力小于预应力混凝土管桩的抗压限值，而拉应力则小于预应力混凝土管桩的抗拉限值。在施工作业过程中，应结合施工现场实际情况，加强对预应力混凝土管桩桩端的钢筋力。一般情况下，在打桩过程中以夹层橡胶板作为缓冲垫，可避免在落锤时对管桩造成破坏。

 

　　2.4管桩试验过程

 

　　对于预应力混凝土管桩施工，可通过无损测桩法进行检测，以确保管桩的完整性，提高承载能力；或者通过声波检测方法，在不同强度的混凝土中，通过判断超声波强度，检测管桩质量水平。有关预应力混凝土管桩的检测数量，一般情况下应占总桩数量的10%，并且在10根以上；在地质情况较为复杂的施工现场，应酌情增加检测桩的数量。检测预应力混凝土管桩的承载力，多以静荷载试验为主，加压部分则利用慢速加载方法，应注意控制每个级别加载的极限荷载量，最终合理确定管桩极限荷载力。

 

　　3施工中的质量问题与防范措施

 

　　3.1沉桩设计问题

 

　　原因分析：一方面，由于在地质勘察报告中没有对浅层障碍物进行特别强调，也没有明确局部土层分布状况，因此造成沉桩过程中遇到大孤石、老基础等问题，对正常施工造成影响；另一方面，由于桩机的配重过大或者过小，因此桩沉与设计要求不相符，影响施工质量。

 

　　防范措施：其一，充分了解工程地质状况，在必要条件下做好补勘处理，合理确定标高以及持力层；其二，选择桩机的大小应该与设计要求相一致，同时考虑到桩长、桩径等参数要求。

 

　　3.2桩身断裂问题

 

　　原因分析：其一，在制作管桩过程中，由于混凝土的强度不达标、管壁薄厚不均、桩尖偏离桩中纵轴线过大等问题，对质量产生影响；在堆放管桩或者吊运管桩过程中，产生裂缝却没有及时发现；其二，在沉桩过程中，发生桩身弯曲、倾斜等问题，或者由于接桩位置的焊接不饱满，焊后冷却时间不足，发生管桩曲折现象；其三，如果地质土层的软硬发生变化或者存在较为坚硬的障碍物，就可能将桩尖挤到另一侧；其四，由于施工现场的地面不平，积水过多，因此压桩过程中机身失稳。

 

　　防范措施：首先，全面检查桩身质量状况，按照规定对管桩进行堆放或吊运；其次，在施工之前，应全面清理桩位的障碍物，确保施工场地干净、平整；再次，在压桩过程中，应注意对桩身垂直度的控制，如果发现桩身的垂直度出现偏差，应及时查明原因并采取纠正措施。

 

　　3.3桩顶位移问题

 

　　原因分析：其一，由于测量定位过程中的放线不准确，因此桩位产生较大偏差；其二，由于施工中采用的桩数较多，而桩间距偏小，因此造成土体隆起；其三，由于土方开挖的顺序错误，因此造成桩身倾斜问题。

 

　　防范措施：其一，根据施工设计图纸的需求，确定桩位，并且树立明显的标志，便于后期复查；其二，选择合适的压桩路线，如果发现桩身上浮问题，应该做好复压处理；其三，制定严谨的基坑开挖施工方案，在压桩过程中，不能同时进行基坑开挖工艺，一般间隔时间为两周。

 

　　由上可见，虽然当前预应力混凝土管桩的设计较为成熟，但是在施工中仍会遇到各种问题，随着预应力管桩技术的不断发展与完善，再加上不断丰富的预应力管桩施工理论与实践，今后施工质量水平将稳步提升，更好地实现工程效益。

 

　　参考文献

 

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　　[6]王丽云，王军涛.预应力混凝土管桩的设计及施工研究[J].铁道工程学报，2011（6）