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预应力混凝土管桩的特点





（1）单桩承载力高
由于挤压作用，管桩承载力要比同直径的沉管灌注桩、碎石桩高。

（2）对持力层起伏变化大的地质条件适用性强
搭配灵活，接长方便，可在施工现场随时根据地质条
件的变化调整接桩长度。
（3）生产速度快
可采取工厂电脑自动化方式生产，质量可靠。

（4）运输吊装方便
接桩快捷，成桩长度不受施工机械的限制。
（5）施工速度快
，工期短，检测方便。

（6）桩身耐打
穿透力强，成桩质量可靠，无需进行超声波检测。

（7）施工文明
现场整洁，监督方便，不易弄虚作假。

静压预应力管桩施工控制
随着人类对环保意识的不断增强，静压法将逐渐取代锤击法。静压预应力管桩具有能承受较大的负荷、质量稳定、造价低等优点，近年来在国内很多地区得到广泛应用，但是在实际应用过程中，施工质量和安全问题频频出现。本文从实际工作经验出发，介绍了静压预应力管桩施工过程的控制，以确保管桩施工质量和安全。
引言
静压预应力管桩是在预应力技术和混凝土的基础上发展起来的，利用静压或锤击的方法将空心圆筒体状的构件沉人地下，达到设计控制标高或承载力，以此作为建筑物的基础。传统的锤击法入桩常常排放出污染环境的油烟和噪音，严重影响周遍居民的居住环境；而静压高强预应力管桩由于具有单桩承载力较大，质量稳定，低噪音和无震动等特点，已得到广泛的应用并具有广阔的应用前景。
1 施工过程的质量控制要点
1.1 施工前的质量控制
①做好施工前的审核工作。
通过对施工人员进行审核，了解其技术力量和水平，施工队的每个人员持证上岗；另外，要加强对施工组织设计、施工计划进度等进行审查，然后评价其可行性，安全措施合理到位。
②进场前要加强对管桩的检查。
要检查管桩的检测报告、规格型号（包括外径、壁厚、桩身长度、桩身弯曲度等），以防止劣质产品或者不符合规格的产品进场；其次，根据规范和图纸设计要求，要对管尖进行全面检查和测量，不满足有关规范和设计要求的，责令其更换；另外，要检查管桩表面是否符合管桩规范的要求，包括是否有裂缝、断裂和凹陷等情况。
③合理选择和检查压桩机。
压桩机的选择不能盲目，要根据工程的具体情况和设计要求，会同各有关部门合理选择压桩机，避免采用超载施工；另外，在施工过程中，如果压桩机发生故障而停止工作，会出现压桩不连续的情况，严重时造成管桩无法压入，直接影响管桩的施工质量，因此对压桩机的合理选择要非常重视。
④定位放线与定桩位。
放线与桩位是否准确直接影响这个建筑物的位置和结构，因此要对这两道工序严格把关，不能轻视。根据提供的测量控制点，将基线要放在不受施工影响的地方，然后根据设计图纸，定位线，终由项目技术负责人员进行复核，发现不符合要求的及时纠正，检查无误方可进行压桩施工。
1.2 施工阶段的质量控制
①桩就位入土前要用经纬仪抽测桩的挠度，挠度不合格的管桩严禁用于工程中；由于采用静压法施工，机械设备较重，容易使土地变形而造成桩位偏移，因此严格控制对管桩的定位和垂直度。桩的垂直度采用两个垂直方向吊线锤进行控制，且要有专人负责，要求垂直度偏差控制在0.5%之内。
②送桩时，用钢制送桩器放在桩头上，以轴线重合为准则，在确保送桩器和工程桩对齐的情况下将桩送入，送到设计要求的深度时，可将送桩器拔起；起拔送桩器采用桩架上导向滑轮钢绳上钩子挂好，启动卷扬机，慢慢拔起；入桩过程碰到硬土层，不能用力过猛，管桩抗弯能力不强往往容易折断，抬架时也要轻抬轻放，否则一是易造成桩身开裂；二是易发生桩架倾斜倒塌事故。
③接桩前，应检查两节桩桩心有无较大错位，确保两节桩的顺直，因此好设置桩导向箍；由于采用焊接接桩，因此焊接前要将对接两节桩的驳面和坡口清刷干净，直到有金属光泽露出；焊接时在坡口圆周对称焊接4～6点，好是两个焊工同时对称施焊，焊接好一层后，将焊渣清除干净后再施焊外面一层，确保焊接层数不少于2层；由于焊缝遇水容易变脆而导致压坏，因此焊接结束后应自然冷却约8～10分钟（严禁用水冷却或焊完即压），然后继续压桩；当管桩较密集且桩接头有较大裂缝时，压桩引起的土体上涌，有可能将桩接头拉断，造成断桩。
1.3 成桩后的质量检查桩基完成后，要根据相关标准和设计要求对管桩质量进行检测评定。
采用基桩检测系统进行低应变检测试验，来检测桩身完整性，即在桩顶部安装一响应传感器并用手锤施加一锤击力，由基桩检测系统采集信号、进行处理，进而得到桩完整性检测结果；对桩身质量检查一般采取直观的方法，即将低压电灯泡沉入桩内腔，如果发现桩内腔完整干燥说明桩身质量基本完好无损坏；成桩后要选择具代表性的桩（一般先取20%以上且不得少于10根），然后采用静荷载试验的方法，来确定成桩的单桩竖向承载力，要求有关技术管理人员到现场监督，配合做好终沉降量和残余沉降量的记录工作；然后选择有代表性的类桩做静载，好是选择3根以上且多余总桩数的1%.
2 静压管桩施工安全控制
施工人员在现场施工时应树立安全生产意识：
①起重机启动前要进行系统性检查，件是否有松落，钢丝绳是否有断裂和磨损，并且要确保转动部位的润滑；起重机启动后，严禁在起重机附近站人，以防止物品脱落。
②起重机起重范围应控制在起重性能规定的指标内，起吊管桩时索具应吊在管桩1/3长以上位置，并要保持与桩端大于1m的距离；在压桩开始之前起吊钢丝绳放松，压桩过程中吊钩始终处于不受力状态，后由司索工人工脱钩，以免拉断钢丝绳和拉弯起重机吊臂，避免管桩折断而引起断桩从高处倒下的意外事故的发生。
③接桩过程中用焊机焊接时应加装防护罩，并设有有效地线；各种气瓶应作标识气瓶距明火点距离不得小于10mm，气瓶间距不得小于5m，另外气瓶加防震圈和防护帽，气瓶使用和存放时严禁平放或倒放。
④在压桩过程中，施工人员注意力一定要集中，不能随意走动和做一些其它的事情，非工作人员要远离桩机20m以上；在压桩过程中发现桩身出现裂缝，应立即停止压桩，如果强行继续施工，很容易造成断桩砸伤工人和机械设备。
⑤桩机安装完成后，组织相关人员进行检查验收，件运转时有无震动异常，用电设备是否按规定安装了漏电保护开关，电缆是否有乱搭乱接和拖地等现象。

预应力管桩施工中应注意问题
1.挤土效应
　 预应力管桩属于挤土类型，由于沉桩时的排土作用，使土体结构受到扰动，从而产生挤土效应；施工顺序不当，施工中压桩速率快，沉桩数量太多；布桩过多过密，加剧了挤土效应。防治措置：
　 （1）为有效降低排土作用，对大面积深厚软土区沉桩或大密度桩基承台，一种方法是采用开口钢桩尖，让部分土体进入到管桩的空心中，以降低挤土效应（但对桩端持力层易软化的泥岩等持力层不适宜）；另一种方法是对桩距较密部分的管桩可采用预钻孔沉桩方法，孔径约比桩径小50～IOOMM，深度宜为桩长的1／2，施工时随钻随打，或采用间隔跳打法。
　 （2）控制沉桩速率，一般控制在1m／min左右。并根据桩的入土深度，宜先长后短、宜先高后低。若桩较密集，宜从中间向两侧或四周进行。桩数多于30根的群桩基础，应从中心位置向外施打。对挤土效应明显的场地，因严格控制日成桩工作量。
　　（3）设置袋装砂井或塑料排水板，消除部分超孔隙水压力，减少挤土现象；设置隔离板桩或地下连续墙；开挖地面排土沟，消除挤土效应。
　　（4）沉桩过程中应加强临近建筑物、地下管线的观测、监护，对靠近特别重要的管线及建筑物处可改其它桩型。同时进行桩土隆起和桩顶上浮的监测，并根据监测结果对上浮桩进行复打。
2.沉桩时遇到障碍无法继续沉桩
　　当场地填土层中含有砖头、砼块、石块的建筑垃圾，浅部旧基础，或桩周土土中分布有厚度不大但较密实的砂卵石层，或中、微风化夹层或微风化孤石。若大面积分布（或见孔率很高），应采用其它基础方案。若分布范围小（或见孔率低），可采用以下措施进行处理：
　　（1）打桩前应对场地地质情况进行分析和原有建筑情况进行调查了解。对浅层回填石块，浅部旧基础等障碍物可采用挖土机挖除。当障碍物埋藏较深时，可采用冲孔钻机引孔，或采用钻机将障碍物钻穿，然后在引孔内装入管桩后继续进行沉桩。
　　（2）当桩已入土较深时，若遇到坚硬密实的砂砾石夹层或强风化夹层（非坚硬的中微风化孤石），桩无法拔出时，可采用小型钻机将钻具放人管桩中间的空洞中钻孔，将障碍物钻穿后继续沉桩。
　　（3）选用的桩机能量大小应与设计要求、桩径、桩长及地质条件相匹配，即桩机选型、配重应符合施工要求。
3.桩位偏差过大或斜桩
　　施工中应严格控制桩的偏位，放线放桩之后，在锤打或压桩前还需再一次复测桩中心位。施工中静压桩机等重型设备的移动，大密度桩的挤土效应，桩尖遇到大直径障碍物时，以及施工中桩身未对齐、不垂直等都容易导致桩位偏差或倾斜。因此施工要采用以下措施防治：
　　（1）大型静压机的自重加配重总重量大，对场地表层土的强度有一定要求，如果表层土软，静压机行走过程中容易发生陷机，可能将已施工的桩压偏位。为避免造成桩偏位，施工前应对场地表层土进行处理，一般采用回填石粉渣或铺砂卵石层的方法进行碾压处理，处理厚度不得少于50、cm.
　　（2）桩过密产生挤土效应密集群桩施工过程中很容易产生挤土效应，后施工的桩很容易将先施工的桩挤偏位。施工时采用开口桩尖或引孔成桩，降低排土效应。同时制定合理的施工顺序，先施工场地中心的桩，在施工周围的桩，桩身挤压偏斜。
　　（3）当沉桩遇到障碍物时应及时排除后再进行沉桩；沉桩时发现不垂直应及时纠正，必要时应把桩拔出重打，桩进入一定深度后，不宜采用移动机架进行校正，以免发生断桩，应采取其他措施。
　　（4）施工过程中要严格控制好桩身垂直度，尤其是节桩，垂直度偏差不得超过桩长的0.5％、，桩帽、桩身及送桩杆应在同一直线上，尽量减少接桩数量，接头不宜超过3个。沉桩时宜设置经纬仪在两个方向上进行校准。
　　（5）基坑开挖水平位移过大基坑开挖，遇到饱和软粘土时，严禁边打（压）桩边开挖或用挖土机挖土，好用人工挖土，保持桩侧土的高差应少于1m，防止管桩被土的侧压力推斜，推裂或推断。如果基坑开挖采取放坡或柔性支护结构，将产生较大的水平位移，土体的位移必然带动坑内桩产生位移。
　　（6）施工过程中加强对垂直度的控
4.桩身破坏
　　施工过程中由于斜桩现象的出现或桩端、送桩杆不平整导致桩端应力集中，使桩帽滑落或桩头爆裂；移动机架进行校正桩位、桩身垂直度，导致桩身断裂；遇到坚硬地层（如砂卵石层、中微风化基岩），累计锤击数超过桩身疲劳强度等均易导致桩身破裂，防治措施：
　　（1）选用桩机合理有效的施工方法，控制桩身的垂直度。施工中密切关注沉桩状态，发现异常要及时分析原因，避免斜桩的发生。
　　（2）当场地土质密实坚硬，或布桩密集等，应注意桩侧阻力的增高导致沉桩困难，桩尖无法到达预定持力层，实际桩长短于设计桩长的问题，但此时单桩承载力已满足设计要求；或桩尖遇中、微风化孤石将导致桩尖阻力迅速增高导致的沉桩困难。如一味强行施打（或加压），将可能导致桩尖破坏，或因累计锤击数超过桩身疲劳强度而出现桩身破坏。
　　（3）施工过程中应加强对桩身原材料的检查验收。施工中发生桩身破坏宜采用小应变等有效的手段检测桩身情况，然后确定处理方法。

管桩设计和施工时应注意的事项
1、PTC管桩的长度设计时
应根据路基填筑高度、现有路面行车荷载对路基的影响作用、加宽路基下部的工程地质条件等因素综合考虑。进行多方案的技术比较、经济分析后确定桩的设计长度应符合预制规格的要求，以整米数计算。
2、同一加宽改建工程项目中PTC管桩的规格、型号不应太多
设计长桩可通过两种或以上桩型配桩解决，以免给管桩的生产加工、运输及调配造成困难。特别是要注意避免造成施工上的错误。
3、综合考虑工程地质情况和管桩的桩身强度
确定单桩的承载力。施工中所用管桩为开口桩，在压桩过程中桩下部的自然土会受压后挤入一定数量的硬土，阻塞桩口造成桩端的自然封闭形成闭口桩，增加
桩的承载力。
4、严格控制压桩速度
一般应控制在1米/分钟左右为宜，使各层土体能够正确反映其抗剪能力，当遇到大块障碍物影响压桩时，减慢压桩速度避免桩体出现偏位。
5、应尽量避免使用锤击式沉桩
特别是路基填土高度大于5米的路段，要求使用液压式静压机。由于锤击式打桩机落锤时瞬间的冲击力较大，会对原有高填方段路基带来一定的振动影响，破坏原有路基的稳定，特别是路基含水量较大时，连续多次的冲击振动影响会使路基土发生液化，同时受到路面荷载的作用使路基产生滑动面，造成原有路基及路面的开裂，严重时会造成原有路基的滑坡。
6、桩帽的尺寸大小应依据工程地质情况及路基的填土高度区。不宜统一尺寸，应按照高路基大桩帽，低路基小桩帽的原则来控制。
7、管桩施工结束后，若有高出地面的桩头，应对桩头加以保护。严禁施工机械碰撞，需要破除多余桩头时，可人工顺桩一点一点的凿除，禁止采取人工垂直桩身用重锤敲击破除，垂直桩身重锤敲击会造成管桩的开裂破碎，影响管桩的承载力。
预应力管桩试桩应准备什么
1.承包单位的选择。
一是承包单位应具有承建；
二是承包单位的现场人员应具有技术和；
三是承包单位进驻现场的施工机械、压桩机、桩锤应符合现场的土质、桩径、桩深的要求，所有机械应具有有效的检验。
2.管桩进场的检查及堆放。
管桩进场时应检查出厂合格证和检验报告，并对桩身、桩头的外观质量进行全面检查。管桩堆放不得超过2层，应堆放在坚实、平整的场地上，并采取可靠的防滚、防滑措施。
3.打桩前的准备工作。
要复核桩位的轴线、标高准确性：检查打桩机的型号、压力表、配重；检查机械操作的工作环境、供电情况等。正式打桩前，应组织施工、监理、设计、地质、质监等有关人员在施工现场共同进行工艺试桩，确定贯入度、持力层的强度、桩的承载力、收锤标准等重要参数。
4.确定压桩顺序。
对群桩承台应考虑压桩时的挤土效应．不同深度的桩基应先深后浅、先大后小、先长后短。同一单体建筑，一般要求先施压场地的桩，后施压周边桩，当一侧毗邻建筑物时，由毗邻建筑物处向另一方向施压。
5.垂直度的质量控制。
当管桩插入地面和接桩时施工人员要用两台经纬仪或线锤．在两个成90度的侧面观察，调整好桩的垂直度。然后开始沉桩，垂直度偏差不宜大于0．5％。在施压过程中，绝不允许用桩机拖桩，以免桩倾斜而影响桩的质量。
6.接桩的质量控制。
管桩对接前应检查上下端板是否清理干净，有无间隙，如有应用薄钢板垫实。焊接时宜两个焊工同时进行，先在坡口圆周上对称点焊4- 6点，焊接层数不得少于两层，内层焊渣须清干净后方能焊外层，焊缝应饱满连续。为焊缝质量，应冷却8分钟后方可施压，严禁用水冷却或焊好后立即施打。焊接接桩应做好隐蔽工程验收。
7.打桩的质量控制。
打桩时应用导板夹具或桩箍将桩嵌固在桩架两导柱中，桩位置及垂直度经校正后，方可将锤连同桩帽压在桩顶，开始沉桩。桩锤、桩帽与桩身中心线要一致，桩顶不平，应用厚纸板垫平或用环氧树脂砂浆补抹平整，也可用麻袋、橡胶输送带作垫层。
　　 开始沉桩应起锤轻压并轻击数锤，观察桩身、桩架、桩锤等垂直一致，方可进行施工。桩插入时的垂直度偏差不得超过0．5％。打桩应用适合桩头尺寸的桩帽和弹性垫层，以缓和打桩的冲击和均匀传递锤击力到整个端板平面。桩帽用钢板制成，并用硬木或绳垫承托。桩帽与桩周围的总间隙应为10-15mm。桩帽与桩接触表面需平整，桩锤、桩帽与桩身应在同一直线上，以免沉桩产生偏移。当桩顶标高较低，需送桩入土时．应用钢制送桩放于桩头上．锤击送桩将桩送入土中。同一承台桩的接头位置应相互错开。打桩时若遇条石、块石等地下障碍物．宜采用引孔解决。
一般预制桩都是空心的，然后再桩芯内浇筑一定高度混凝土并插入相应钢筋，要求钢筋一般深入承台1.2m左右，露出桩截面80cm左右。
后在预制桩上浇筑承台，露出的80cm左右钢筋锚固在承台里面。
桩基础是深基础应用多的一种基础形式，它由若干个沉入土中的桩和连接桩顶的承台或承台梁组成。
桩的作用是将上部建筑物的荷载传递到深处承载力较强的土层上，或将软弱土层挤密实以提高地基土的承载能力和密实度。