预应力混凝土管桩是采用预应力和离心成型技术生产的新型桩型.由于该桩型具有单桩承载力高、抗弯抗剪性能好、穿透土层能力强、成桩质量可靠、施工方便快捷及工程造价合理等优点，故被广泛应用于各类建筑物和构筑物的基础工程。

 

　　1.工程概况

 

　　2008年9月，江门某小区4栋商住楼基础全部应用管桩。这4栋楼为框架6+1层，建筑檐口高度18m。地质状况：地面以下第一层1.3～5.3m为杂填土，以粘土为主，含20%的泥质粉砂岩碎块，并夹有少量矿渣及砂、树根等；第二层为粘土、淤泥质粘土；第三层是粉质粘土夹砂；第四层为砂层局部分布；第五层为泥质粉砂岩。场区地下水位在地表下0.6m，属上层滞水。水对混凝土及结构钢筋的腐蚀性评价均为弱腐蚀。该工程的桩基础设计采用先张法高强度预应力混凝土管桩(直径为400mm，管桩壁厚90mm，混凝土强度为C80)，单桩承载力为900Kpa，有效桩长24～28m，总桩根数270根，采用2节接桩，基础采用单桩和群桩上分组承合。管桩全部采用液压法压入式施工。

 

　　2.液压入桩的施工方法

 

　　液压管桩的施工程序为：测量定位→桩机就位→复核桩位→吊桩插桩→桩身对中调直→静压沉桩→接桩→再静压沉桩→送桩→终止压桩→复压两次→桩质量检验→切割桩头。通过本工程的施工，总结液压管桩的施工要点主要有以下几个方面：

 

　　(1)沉桩路线要合理选定。预应力管桩施工时，随着入桩段数的增多，各层地质构造土体密度随之增高。土体与桩身表面间的摩擦阻力也相应增大，压桩所需的压入力也在增大。为使压桩中各桩的压力阻力基本接近，入桩路线应选择单向行进，不能从两侧往中间进行(即所谓打关门桩)，这样地基土在入桩挤密过程中，土体可自由向外扩张，既可避免地基土上溢使地表升高，又不致因土的挤压而造成部分桩身倾斜，保证了群桩的工作基本均匀并符合设计值。该小区4栋商住楼工程毗邻居民聚集地和市政道路，西面距道路房屋较近，东面有办公楼，沉桩线路以桩中心离建筑物近处开压，将各土层自西向东、自北向南方向排挤(南、北面无建筑物)，尽可能地降低挤土效应影响。

 

　　(2)沉桩中垂直度的控制。调校桩的垂直度是沉桩质量的关键，须高度重视。插桩在一般情况下入土30～50cm为宜，然后进行调校。桩机驾驭人员在施工长的组织、指挥下，掌握好角度尺两个方向上都归零点，使桩机纵横两个方向都保持水平，测量人员在外围观测。调校垂直度在规范允许值以内才能沉桩。在沉桩过程中，施工员随时观察桩的进尺变化，如遇地质层有障碍物、桩身偏移时，应分一、二个行程逐渐调直。

 

　　(3)压桩应控制好终止条件。静力压桩单桩竖向承载力可通过桩的终止压力值大致判断，但因土质的不同而异。桩的终止压qs不等于单桩极限承载力，要通过静载对比试验来确定一个系数k，然后再利用系数和终止压力，求算单桩竖向承载力的标准值qk，即qk=kqs，与设计值对比。如判断的终止压力值不能满足设计要求，应立即采取送压加深处理或补桩，以保证桩基的施工质量。该商住楼工程桩基，通过静载对比试验确定系数k=0.4。施工中，压桩到设计桩长时，如果压力表的压力达到单桩承载力2.5倍时，即可停止压桩，否则应增加桩长，并会同设计单位另行处理。接桩应连续进行，采用CO2保护焊间歇不宜过短(正常气温下为1～2min)；接桩面应保持干净，焊接要满足规范要求，上下桩中心线应对齐，偏差不大于10mm；节点矢高不得大于1%桩长。

 

　　(4)做好管桩与承台的连接。上述工程中管桩与承台采用刚接。桩顶若高于设计标高，管桩的桩头均采用专用工具锯断，断口平齐，故不能利用桩身内的钢筋伸入承台作为连接的钢筋。在桩头的桩管内填充1600mm高的C30细石混凝土，并在混凝土中均分插入6φ14钢筋与承台连接。

 

　　3.预应力混凝土管桩的质量检验与试验

 

　　桩的质量检验，液压法桩同锤击法沉桩。但可利用静力压桩机作反力平衡装置进行桩的静载试验，可省去设置锚桩反力梁等。为了保证工程的质量，必须分阶段进行单桩承载力的静载和动测试验。

 

　　3.1静载试验法

 

　　以该商住楼工程的桩基质量试验为例，管桩的静载试验要模拟实际荷载情况，通过静力加压，得出4根试桩的荷载——沉降关系曲线(Q-S曲线)。试桩的入土深度分别为27.8m、26.5m、25.9m、25.1m，表明均进入第五层砂岩层。荷载从0KN～2500KN分9级加载，4根试桩最终累计沉降量分别为20.83mm、25.64mm、27.05mm、23.35mm，回弹值分别为13.52mm、16.96mm、17.79mm、5.39mm。根据上述系列关系曲线，综合评定确定容许承载力，它已较好地反映单桩的实际承载力，经核算，满足设计要求。预应力混凝土管桩应在桩身强度达到设计要求的前提下进行试验。对于粘性土，不应少于15天，且待桩身与土体的结合基本趋于稳定，才能进行试验。上述试验曲线表明，试桩的桩周摩擦阻力和端承力发挥正常，桩身质量良好，其承载力标准值均大于设计要求的标准值。

 

　　3.2动测试验法

 

　　动测试验法，又称动力无损检测法，是检测桩基承载力及桩身质量的一项新技术。高应变动测试验法，也是作为静载试验的补充。该商住楼动测试验试桩数为15根，并作为动静对比。经大、小应变检测，桩身完整性评价均为Ⅰ类桩，满足设计要求。

 

　　4.管桩的设计及施工中应注意的事项

 

　　管桩造价较高，桩基础设计时须根据上部荷载、工程地质条件等综合考虑，多方案比较后方可采用。同一工程中桩的规格、型号不应太多，以免造成施工困难，特别是注意避免造成施工错误。综合考虑地质情况和桩身强度，确定单桩承载力。管桩为开口桩，根据现场压桩观察分析，在入土过程中，会较快地在桩尖处形成一土楔，使其入土时的挤土情况与闭口桩无异，故在确定单桩承载力时将开口桩按闭口桩考虑。压桩机应根据土质情况配足额重量或选用相应规格的液压桩机。压桩机的液压入桩有一定的垂直行程高度，如YZY600桩机的垂直行程为1.5m，即每入桩1.5m就松开抱桩器，开动油泵使之上移，再抱桩固定压入，循环作业。在开始的第一、二个行程，要特别注意控制桩身的垂直度。适当限制压桩速度，沉桩速度一般控制在1m/min左右为宜，使各层土体能正确反映其抗剪能力。当地基表层中存在大块石头等障碍物时，要避免压偏。压桩时注意管桩桩身不受损坏，桩帽、桩身和送桩的中心线应重合，压同一根桩应缩短停息时间。采用焊接法接桩时，须分层均匀地将套箍对焊的焊缝填满，为加快施工速度，减少接桩时间，可设2名焊工同时对称施焊，焊毕停约1min即可进行沉桩。记录入桩行程深度及相应压力值，以判别入桩情况正常与否及桩的承载能力。压桩过程中应加强邻近建筑物、地下管线的观测、监护，以确保安全。

 

　　参考文献：

 

　　[1]徐至钧，李智宇.预应力混凝土管桩基础设计与施工[M].北京：机械工业出版社，2005

 

　　[2]徐新跃.预应力管桩应用中的若干问题[J].建筑技术，2003(3)