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【摘 要】 一般情况下，管桩应有焊好的预制桩尖，其形式常见的有三种，分别是十字、开口以及圆锥型。如果是在沿海地区城市，地下水位比较高，那么一般会使用闭口型的预制桩尖。在管桩的沉桩方面，方法并不单一，通常使用的包括：静压法、预钻孔法以及锤击法等。本文结合多年工作实践，对预应力管桩施工的特点及质量控制进行了探讨。
【关键词】 先张法；预应力；管桩；特点；质量控制
一、工程概况
湖南某住宅小区，有1栋高层房屋建筑，地上24层框剪结构，地下1层无梁楼盖，总建筑面积12400平方米。采用先张法预应力高强混凝土管桩（PHC）和静压法抱压式桩机施工。管桩外径500毫米，管壁厚125毫米，A型，混凝土强度等级C80，有效桩长34～36米，共计160根。底节桩焊有闭口型桩尖，桩尖进入中粗砂层75米。单桩竖向设计承载力Ra≥2600kN，单桩极限承载力Fk≥4950kN。施工中以桩长和油压值进行“双控”。通过静载试验、低应变动测，其结果均满足设计要求，在试验最大荷载5700kN作用下，总沉降量为40毫米。
二、先张法预应力管桩的特点
1）有着较强的单桩承载力以及穿透力。这种管桩和一般的混凝土的预制桩相比，强度达到了80MPa，较后者高出了两到四倍，而在穿透方面，即使是厚达5米左右的密实砂层都可以被穿透。
2）较好的抗裂性以及抗弯性。在预应力用钢棒的选择时，选择强度较高的，再加入上述工艺，对于整个管桩的抗压以及抗弯能力来说都有极大的提升。
3）在起伏较大的持力层的地质条件下也有着极好的适应性。经过工厂生产的成品，有着不一致的桩节长短，具体可以以当场的地质条件作为基础，来对接桩长度进行及时调整，用桩量相应的减少许多，而如预制方庄经常会出现余桩较多的现象，在此则不会出现。
4）减少材料使用，能够降成本降低。该方法和钻孔灌注桩的方式相比，投资方面会减少大约百分之三十。和普通的方桩相比，在钢筋用量方面，前者是后者的百分之三十，混凝土使用方面仅仅为后者的百分之四十五。通过静压法来进行沉桩活动，缓冲材料以及替打垫木的材料将会被节省许多。
5）施工时间短，速度，工效有保障。一台桩机，每天的成功量可达到300多米，可见施工的速度极快。
6）简便的检测管桩质量。管桩通常会选择闭口型的预制桩尖，当其深入到了持力层之后，会在管桩内腔经过，通过低压照明方式，成桩的质量以及深入的长度就可以直接被目测到，因此深受消费者的喜爱。
7）能够保证文明施工，现场保洁十分方便。通过静压法来进行沉桩活动，在此过程中，不需要产生震动，出现泥浆，更不会带来污染，在城市居民区如果需要桩基施工项目，是较为合适的，能够让施工单位文明施工。
8）如果该地区是以石灰岩为主，或者有着较多障碍物，就不适合采用这样的方法。
三、预应力管桩施工质量控制
1、管桩质量控制要点
1）进场的成品桩质量必须达到质量检验标准（见表1）。
2）桩位按桩基图纸测量放线定位无误。
3）管桩入土深度和油压值必须双控，满足设计要求和试桩确定参数。
4）管桩就位接桩时，焊缝质量和停歇时间必须符合规范要求。
5）管桩桩身入土垂直度不得超过0.5%。
现场监理工程师必须按照以上5个质量控制要点进行旁站监理，认真检验，合格签证，并作好现场记录。
2、管桩施工前的准备工作
1）如果一个地区对设计的要求比较高，但又没有足够经验，想要获取一些较为经济并且可靠的相关參数，首先需要在施工之前进行打桩处理，这是十分重要的。如果工艺以及地质条件十分接近，那么试桩数量需要保证至少三根，通过对单桩进行竖向的抗压静载实验，在实际的工作中，如果桩的相关数字产生了较大的变化，或者是施工手段发生了变化，都需要重新进行试桩活动。
2）在对管桩进行选择时，首先需要业主或者是监理人员对生产厂家进行实地考察，厂方是否有资格证书，是否有营业执照，生产的设备以及养护的设备，生产流程，原材料质量，设备的鉴定书等等，都需要考察一番。
3）对施工单位的相关资格证书进行考察，如营业执照，生产体系是否安全，操作人员的上岗证，施工使用机械是否合格，相关的检测鉴定书等等。
4）对实际的施工场地的相关地质条件需要熟悉，对该地区的水文，障碍物等需要有切实的掌握。
5）对工程图纸进行会审工作，会议纪要需要被签发，另外操作人员的安全技术交底工作也是十分重要的。
6）施工方需要对施工方案进行及时的送达，申请表也需要一并填写，并送达至监理部，由其来进行审查，随后项目总监来进行签批工作。
7）在现场的工程师，需要对施工单位送达的成果表以及相关的措施进行复查，并且是实地复查。如测量人员的相关证书，机器的检测证书，对坐标设置进行复查，轴线定位点等。
8）在产品进入工地之前，首先需要施工方来进行质量检测，随后进行报审表的填写，现场的监理工程师对其质量再次审查，如果合格就可以签名使用，而如果不合格，那么就严禁使用。
3、管桩入土垂直度的控制
送桩器以及桩身之间需要在同一条线上，管桩被送入土中垂直度如何是需要严密进行控制的，一般偏差需要小于百分之零点五。
1）在整栋建筑物的基线外的四米到六米左右的施工区域内，土地表面要求平整以及坚实，如果地面较为松软，则需要对其进行处理，使得桩身的垂直度有所保证，减少在沉桩时因为偏差而出现的桩身破坏现象。
2）在进行沉压运作时，需要以桩身作为轴心来进行沉压活动。在桩机大约15米的距离，分别以90°方向来安置两台经纬仪，使得导杆和桩身的垂直度得以保证，一旦出现偏差，可以通过该装置进行及时的调整。 3）第一节桩沉桩的垂直度是必须要能够保证的，一根桩质量如何，关键就在这里。在进行接桩环节时，两个桩节需要重合其中心线，二者偏差不应超过两毫米。
4）在下桩位放置好之后，通过桩头导向箍的作用，使得上下桩节能够接正。二者同心之后，在进行焊接工作时，需要沿着接口四周来进行，分层进行焊接活动，避免节点变形导致的桩身的不直。
4、管桩焊接质量要求
在整个桩基工程中，接缝的焊接工作时最为薄弱的一环，而且是较为隐蔽的缓解。因此在进行该项活动时，需要监理工程师在旁做好监理工作，并进行细致的记录和检验。
1）将管桩通过焊接手段变成整桩，通过桩端板焊接饱满连续，使用的是E43的焊条，需要出具合格证明，焊缝质量方面至少要达到2级。
2）焊工需要持证上岗，对其证书，有效期等都需要进行检查。
3）在进行对接工作之前，需要上下桩节的表面光滑，没有污物，在坡口部位需要对其进行彻底的清理，使得金属的光泽得以出现。
4）接桩主要是管桩的庄头部分距离地面1米左右时进行。在下层桩节桩头有导向箍，上面有4个或者是6个对称的焊孔，通过该方法可以让上节桩准确的放置，能够保证顺直度。
5）在焊接过程中想要避免变形，需要2个焊工，在坡口的圆周部分，以导向箍作为基础来进行4点或者是6点的对称施焊。上下节固定之后，才可以将导向箍拆除，随后再来进行分层施焊工作。管桩的接头部分不能超过四个。
6）焊接的层数方面必须要大于两层，在内部的焊渣需要被清楚，能够让外层更加方便的进行焊接工作。焊缝方面需要饱满，均匀。表面不能够看到渣滓，擦伤等痕迹。
7）在结束工作之后，需要停留大约1分钟时间，质量方面也需要受到监理工程师的检查，合格之后进行签证，随后再继续进行沉桩活动，在这一过程中，焊缝的冷却不能用水，这是必须要注意的。
5、管桩顶与承台连接
1）将管桩中孔内表面的浮浆清除、清洗干净，以利浇筑混凝土与管壁粘结密实。
2）将加工好托板（3毫米厚圆薄钢板）置于管桩中孔内，3根钢筋挂于管壁上，浇筑混凝土比承台提高一级，然后设置绑扎好钢筋骨架，继续浇捣混凝土与管桩顶平。
3）管桩内伸出主筋，锚入承台内的锚固长度不少于主筋直径（Ⅰ级钢）的30d或主筋直径（Ⅱ、Ⅲ级钢）的35d。
4）当桩顶低于设计标高需要接桩时，接桩外径比原管桩外径大300毫米，嵌入原管桩内应大于钢筋锚固长度或大于200毫米，接桩内和管桩内的钢筋骨架按桩基钢筋图下料绑扎，浇筑混凝土强度等级比承台混凝土提高一级（见图1）。
6、预应力管桩施工质量缺陷及预控措施
1）施工质量缺陷
①桩顶偏位过大
②桩身倾斜
③桩顶破碎
④桩身断裂
⑤沉桩达不到设计控制要求
⑥桩身上浮
⑦基坑开挖不当引起大面积群桩倾斜
2）施工质量缺陷预控措施
①施工前编制和报审施工方案，施工中要严格按施工方案和操作规程执行
②配备专职质量员、测量人员负责质量检查，对每一道工序都要进行复检，杜绝人为因素造成的质量问题发生
③施工前和施工中都要认真研究地质勘察报告，对不良土质和地下水高等情况要有措施，确保施工质量
④选择桩机时应注意桩机重量和设计的承载力要求，一般是三比一比较合适，对静压桩机的夹桩夹具要有选择，夹具是造成桩身裂纹的主要原因
⑤掌握地质特点、根据土层变化，控制锤击冲程，控制停锤标准，发现桩身剧烈抖动或贯人度突然增大、桩身严重倾斜时应立即停锤进行研究处理
⑥施工大片密集的预制管桩时采用设置袋装砂井、打插塑料排水板，开挖降水井和防挤土沟等技术措施来降低孔隙水压力，减少土体的隆起
⑦锤击桩机在施工时，要及时更换锤垫桩垫，防止桩顶破损
⑧施工前要根据地质资料选择桩位试桩，根据试桩情况合理配桩，确保桩顶的标高基本达到设计要求，减少锯桩和接桩数量，杜绝在没有达到压力值时停止压桩或超过终压力值时继续压桩
⑨测量设备和仪器、桩机上的压力表、水平仪都要经常检查和标定
⑩基坑开挖要由有经验的技术人员编制施工方案，确定开挖程序，注意保持基坑围护结构或边坡土体的稳定，基坑边严禁堆土和重物
7、预应力管桩基础工程质量检测
1、管桩的单桩竖向承载力的检测
1）静载试验.同一条件下的检测桩数不宜少于桩总数1%，且不应少于3根；工程桩总数在50根以内时，不应少于2根。
2）高应变动测。地质条件复杂，成桩质量可靠性较低的高层房屋建筑，宜采用高应变动测作为单桩竖向抗压承载力验收检测的补充，抽检数量不宜少于总桩数5%，且不得少于5根。
2、预应力管桩桩身完整性检测采用低应变动测
1）柱下3桩或3桩以下的承台抽检桩数不得少于1根。
2）管桩基础工程的抽检数量不应少于总桩数的20%，且不得少于10根。
3）当采用低应变法抽检桩身完整性所发现的Ⅲ、Ⅳ类桩之和大于抽检桩数的20%时，应在未检桩中继续扩大抽检。
四、小結
预应力管桩是在先张法预应力技术和高性能混凝土的基础上发展起来的，利用静压或锤击的方法将空心圆筒体状的构件沉入地下，达到设计控制标高或承载力，以此作为建筑物的基础。静力压桩施工法具有低噪音、低震动、无冲击和施工速度快、施工安全等特点，已得到广泛的应用，具有广阔的应用前景。
参考文献：
[1]郑敏.浅谈预应力管桩施工的质量控制[J].建材技术与应用，2011，06：27-28.
[2]李复军.预应力管桩在软土地基施工的质量控制[J].广东建材，2012，05：28-30.
[3]曾华明.静压预应力管桩施工的质量控制探讨[J].中国新技术新产品，2010，17：185.
[4]朱少生.预应力管桩静压施工特点及施工质量控制措施[J].门窗，2012，06：210+213.
[5]陈钰，刘彬，卢岩.静压预应力管桩的施工工艺及质量控制[J].山西建筑2011，01：67-68.
[6]刘志佳.关于静压预应力管桩施工质量控制的探讨[J].中华民居（下旬刊），2013，03：152-153.
【关键词】 先张法；预应力；管桩；特点；质量控制
一、工程概况
湖南某住宅小区，有1栋高层房屋建筑，地上24层框剪结构，地下1层无梁楼盖，总建筑面积12400平方米。采用先张法预应力高强混凝土管桩（PHC）和静压法抱压式桩机施工。管桩外径500毫米，管壁厚125毫米，A型，混凝土强度等级C80，有效桩长34～36米，共计160根。底节桩焊有闭口型桩尖，桩尖进入中粗砂层75米。单桩竖向设计承载力Ra≥2600kN，单桩极限承载力Fk≥4950kN。施工中以桩长和油压值进行“双控”。通过静载试验、低应变动测，其结果均满足设计要求，在试验最大荷载5700kN作用下，总沉降量为40毫米。
二、先张法预应力管桩的特点
1）有着较强的单桩承载力以及穿透力。这种管桩和一般的混凝土的预制桩相比，强度达到了80MPa，较后者高出了两到四倍，而在穿透方面，即使是厚达5米左右的密实砂层都可以被穿透。
2）较好的抗裂性以及抗弯性。在预应力用钢棒的选择时，选择强度较高的，再加入上述工艺，对于整个管桩的抗压以及抗弯能力来说都有极大的提升。
3）在起伏较大的持力层的地质条件下也有着极好的适应性。经过工厂生产的成品，有着不一致的桩节长短，具体可以以当场的地质条件作为基础，来对接桩长度进行及时调整，用桩量相应的减少许多，而如预制方庄经常会出现余桩较多的现象，在此则不会出现。
4）减少材料使用，能够降成本降低。该方法和钻孔灌注桩的方式相比，投资方面会减少大约百分之三十。和普通的方桩相比，在钢筋用量方面，前者是后者的百分之三十，混凝土使用方面仅仅为后者的百分之四十五。通过静压法来进行沉桩活动，缓冲材料以及替打垫木的材料将会被节省许多。
5）施工时间短，速度，工效有保障。一台桩机，每天的成功量可达到300多米，可见施工的速度极快。
6）简便的检测管桩质量。管桩通常会选择闭口型的预制桩尖，当其深入到了持力层之后，会在管桩内腔经过，通过低压照明方式，成桩的质量以及深入的长度就可以直接被目测到，因此深受消费者的喜爱。
7）能够保证文明施工，现场保洁十分方便。通过静压法来进行沉桩活动，在此过程中，不需要产生震动，出现泥浆，更不会带来污染，在城市居民区如果需要桩基施工项目，是较为合适的，能够让施工单位文明施工。
8）如果该地区是以石灰岩为主，或者有着较多障碍物，就不适合采用这样的方法。
三、预应力管桩施工质量控制
1、管桩质量控制要点
1）进场的成品桩质量必须达到质量检验标准（见表1）。
2）桩位按桩基图纸测量放线定位无误。
3）管桩入土深度和油压值必须双控，满足设计要求和试桩确定参数。
4）管桩就位接桩时，焊缝质量和停歇时间必须符合规范要求。
5）管桩桩身入土垂直度不得超过0.5%。
现场监理工程师必须按照以上5个质量控制要点进行旁站监理，认真检验，合格签证，并作好现场记录。
2、管桩施工前的准备工作
1）如果一个地区对设计的要求比较高，但又没有足够经验，想要获取一些较为经济并且可靠的相关參数，首先需要在施工之前进行打桩处理，这是十分重要的。如果工艺以及地质条件十分接近，那么试桩数量需要保证至少三根，通过对单桩进行竖向的抗压静载实验，在实际的工作中，如果桩的相关数字产生了较大的变化，或者是施工手段发生了变化，都需要重新进行试桩活动。
2）在对管桩进行选择时，首先需要业主或者是监理人员对生产厂家进行实地考察，厂方是否有资格证书，是否有营业执照，生产的设备以及养护的设备，生产流程，原材料质量，设备的鉴定书等等，都需要考察一番。
3）对施工单位的相关资格证书进行考察，如营业执照，生产体系是否安全，操作人员的上岗证，施工使用机械是否合格，相关的检测鉴定书等等。
4）对实际的施工场地的相关地质条件需要熟悉，对该地区的水文，障碍物等需要有切实的掌握。
5）对工程图纸进行会审工作，会议纪要需要被签发，另外操作人员的安全技术交底工作也是十分重要的。
6）施工方需要对施工方案进行及时的送达，申请表也需要一并填写，并送达至监理部，由其来进行审查，随后项目总监来进行签批工作。
7）在现场的工程师，需要对施工单位送达的成果表以及相关的措施进行复查，并且是实地复查。如测量人员的相关证书，机器的检测证书，对坐标设置进行复查，轴线定位点等。
8）在产品进入工地之前，首先需要施工方来进行质量检测，随后进行报审表的填写，现场的监理工程师对其质量再次审查，如果合格就可以签名使用，而如果不合格，那么就严禁使用。
3、管桩入土垂直度的控制
送桩器以及桩身之间需要在同一条线上，管桩被送入土中垂直度如何是需要严密进行控制的，一般偏差需要小于百分之零点五。
1）在整栋建筑物的基线外的四米到六米左右的施工区域内，土地表面要求平整以及坚实，如果地面较为松软，则需要对其进行处理，使得桩身的垂直度有所保证，减少在沉桩时因为偏差而出现的桩身破坏现象。
2）在进行沉压运作时，需要以桩身作为轴心来进行沉压活动。在桩机大约15米的距离，分别以90°方向来安置两台经纬仪，使得导杆和桩身的垂直度得以保证，一旦出现偏差，可以通过该装置进行及时的调整。 3）第一节桩沉桩的垂直度是必须要能够保证的，一根桩质量如何，关键就在这里。在进行接桩环节时，两个桩节需要重合其中心线，二者偏差不应超过两毫米。
4）在下桩位放置好之后，通过桩头导向箍的作用，使得上下桩节能够接正。二者同心之后，在进行焊接工作时，需要沿着接口四周来进行，分层进行焊接活动，避免节点变形导致的桩身的不直。
4、管桩焊接质量要求
在整个桩基工程中，接缝的焊接工作时最为薄弱的一环，而且是较为隐蔽的缓解。因此在进行该项活动时，需要监理工程师在旁做好监理工作，并进行细致的记录和检验。
1）将管桩通过焊接手段变成整桩，通过桩端板焊接饱满连续，使用的是E43的焊条，需要出具合格证明，焊缝质量方面至少要达到2级。
2）焊工需要持证上岗，对其证书，有效期等都需要进行检查。
3）在进行对接工作之前，需要上下桩节的表面光滑，没有污物，在坡口部位需要对其进行彻底的清理，使得金属的光泽得以出现。
4）接桩主要是管桩的庄头部分距离地面1米左右时进行。在下层桩节桩头有导向箍，上面有4个或者是6个对称的焊孔，通过该方法可以让上节桩准确的放置，能够保证顺直度。
5）在焊接过程中想要避免变形，需要2个焊工，在坡口的圆周部分，以导向箍作为基础来进行4点或者是6点的对称施焊。上下节固定之后，才可以将导向箍拆除，随后再来进行分层施焊工作。管桩的接头部分不能超过四个。
6）焊接的层数方面必须要大于两层，在内部的焊渣需要被清楚，能够让外层更加方便的进行焊接工作。焊缝方面需要饱满，均匀。表面不能够看到渣滓，擦伤等痕迹。
7）在结束工作之后，需要停留大约1分钟时间，质量方面也需要受到监理工程师的检查，合格之后进行签证，随后再继续进行沉桩活动，在这一过程中，焊缝的冷却不能用水，这是必须要注意的。
5、管桩顶与承台连接
1）将管桩中孔内表面的浮浆清除、清洗干净，以利浇筑混凝土与管壁粘结密实。
2）将加工好托板（3毫米厚圆薄钢板）置于管桩中孔内，3根钢筋挂于管壁上，浇筑混凝土比承台提高一级，然后设置绑扎好钢筋骨架，继续浇捣混凝土与管桩顶平。
3）管桩内伸出主筋，锚入承台内的锚固长度不少于主筋直径（Ⅰ级钢）的30d或主筋直径（Ⅱ、Ⅲ级钢）的35d。
4）当桩顶低于设计标高需要接桩时，接桩外径比原管桩外径大300毫米，嵌入原管桩内应大于钢筋锚固长度或大于200毫米，接桩内和管桩内的钢筋骨架按桩基钢筋图下料绑扎，浇筑混凝土强度等级比承台混凝土提高一级（见图1）。
6、预应力管桩施工质量缺陷及预控措施
1）施工质量缺陷
①桩顶偏位过大
②桩身倾斜
③桩顶破碎
④桩身断裂
⑤沉桩达不到设计控制要求
⑥桩身上浮
⑦基坑开挖不当引起大面积群桩倾斜
2）施工质量缺陷预控措施
①施工前编制和报审施工方案，施工中要严格按施工方案和操作规程执行
②配备专职质量员、测量人员负责质量检查，对每一道工序都要进行复检，杜绝人为因素造成的质量问题发生
③施工前和施工中都要认真研究地质勘察报告，对不良土质和地下水高等情况要有措施，确保施工质量
④选择桩机时应注意桩机重量和设计的承载力要求，一般是三比一比较合适，对静压桩机的夹桩夹具要有选择，夹具是造成桩身裂纹的主要原因
⑤掌握地质特点、根据土层变化，控制锤击冲程，控制停锤标准，发现桩身剧烈抖动或贯人度突然增大、桩身严重倾斜时应立即停锤进行研究处理
⑥施工大片密集的预制管桩时采用设置袋装砂井、打插塑料排水板，开挖降水井和防挤土沟等技术措施来降低孔隙水压力，减少土体的隆起
⑦锤击桩机在施工时，要及时更换锤垫桩垫，防止桩顶破损
⑧施工前要根据地质资料选择桩位试桩，根据试桩情况合理配桩，确保桩顶的标高基本达到设计要求，减少锯桩和接桩数量，杜绝在没有达到压力值时停止压桩或超过终压力值时继续压桩
⑨测量设备和仪器、桩机上的压力表、水平仪都要经常检查和标定
⑩基坑开挖要由有经验的技术人员编制施工方案，确定开挖程序，注意保持基坑围护结构或边坡土体的稳定，基坑边严禁堆土和重物
7、预应力管桩基础工程质量检测
1、管桩的单桩竖向承载力的检测
1）静载试验.同一条件下的检测桩数不宜少于桩总数1%，且不应少于3根；工程桩总数在50根以内时，不应少于2根。
2）高应变动测。地质条件复杂，成桩质量可靠性较低的高层房屋建筑，宜采用高应变动测作为单桩竖向抗压承载力验收检测的补充，抽检数量不宜少于总桩数5%，且不得少于5根。
2、预应力管桩桩身完整性检测采用低应变动测
1）柱下3桩或3桩以下的承台抽检桩数不得少于1根。
2）管桩基础工程的抽检数量不应少于总桩数的20%，且不得少于10根。
3）当采用低应变法抽检桩身完整性所发现的Ⅲ、Ⅳ类桩之和大于抽检桩数的20%时，应在未检桩中继续扩大抽检。
四、小結
预应力管桩是在先张法预应力技术和高性能混凝土的基础上发展起来的，利用静压或锤击的方法将空心圆筒体状的构件沉入地下，达到设计控制标高或承载力，以此作为建筑物的基础。静力压桩施工法具有低噪音、低震动、无冲击和施工速度快、施工安全等特点，已得到广泛的应用，具有广阔的应用前景。
参考文献：
[1]郑敏.浅谈预应力管桩施工的质量控制[J].建材技术与应用，2011，06：27-28.
[2]李复军.预应力管桩在软土地基施工的质量控制[J].广东建材，2012，05：28-30.
[3]曾华明.静压预应力管桩施工的质量控制探讨[J].中国新技术新产品，2010，17：185.
[4]朱少生.预应力管桩静压施工特点及施工质量控制措施[J].门窗，2012，06：210+213.
[5]陈钰，刘彬，卢岩.静压预应力管桩的施工工艺及质量控制[J].山西建筑2011，01：67-68.
[6]刘志佳.关于静压预应力管桩施工质量控制的探讨[J].中华民居（下旬刊），2013，03：152-153.