预应力管桩抗拔桩施工的质量控制探讨

文/林武 浙江嘉华建筑设计研究院有限公司 浙江温州 325000

预应力管桩在实际施工中应用比较多，可分为PHC管桩与方桩，与常规钻孔灌注桩相比，预制桩在承载力、造价及桩身质量控制方面都存在诸多优势，所以在施工条件允许的情况下，预制桩施工方案经常作为首选。与灌注桩相比，预制桩成本通常可节约40%左右，且统一预制，桩身质量有保证，尤其是在工程桩比较多的情况下，预制桩挤土效果较明显，施工周期也比较快。但由于预制实心方桩或钻孔灌注桩的成本压力较高，所以还需本着节约成本的原则开展施工，这一背景下，对预应力管桩作为抗拔桩的应用逐渐增多，但也出现了诸多质量问题，本问也就提高预应力管桩抗拔桩施工质量的措施进行多方面探讨。

1、桩头与基础的连接

1.1 连接形式

通常在对桩头和基础连接时，设置两道钢筋，一道与桩端板焊接，包含若干根钢筋，一道为置于管桩中间孔内的钢筋笼，由若干钢筋组成，同时进行灌芯，即浇筑一定深度的微膨胀混凝土，利用管桩内壁与后浇筑混凝土间的摩擦力，对桩的上拔力进行抵抗。实际工程中，焊接在桩端板上钢筋焊接质量容易出现问题，一方面是焊接质量问题，一方面是因拔力过大可能导致端板损坏，所以只能作为一种安全储备，主要由管内壁与灌芯混凝土间的摩擦力承担抗拔力。

1.2 灌芯前清孔质量控制

根据上述内容，管内壁与灌芯混凝土间的摩擦力主要承担管桩的抗拔力，所以整个接头质量是否可靠与灌芯质量有直接关系。通常在施工现场，对桩头往往不会进行任何的遮盖，所以管桩内部极易落入大量的土石，在桩孔开挖后，至灌芯之前，对桩孔需进行清孔处理。如果抗拔力比较大，则灌芯的深度可达到3～4m或更多。如果只是单纯依靠人工清孔，尤其在桩孔较多的情况下，工作效率非常低，且清孔质量也很难得到保证。诸多工作实践表明，清孔质量差是导致诸多抗拔桩出现质量问题的原因。针对上述情况，在清孔时可采取以下方法：首先，在桩头部位点焊圆形钢板，厚度5mm，尽可能的阻挡土石跌落到管桩内，桩孔开挖后进行连接桩头施工时，对钢板进行切割，还可作为灌芯混凝土的托板应用；其次，对桩头采用废弃模板遮盖，阻挡土石跌落。上述两种方面均有一定的效果，但也都存在不足之处，第一种方法在实际操作中，步骤比较繁琐，而第二种则采用木板，固定起来比较麻烦，一旦固定不好，保护效果也难以达到。所以，在桩基施工中，将一种可重复使用、可拆卸的钢板盖设置在桩头，操作也比较简单，在成本方面，因为可以重复利用，所以成本也比较低。如图1所示，在钢板盖边缘设置四个对称弹性卡扣，卡在桩头凹槽处，用塑料绑带固定好即可。

图1 可拆卸式钢板盖

2、桩节间的连接

2.1 桩节间焊接质量

如果抗拔桩节段在2节以上，则对桩节间需现场焊接，焊接质量也就对抗拔桩质量有直接影响，对现场焊接的质量控制、焊接工艺都有更严格的要求：首先，保证接头端板表面干燥、干净，尤其是焊接部位要先做除锈处理，表面漏出金属光泽后再行焊接；其次，下节桩桩头处设置导向措施，如导向箍。上下管桩错位控制在2mm以内，保持垂直；第三，二氧化碳气体保护焊是首选焊接方式，以两台焊机对称焊接施工为主，保证焊缝饱满；第四，如采用手工电弧焊，也需保证两个焊工对称焊接，焊接层数为3层，下层焊接后见焊渣彻底清理后再行上层焊接；第五，桩头焊缝冷却后，继续压桩。通常二氧化碳气体保护焊冷却5min以上，手工电弧焊冷却8min以上，严禁焊好即压或用水冷却；第六，焊接应避免在砂土、砂质粉土等硬土层中进行，对桩长组合合理制定。第七，接桩时，管桩中心上下偏差控制在2mm以内，管桩量端板间间隙控制在2mm内，管桩桩身弯曲度控制在20mm内，坡口错位控制在2mm内；第八，焊接前，对端板除污、除锈，接桩时先固定，采用四角点焊方式，然后对称焊接，避免变形；焊缝要求饱满连续，及时清理焊渣，不得漏焊、虚焊；经监理验收焊接接头合格并自然冷却后，再行继续沉桩，如遇雨天、大风天，在无防雨、防风措施的情况下，不得焊接。

图2 管桩机械连接

2.2 桩节间机械连接

虽然在桩节间进行焊接时，对焊接质量提出了诸多要求，来提高焊接质量，但由于对焊接质量产生影响的不可控因素仍比较多，所以业界公认机械连接仍然是可靠的连接方式，如图2所示，对诸多机械连接方式进行参考，认为下图连接方式的可靠性更强，施工质量控制效果更好。

3、管桩端板加强节点

抗拔桩采用预应力管桩时，还存在一个薄弱的部位，即管桩端板，尽管在设计过程中，对端板会经过严格的计算，但在实际施工中，仍存在端板与预应力筋脱开的情况。为了对这一质量问题进行解决，需考虑对端板进行加强，可采用锚固加强方法，进行锚筋焊接。

结语：

尽管在实际应用中，预应力管桩抗拔桩施工质量方面还存在诸多问题，但其优势不可忽视，针对存在的质量问题，从管理水平、技术水平提高的角度入手，解决质量问题才是关键。本文也针对预应力管桩抗拔桩施工中容易出现的质量问题进行了分析，并针对性的提出了解决的措施，以期预应力管桩抗拔桩在实际施工应用中，施工质量控制效果越来越好，实现其最大的经济效益。