试论基础工程中预应力管桩的施工技术与质量控制

顾改枝

【摘要】预应力管桩虽然在工程中得到了广泛应用，但在一些特定的地质条件下就不太适合，并不能适用于任何情况的场地，在选择预应力管桩的持力层时要尽量选择诸如强风化岩层，密实的砂层或者坚硬的粘土层以及碎石层等地质类型。本文主要结合相关的施工工程资料，对高层建筑基础工程中预应力管桩的施工技术与质量控制管理措施作了探讨和阐述。

【关键词】建筑基础；预应力管桩；施工技术；

0. 引言

在高层建筑的整个建筑物的投资中基础部分往往占有很大比重，而且基础部分的施工周期相对较小，而且在整个结构施工过程中占用时间相对较长。预应力管桩具有其性价比高、施丁周期短等优点，因此预应力管桩在沿海地区的建筑工程中被较为广泛的应用。但在预应力管桩的应用中也面临着如何实现对预应力管桩进行合理化的设计并且优化，以及在如何两者的平衡对于保证工程安全、节约建设投资、降低工程造价等方面起着极为重要的作用。这对相应的工程设计人员提出了更高的要求，设计人员必须做好对相应建筑物的的相关勘察报告工作，并且对相应的数据进行认真仔细分析，进而选择得到并且优化相应的基础方案。

1. 预应力管桩的特点

预应力管桩已经在我国高层建筑中广泛采用，这种技术已经成为了一种必然的趋势，相关人员必须充分认识管桩的应用条件，充分了解相关的地质资料，在此基础上设计施工，进而能够有效减少不必要的工程事故。

管桩工地机械化施工程度高，现场整洁，不会发生钻孔灌注桩工地泥浆满地流的脏污情况，也不会出现人工挖孔桩工地到处抽水和堆土运土的忙乱景象，可以24小时连续施工。管桩施工速度快，一台打桩机每台班至少可打7—8根桩，可完成20000kN以上承载力的桩基工程。由于建设工期缩短，创造了时间效益，从而降低工程造价。

施工中由于压桩引起的应力较小，且桩身在施工过程中不会出现拉应力，桩头一般都完好无损，复压较为容易。单桩承载力高。由于挤压作用，管桩承载力要比同样直径的沉管灌注桩或钻孔灌注桩高。对持力层起伏变化大的地质条件适应性强。因为管桩桩节长短不一，通常4-16m一节，搭配灵活，接长方便，在施工现场可随时根据地质条件的变化调整接桩长度，节省用桩量。

2. 预应力管桩的施工技术探讨

在预应力管桩基础中常常遇到的问题的原因通常有地质条件、挤土效应、和收锤标准控制不当等几个方面的因素，通常情况下我们可以采取扩大承台法、修改设计法、改变施工法、以及复合地基基础法等多种方法来解决和处理这些问题，从而达到减少工程事故的发生的目的。

2.1 材料进场

对于预应力高强混凝土管桩质量，着重检查混凝土抗压强度是否达到设计要求。管桩的外观如是否存在表面裂缝、桩端面的平整度、桩身的弯曲度、壁厚、桩外径等指标也均应符合标准和规范要求。要认真检查进场管桩的产品质量保证书、合格证、检测报告等是否齐全和符合要求。

2.2 运输、堆放和起吊

预应力高强混凝土管桩在运输和堆放时，应考虑自重和支点设置变化可能在桩体内产生影响桩身质量的大小不等的内力。要求堆放管桩的场地必须平整、坚实，并应有排水措施；底层管桩均应按设计要求设置垫木，并挡以楔形木防止滚动。管桩堆放层数应符合设计要求，严禁层间垫木上下错位设置。管桩应按计划分批进场，分类堆放，并应结合施工总平面图和打桩顺序，在不影响桩机行走情况下，尽量靠近打桩区域堆放，以避免二次盘桩等。

2.3 压桩机械选择

一般要根据设计单桩承载能力和具体的工程地质资料選择合理吨位的机型。如果压桩机的吨位选择过小，可能出现桩压不下去的情况，无法满足设计要求；如果压桩机的吨位选择过大，则对施工现场地耐力的要求将大幅提高，特别在新填土、耕植土及积水浸泡过的场地施工时易发生陷机，可能造成桩位偏移大，斜桩，甚至桩头、桩身破损、上下节桩接头断裂，或上部桩体被挤坏等质量事故。

2.4 沉桩施工工艺

2.4.1 采用预钻孔打桩工艺

即先在地面桩位处钻孔，然后在孔中插入预应力高强混凝土管桩，压至设计标高。预钻孔深度和孔径与桩长（径）、土质、临近建筑物距离等因素有关，以不致明显影响单桩承载力和陷机为原则；实际工程中通常钻孔深度在1/3桩长，钻孔径比桩径小100mm左右；对于大吨位桩机时，应慎重使用，送桩孔应及时回填。

2.4.2 合理安排沉桩顺序

为了保护附近的建筑物等，群桩宜采取由近而远的施打顺序。

2.4.3 控制压桩施工进度

适当控制压桩施工速度，为超静孔隙水压力消散提供合适时间；实际工程中，这样做可能会延长施工工期，但有时还是需要的。

2.4.4 先施工围护结构

沿被保护建筑物等外围打设防护桩或者先施工较深基坑周围支围护结构（如钢板桩、地下连续墙等），利用其约束沉桩带来的挤土影响，此时施工需与设计紧密结合，保证足够的基础承载能力和科学的可施工性。

2.4.5 减小孔隙水压力

可采用井点降水、设置隔离砂井、预钻排水孔（板）等方法，但是必须注意降排水会引起土体固结、孔隙水压力分布梯度改变，可能带来意外事故，应结合具体工程情况，慎重采用。

3. 施工质量管理控制探讨

在施工阶段，施工单位是工程质量形成的主体，要对工程质量负全面责任。施工单位要设立专门主管质量的副总经理。协助最高管理者加强质量管理。要建立质量管理的职能机构，领导、监督各级施工组织加强质量管理。施工单位要建立健全质量管理体系，制定质量管理体系文件。包括质量手册、程序文件、作业手册和操作规程。体系文件是施工单位工程质量管理的依据，要组织全体职工认真学习讨论，全面贯彻落实，形成人人重视工程质量的氛围。

要根据工程的特点，结合施工组织设计的编制，制定项目质量计划，将工程质量目标层层分解，层层下达，层层落实，落实到每个作业班组，落实到岗位和个人，使每个人都了解并完成本职工作的质量要求和具体质量标准，明确自己的努力方向。

按质量计划实施过程控制，前后工序间要有交接确认制度。关键质量控制点实行施工质量认可签字制度，只有上一道工序得到质量认可签字以后，才能进行下一道工序的施工。现场发现不合格或不符合规程的作业，不能保证质量的操作方法、手段和措施，质量监督人员可行使否决权，并通知其弥补、停工或返工。加强进场材料、构配件和设备的检验。材料、构配件和设备是永久性工程组成部分，对工程质量影响极大。凡是进入现场的材料、构配件和设备，生产厂家都要提供质量合格文件，即产品合格证、技术说明书、质量检验证明等。施工单位质检部门要对现场的材料、构配件和设备进行逐项检查。凡是不符合设计文件和图纸要求等，不符合合同文件质量条款要求的，一律不能使用。建立质量记录资料制度。质量资料，是实施质量控制活动的记录，它详细地记录了工程质量控制活动的全过程。它不仅对工程质量控制有重要作用，而且对竣工、投产运行、完工后的维修管理都是有用的记录资料。

4. 结语

总之，预应力混凝土管桩在现代建筑行业施工尤其是在高层建筑中的应用越来越广泛，在现实施工过程中，预应力混凝土管桩施工质量的影响因素是多方面的，任何阶段稍有不慎，都会出现质量事故或质量隐患。作者建议今后类似的工程需要从多个方面全过程讨论预应力混凝土管桩施工质量控制，这样才能保证良好的施工效果。

参考文献：

[1]郑俊杰，聂重军，彭宏.预应力混凝土管桩研究与应用进展.平顶山工学院学报.2012（4）

[2]金舜、匡红杰、周杰.我国预应力混凝土管桩的发展近况和方向.混凝土和水泥制品.2014

[3]陈天丰.静压预应力混凝土管桩施工质量控制和常见问题的处理.福建建筑.2012（2）