预应力管桩施工的常见问题及防治措施

郑德云

福建工程建设监理有限公司（350001）

预应力管桩施工的常见问题及防治措施

郑德云

福建工程建设监理有限公司（350001）

预应力管桩以其较高的承载能力、较快的施工工期以及较广的适应性等优势，在我国得到了广泛的应用。这里简述了预应力管桩施工的方法，提出了当前我国预应力管桩施工中的常见问题，并针对这些问题提出了相应的防治措施。

预应力管桩；常见问题；防治；质量处理

预应力管桩通过利用预应力以及离心技术，通过混凝土和机械的配合，制造出空心的管桩。预应力管桩承载力较高，适用于多种土质，施工周期短，造价成本较低，在我国得到了广泛的应用。在进行预应力管桩施工时，会采用很多不同的施工技术，一般采用比较多的是静力压桩法。在预应力管桩施工过程中会出现一些较为常见的问题，基本集中在质量问题上，对这些问题进行分析并提出解决方法，能够有助于提高预应力管桩的施工质量和施工效率。

1 预应力管桩施工的方法

预应力管桩的施工方法主要包括两种，一种是静力压桩法，一种是锤击法。静力压桩法是通过静力压桩机上的机械装置和其本身的配重，通过压力的方式对预应力管桩进行压桩，静力压桩选用压桩重约为特征值的2.2～2.5倍。这种方式没有振动，对周围的土体影响比较小，对环境的破坏也相对小一些。锤击沉桩法则是通过重锤的不断施压，逐步将桩体打入土内。这种方式在施工过程中会有一定的振动，对周围的环境和土体会有一定的影响，因此多数预应力管桩的施工都会采用静力压桩的方式。预应力管桩和传统灌注桩相比，拥有单桩承载力高、运输起吊方便、成桩质量有保证等优点。但是，预应力管桩在施工过程中存在挤土效应，过大的桩压力可能会导致对管桩桩身的破坏，这在预应力管桩的施工过程中应尤为注意。

2 预应力管桩施工中常见问题及原因

2.1 超桩和短桩

超桩和短桩是指在管桩施工过程中，施工单位在对持力层以及土体的基本性质没有深入了解和计算的情况下，使得桩体超出或是达不到设计标高的情况。超桩即在施工过程中进入到持力层的一定深度后无法继续打入，桩体的实际标高高于设计标高的情况。短桩则是在打桩过程中，在桩已经达到设计标高的时候，还没有打入到持力层，或是贯入度还是很大的情况。这样一来，若是继续达到贯入度符合标准，则会导致标高无法满足设计要求。造成超桩或者短桩现象的原因，主要有两点：

第一，在勘测时，对于土体实际情况的勘测有问题，不能精细地分析出土地的实际情况和持力层的性质。第二，在施工过程中难以确定收锤标准，导致土体变硬，无法继续打入到设计标高，或是土体变软，在保证贯入度的前提下，就无法满足标高的要求[1]。

2.2 垂直度不满足要求

垂直度是桩体很重要的一个指标。在预应力管桩施工的过程中，时常会出现桩身垂直度不满足要求的问题。垂直度的偏差过大会导致桩体后期的承载力降低，也有可能导致其在受力过程中，承载力分布不均，造成桩身损坏。垂直度偏差过大的原因,主要包括了以下几点：

第一，是由于打桩机本身的不平稳造成的。打桩机本身的自重加上配重是很重的，对于打桩机的基础而言，必须保证其相应的承载力，若是其不平稳则会导致基础的不均匀沉降，从而导致打桩机在打桩时发生倾斜。

第二，打桩时桩锤、桩帽及桩身的中心线不在同一轴线上。从而导致了桩体的倾斜。

第三，对于布置大面积群桩的工程，在沉桩时产生挤土效应，将先打入的桩上抬或挤斜。

第四，基坑开挖方法不当，一次性开挖深度太深，使桩的一侧承受很大的土侧压力，桩身弯曲变形，引起桩顶偏位。

2.3 打桩时对周围土体和环境的影响

预应力管桩在打桩过程中，可能会对周围的土地和环境等造成一定的影响，通常表现为由于挤土效应而导致周围地面的突起，或者使周围建筑物产生一定的倾斜。打桩时对土体的挤压造成土体浅层突起或是深层土体的横向基础变化，改变了土体的应力状态。挤土效应可能对周围的路面及建筑物造成较大的影响，如果压桩施工方法与施工顺序不当，每天成桩数量太多、压桩速率太快就会加剧挤土效应。当桩周围为非饱和土层时，则有可能由于桩的挤压造成土体体积收缩，因此有效减少挤压所产生的应力。当周围为饱和土层时，则会由于土体无法收缩，发生位移而造成土体的挤土效应。因此在沉桩时，必须考虑到对土体的挤压作用。

3 预应力管桩常见问题的防治措施

对预应力管桩常见问题的防治需要从管理和技术两个层面来解决。在技术层面，施工人员应熟悉常见问题的发生原因及技术要点。在管理层面管理人员要对人工、机械和材料进行合理安排，保证压桩施工的顺利进行。

3.1 超桩和短桩的防治方法

要防止预应力管桩的超桩或者短桩，在进行地基勘探的时候就应该保证勘探资料的准确性，保证设计的合理的性,从而保证施工的顺利进行。对于具体的施工环节而言，施工人员需要严格按照设计的规定，将贯入度和标高等参数作为沉桩的依据，将桩打入到持力层后再收桩。施工人员若是对勘探资料有疑问，必须及时提出；不满足施工要求时，应该进行补勘。对于大面积的群桩，由于挤密效应，最后贯入度不宜小于20 mm/10击。当持力层为较薄的强风化岩层，上覆土层较松软时，最后贯入度可适当减少。对摩擦端承桩，应以最后贯入度为主，桩长为辅，来判断收锤标准。当持力层坡度超过10%时应加密勘探点，勘探点总数中应有1/3以上的为控制性点。在施工前应了解土体中的障碍物，并在设计单位的指导下清除或采取相应的措施[2]。

3.2 保证桩体的垂直度

要保证桩体的垂直度，就要从打桩机和桩体本身两个部分来考虑。首先，打桩机应设置在坚硬而平整的场地上，保证打桩机的平稳性，防止其在施工过程的不均匀沉降。其次，是要保证桩体本身的垂直度。在桩体的运输和起吊过程中，必须严格按照规定进行，减少外界的起吊等应力对桩身的影响。在桩体的压桩过程中，需要从第一根桩开始严格控制其垂直度，不能超过0.5%。打桩过程中，应在距桩机20 m左右处，成90°方向设置经纬仪各一台加以校准，从而保证桩体在打入过程中的垂直度。应该尽量减少桩体的接头，一般预应力管桩的接头以不超过3个为宜,接桩时上、下段桩的中心线偏差不宜大于2 mm。在接桩的过程中，应配合好两个桩体的轴线，保证中心线在一条直线上。

3.3 避免挤土效应

要减少预应力管桩施工过程中对周围环境和土体的影响，就必须在施工顺序、桩体的布置、施工的方法和速度上合理的安排。首先施工的顺序应该从中间向四周开始，或者采用迂回折叠的方式进行，从而避免对土体的集中影响。如果施工场地周围有建筑物，应该从有建筑物的一侧向另外一侧施工。当施工地下有重要的需要保护的管线或者文物等时，需要制订合理的施工计划，通过开挖防挤沟等方式，对管线或者文物进行保护。对于施工的速度而言，要控制沉桩速度，制定有效的沉桩流水线路，控制每日成桩量以6～7根为宜。如果施工速度太快，将会导致土地受到的外界应力过大，造成土体的损坏。在施工过程中必须加强对周边建筑物和环境的监测，实时了解和分析施工对于周围环境的影响。一旦周边土体隆起、塌陷，或是建筑物沉降和裂缝，则应马上停工，寻找原因和解决措施。

3.4 强化施工质量的管理

任何施工质量保证除了技术措施之外，都离不开管理措施的辅助。因此要防治预应力管桩施工的常见问题，也应该从质量的管理层面着手，合理制定相应的管理组织机构，制定相应的质量检查节点和质量目标。从施工的总体进度以及施工工序之间的搭接等方面，综合考虑预应力管桩施工的管理。通过人员、机械和材料的调度和安排，保证施工过程中物资供给充足以及机械布置的合理性。

4 结语

预应力管桩在我国得到了大面积的推广，施工单位应不断提高施工技术水平，明确预应力管桩的主要施工要点以及可能出现的常见问题，通过合理的管理和技术手段，严格遵守相关的施工规范。对常见的施工问题，从超桩和短桩的防治、垂直度的保证、挤土效应的避免以及强化施工质量的管理等方面着手，不断提高预应力管桩的施工质量，促进我国建筑行业的不断发展。

[1]董志培.静压预应力管桩施工过程中应注意的问题[J].广东建材,2004(05).

[2]梁燕丽.建筑工程施工中静压预应力管桩的特点与施工技术分析[J].科技创新与应用,2012(18).