高层建筑中预应力管桩地基施工技术研究

■杨引强，白 琳 ■河南工程咨询监理有限公司，河南 郑州 450016

近年来，随着城市化节奏的不断加快，大量高层建筑拔地而起，为充分确保高层建筑的质量，为人们日常生活、工作提供一个良好的环境，同时实现建筑空间的有效扩张，在施工高层建筑地基过程中，引入了预应力管桩。其存在诸多方面的优点，例如承载力强、质量良好、无污染、便于施工等。现阶段，高层建筑地基处理施工中预应力管桩的应用非常普及，其一方面能够为建筑施工质量提供坚实的保障，另一方面还能够充分扩张建筑空间。鉴于这一个方面的原因，本文探讨了高层建筑中预应力管桩地基施工技术，阐明其中的常见问题，并指出相应的对策，以期为有效应用预应力管桩，做好高层建筑地基施工提供指导和借鉴。

1 高层建筑施工中预应力管桩简介

现代建筑施工技术有了很大的发展，建筑工程施工中逐渐引入预应力管桩，特别是高层建筑项目之中，当前，这种方法已经发展成一种关键的核心技术。所谓预应力管桩，也叫预应力混凝土管桩，其大致是由先张法与后张法两种方法组成。其中，先张法即在施工过程中利用先张法预应力施工为主，辅以离心成型的策略，达到空心筒施工效果的方法。前者施工的时候，大部分是利用桩体与端头结构组成，属于钢套模式。将预应力管桩引入到高层建筑施工中，存在非常明显的优势，例如便于进行施工、技术含量高、现场比较整洁等，但是，需要强调的问题是这种技术在施工的时候将或多或少影响到附近的环境。总而言之，这种技术引入到建筑工程之中，使得施工中的一系列难题得到解决，使建筑业得以持续发展。

2 预应力管桩地基处理技术问题与应对策略

2.1 桩顶位移及应对方法

沉桩的时候，预应力管桩非常易于产生顶撞位移，紧挨着的桩出现上升或者横向位移。预应力管桩施工项目之中，涉及到大量的桩数，同时，现场的土层相对密实，桩间距偏小，压桩顺序有时候会错误，导致沉桩的时候产生桩顶位移。另一方面，沉桩的时候，周围的土体受到挤压而出现或多或少的隆起现象，导致与其相邻桩也被挤起来。而如果现场为软土，那么沉桩会产生一定的空隙压力，会使临近的桩涌起或推向一侧，最终导致桩顶位移的产生。除此之外，沉桩这一环节中，桩位放线存在错误、挤压偏离或标志丢失、技术工作者定位不认真等均是造成桩顶位移产生的原因。

为能够防止沉桩时产生桩顶位移，因此，在沉桩的时候，一定要注意，不能开挖桩基，沉桩结束之后大约14 天方可进行开挖。开挖基坑的时候，需要选择相应的排水措施，并且还需要留置边坡，不能把开挖之后的土方随意堆放于基坑的旁边，以防止受到土方的压力而将基坑压塌。当施工深基坑时，为保证施工质量，需要通过分层开挖的方法进行。另一方面，必须认真研究图纸，根据图纸将桩位布设好，并且还应当设置醒目的标志来表明桩位，此外还需要合理制定桩基行车路线。

2.2 沉桩不达标及应对方法

预应力管桩引入到高层建筑之中，常常会出现沉桩不满足设计要求的现象，这是一个非常普遍的问题。按照相关规定，设计沉桩过程中，必须严格按照最终贯入度与标高当做参考基准。但是，实际施工的时候，一般情况下，往往以一种控制标准为主，而另一种标准仅仅用来辅助，最终导致沉桩无法满足设计要求。另一方面，设计的时候，勘探点数相对偏少，并且获得的勘探数据不全面、详实、较为粗略，这样在分析持力层的时候不全面，有时候在确定桩尖标高的时候不正确，许多设计标准太苛刻，超出了桩身砼强度或当前机械能力范围。沉桩的时候，桩机与配重不科学，正是由于这一个方面的原因，导致桩沉无法满足控制标高要求，许多桩在沉桩的时候被打断，从而导致桩不能被打入。为解决上述问题，设计预应力管桩的过程中，必须认真细致的进行现场调研，全面掌握地质状况，如果有必要，还应当多次勘察，确定合适的标高或持力层，打桩的时候一定要时刻观察桩身变化状况，以防止桩身被打断。

2.3 桩身断裂及应对方法

沉桩的时候，要是桩身倾斜错位，当桩尖位置的土质状况还没有改变的时候，如果突然增大或逐渐增加贯入度，那么将造成桩身或多或少有所回弹，或许将引入桩身断裂现象。沉桩的时候，桩身产生相对偏大的弯曲，将使其受到的集中荷载作用大于其最大极限而最终导致桩身断裂。当其受到的压力大于混凝土抗压强度时，在这个情况下，将造成混凝土出现破碎现象，进一步造成桩身断裂。另一方面，在起吊、堆放、运输桩等环节中，操作不规范、不科学同样能够造成桩身产生裂纹或断裂。针对上述问题，进行上述的作业的时候必须根据相关标准与规定。沉桩之前，需要尽可能快的将地下障碍物清理掉，对桩的细长比进行控制，使其保持在30 以下。初沉桩过程中，要是桩身不垂直，在这种情况下，那么需要尽快纠正，当桩深入之后才观察到桩身倾斜程度非常大，那么需要尽可能不要通过移动桩架的手段来纠正。接桩过程中，需要充分保证上下两节桩分布在相同的轴线上，焊接工作结束以后必须保证留给焊接部位至少5min 的自然冷却时间，然后才能够继续沉桩作业。也就是说焊接上下桩结束之后在必须留下超过5 分钟的自然冷却时间。

2.4 桩身倾斜及应对方法

施工预应力管桩的时候，因现场的土地平整度相对较差、坡度相对偏大或现场地面不能承载足够的重量等等，造成桩机产生倾斜，最终使得沉桩的时候桩身出现倾斜的现象。另一方面，在稳桩的时候桩没有保持垂直状态，桩、桩帽、送桩器这三个点没有处于同一直线上，同样造成桩身倾斜的问题。对于上述问题的解决，需要关注现场土地的具体状况，做好的在平整的土地上进行操作，要是场地不平整，在这种情况下，施工预应力管桩过程中，需要将垫木铺在打桩机行走路线上，以此来调整水平，使打桩机运行过程中其底盘始终处于水平状态。需要注意的问题是，当场地相对脚软的时候，在这种现场进行预应力管桩施工，对于这种情况下，需要首先实施换土回填工作，将场地的软土更换掉，以此方法来提高场地回填压实度，使其保持在0.94 之上，这样就能够保证机械运行的时候不会沉陷，最终能够为桩身保持垂直提供良好的条件。

2.5 接桩处开裂及应对方法

焊接接桩部位的过程中，要是没有提前将这个部位表面杂物清理干净，桩端不平整，那么就非常容易造成接桩处产生开裂现象。另一方面，焊缝不饱满、不连续、焊接结束以后没有停留足够的时间、焊肉里面存在一定的杂物(例如焊渣等)等诸多原因，均能够造成接桩处开裂。接桩的时候，没有对两桩进行调整，两者没有保持在一条直线上，接桩处多多少少出现曲折，导致在压桩的时候接桩处局部形成一定的集中应力而引发其开裂。鉴于上述几个方面，在接桩之前，需要提前清理连接处有关零件，将其清理干净，接桩的时候必须保证两桩保持在同一轴线上，另一方面，还必须使焊接预埋件具有较高的质量，必须平整服贴，以防止接桩处开裂。

3 结束语

综上所述，现阶段，预应力管桩已经在高层建筑中得到了广泛应用，然而，在具体施工时，往往存在一系列问题有待于解决，例如桩顶位移、桩身倾斜、桩身断裂等等，在很大程度上影响着施工质量。为提高施工质量，在高层建筑预应力管桩施工的时候，一定要根据施工的具体状况，认真进行研究，找出出现问题的关键所在，在此基础上，尽快选择有效的应对方法，防止施工过程中留下安全隐患，影响建筑物的正常使用。

［1］李炘彤，许发明.预应力管桩复合地基处理应用技术问题的探讨［J］.广东公路交通，2012，(3):80-85.

［2］齐森.建筑工程地基处理中预应力管桩的运用探讨［J］.科技创新与应用，2014(17):231-231，232.

［3］何云.关于静压预应力管桩施工质量控制探讨［J］.城市建设理论研究(电子版)，2013(16).