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摘要：先张法预应力混凝土管桩是用先张法预应力工艺和离心成型法制成的一种空心圆筒体细长构件，由于其抗弯承载力高和成本低，在港口工程中得到广泛应用与混凝土方桩相比，预应力混凝土管桩具有刚度大、耐锤击性能强、抗渗性能强、抗弯能力强、等优点。
关键词：后张预应力 大直径管桩
中图分类号： TU74 文献标识码： A
1.后张法预应力混凝土管桩概述
先张法预应力混凝土管桩是用先张法预应力工艺和离心成型法制成的一种空心圆筒体细长构件。
随着码头水深增加，先张法预应力混凝土管桩的长度需要大幅度增加，桩上受到的波浪力、水流力、锤击力也大幅度增加，大断面管桩在预制生产和结构型式上都已无法满足新的要求，因此这就需要采用后张法工艺生产预应力混凝土大直径管桩。在一些大中型港口码头、桥梁等工程中，大多需要使用直径1000mm～1400mm，单根长度40m～60m的大直径、超长度预应力混凝土管桩。
后张法预应力混凝土大直径管桩，国外叫雷蒙托桩，常简称为混凝土大管桩。我国于1980年由交通部三航局开始研制，1986年试产，是国家“六五”期间科技攻关研究成果。
2. 结构特点
2.1 后张预应力混凝土大直径管桩的特点
（1）混凝土大管桩的桩长可按1m为模数进行不同桩长的拼接，其改变桩长的灵活性优于其它混凝土桩。
（2）混凝土大管桩管节的预制和管桩的拼接均为工厂化生产，机械化程度较高。
（3）由于混凝土大管桩成型工艺先进，管桩混凝土为高强度、高密实性、低孔隙率、低吸水性。因而使混凝土大管桩具有耐久性好、耐锤击性好的特点。
（4）在相同条件下，混凝土大管桩的承载力高于钢管桩。
（5）混凝土大管桩可适用于任何土质。
（6）混凝土大管桩用钢量省，其用钢量约为钢管桩的1/6～1/8。
（7）混凝土大管桩比钢管桩维护费用省，在海水中混凝土大管桩不需作防腐蚀处理。
（8）工程造价低，混凝土大管桩的成本约为钢管桩的1/2～1/3。
2.2 后张预应力混凝土大直径管桩与其他桩型的比较
混凝土大管桩、钢桩及普通混凝土方桩对比：
（1）力学性能：与混凝土方桩相比，预应力混凝土管桩具有刚度大、耐锤击性能强、抗渗性能强、抗弯能力强、等优点。
（2）防腐保护措施：混凝土大管桩的保护根据腐蚀区域的划分，只在浪溅区和潮差区由于氯离子渗透而引发和加剧锈蚀，采用环氧沥青涂层加玻璃丝布缠裹，水位变动区及以上部分整体防护；水下区和海底区混凝土保护层能够较好地保护钢筋，管节接缝处局部防护。
（3）耐久性：由于预应力混凝土大直径管桩采用高速离心方法成型，混凝土密实性远远高于普通预应力混凝土方桩，经抗冻试验和氯离子渗透试验证明其抗冻性和耐腐蚀性能良好，完全可以在有抗冻要求的地区使用。
（4）经济性：预应力混凝土大直径管桩的桩端阻力较大，抗锤击性能远远高于普通预应力方桩。造价低，在一般工程中每延米价格仅为钢管桩的50%左右，极大地节约了投资。
3. 应用情况
3.1 后张预应力混凝土大直径管桩的适用条件
（1）适用于地基上部为软弱土层、下部为较好土层的地基条件；
（2）适宜用于基岩埋藏深、强风化岩或风化残积土层厚的地基条件；
（3）适用于抗震设防烈度小于或等于9度的地区；
（4）适用于需要减少对水流形态干扰的情况；
（5）适用于水深很大时；
（6）可适用于锤击法、中振法、钻孔植桩法、静压施工法，特别是静压施工法由于震动小、噪声低适用于市区施工。
不宜或應慎重选用管桩的地质条件：
（1）孤石及地下障碍物多的地基，不宜选用；
（2）有坚硬的夹层且该夹层又不能作为持力层时，不宜选用；
（3）从软土层直接进入中风化或微风化基岩的地基，应慎用；
（4）石灰岩及其他溶岩地区，应慎用。
3.2 后张预应力混凝土大直径管桩目前在我国港口工程中的应用
后张法预应力混凝土大管桩由于抗弯承载力高和成本低，在港口工程中得到广泛应用，先后在江苏连云港，上海乍浦、宝钢，浙江舟山、北仑、镇海、陈山、嘉兴，福建厦门、福清，广东深圳、汕头等沿海港口的深水泊位中得到应用。在我国现已建成混凝土大管桩码头约有30个，其中10万吨级特大深水泊位5个，而且这一数量正在不断增加。
4.沉桩质量控制
1.沉桩前对大管桩进行逐根检查，核实大管桩出厂合格证与施工用桩是否相符，检查大管桩外观质量和运输中有无损伤。
2.锤击沉桩的允许偏差应符合下表的规定。
3.桩的纵轴线倾斜度偏差不宜大于1%。桩的纵轴线倾斜度偏差超过1%，但不大于2%的桩数不应超过10%。
4.锤击沉桩时，桩身外表面不得出现裂缝。
5.锤击沉桩时应采取防止断桩的有效措施。
6.截桩时不应出现纵向裂缝，并应选择对预应力传递长度影响小的方法进行。
7.沉桩期间可分期分批进行高应变和低应变检测。高应变检测数量宜取总沉桩数的2%~5%，且不得少于5根。低应变检测数量宜取总桩数的10%。高应变和低应变检测应符合国家现行有关标准的规定。
5.结论
本文介绍了预应力混凝土大直径管桩，通过其结构特点和应用情况可以看出，后张预应力混凝土大直径管桩具有明显的社会效益、经济效益和应用价值。
关键词：后张预应力 大直径管桩
中图分类号： TU74 文献标识码： A
1.后张法预应力混凝土管桩概述
先张法预应力混凝土管桩是用先张法预应力工艺和离心成型法制成的一种空心圆筒体细长构件。
随着码头水深增加，先张法预应力混凝土管桩的长度需要大幅度增加，桩上受到的波浪力、水流力、锤击力也大幅度增加，大断面管桩在预制生产和结构型式上都已无法满足新的要求，因此这就需要采用后张法工艺生产预应力混凝土大直径管桩。在一些大中型港口码头、桥梁等工程中，大多需要使用直径1000mm～1400mm，单根长度40m～60m的大直径、超长度预应力混凝土管桩。
后张法预应力混凝土大直径管桩，国外叫雷蒙托桩，常简称为混凝土大管桩。我国于1980年由交通部三航局开始研制，1986年试产，是国家“六五”期间科技攻关研究成果。
2. 结构特点
2.1 后张预应力混凝土大直径管桩的特点
（1）混凝土大管桩的桩长可按1m为模数进行不同桩长的拼接，其改变桩长的灵活性优于其它混凝土桩。
（2）混凝土大管桩管节的预制和管桩的拼接均为工厂化生产，机械化程度较高。
（3）由于混凝土大管桩成型工艺先进，管桩混凝土为高强度、高密实性、低孔隙率、低吸水性。因而使混凝土大管桩具有耐久性好、耐锤击性好的特点。
（4）在相同条件下，混凝土大管桩的承载力高于钢管桩。
（5）混凝土大管桩可适用于任何土质。
（6）混凝土大管桩用钢量省，其用钢量约为钢管桩的1/6～1/8。
（7）混凝土大管桩比钢管桩维护费用省，在海水中混凝土大管桩不需作防腐蚀处理。
（8）工程造价低，混凝土大管桩的成本约为钢管桩的1/2～1/3。
2.2 后张预应力混凝土大直径管桩与其他桩型的比较
混凝土大管桩、钢桩及普通混凝土方桩对比：
（1）力学性能：与混凝土方桩相比，预应力混凝土管桩具有刚度大、耐锤击性能强、抗渗性能强、抗弯能力强、等优点。
（2）防腐保护措施：混凝土大管桩的保护根据腐蚀区域的划分，只在浪溅区和潮差区由于氯离子渗透而引发和加剧锈蚀，采用环氧沥青涂层加玻璃丝布缠裹，水位变动区及以上部分整体防护；水下区和海底区混凝土保护层能够较好地保护钢筋，管节接缝处局部防护。
（3）耐久性：由于预应力混凝土大直径管桩采用高速离心方法成型，混凝土密实性远远高于普通预应力混凝土方桩，经抗冻试验和氯离子渗透试验证明其抗冻性和耐腐蚀性能良好，完全可以在有抗冻要求的地区使用。
（4）经济性：预应力混凝土大直径管桩的桩端阻力较大，抗锤击性能远远高于普通预应力方桩。造价低，在一般工程中每延米价格仅为钢管桩的50%左右，极大地节约了投资。
3. 应用情况
3.1 后张预应力混凝土大直径管桩的适用条件
（1）适用于地基上部为软弱土层、下部为较好土层的地基条件；
（2）适宜用于基岩埋藏深、强风化岩或风化残积土层厚的地基条件；
（3）适用于抗震设防烈度小于或等于9度的地区；
（4）适用于需要减少对水流形态干扰的情况；
（5）适用于水深很大时；
（6）可适用于锤击法、中振法、钻孔植桩法、静压施工法，特别是静压施工法由于震动小、噪声低适用于市区施工。
不宜或應慎重选用管桩的地质条件：
（1）孤石及地下障碍物多的地基，不宜选用；
（2）有坚硬的夹层且该夹层又不能作为持力层时，不宜选用；
（3）从软土层直接进入中风化或微风化基岩的地基，应慎用；
（4）石灰岩及其他溶岩地区，应慎用。
3.2 后张预应力混凝土大直径管桩目前在我国港口工程中的应用
后张法预应力混凝土大管桩由于抗弯承载力高和成本低，在港口工程中得到广泛应用，先后在江苏连云港，上海乍浦、宝钢，浙江舟山、北仑、镇海、陈山、嘉兴，福建厦门、福清，广东深圳、汕头等沿海港口的深水泊位中得到应用。在我国现已建成混凝土大管桩码头约有30个，其中10万吨级特大深水泊位5个，而且这一数量正在不断增加。
4.沉桩质量控制
1.沉桩前对大管桩进行逐根检查，核实大管桩出厂合格证与施工用桩是否相符，检查大管桩外观质量和运输中有无损伤。
2.锤击沉桩的允许偏差应符合下表的规定。
3.桩的纵轴线倾斜度偏差不宜大于1%。桩的纵轴线倾斜度偏差超过1%，但不大于2%的桩数不应超过10%。
4.锤击沉桩时，桩身外表面不得出现裂缝。
5.锤击沉桩时应采取防止断桩的有效措施。
6.截桩时不应出现纵向裂缝，并应选择对预应力传递长度影响小的方法进行。
7.沉桩期间可分期分批进行高应变和低应变检测。高应变检测数量宜取总沉桩数的2%~5%，且不得少于5根。低应变检测数量宜取总桩数的10%。高应变和低应变检测应符合国家现行有关标准的规定。
5.结论
本文介绍了预应力混凝土大直径管桩，通过其结构特点和应用情况可以看出，后张预应力混凝土大直径管桩具有明显的社会效益、经济效益和应用价值。