杨 名 王鑫文 易 喆

(天津市勘察院，天津 300191)



对软土地基中预应力管桩相关问题的探讨

杨 名 王鑫文 易 喆

(天津市勘察院，天津 300191)

论述了软土地基中预应力管桩的施工原理及特征，对预应力管桩的施工工艺、施工注意事项以及质量控制方式进行了详细阐述，指出预应力管桩技术适用范围广、成本低、承载性能好，在软土地基处理中有一定的优势。

预应力管桩，软土地基，施工，质量

软土地基有着自身的显著特征，且地质状况比一般地质差的多。所以，在进行工程施工时，一定要先对软土地基进行高质量的处理，否则将可能引起地基整体稳定性降低、结构下沉及开裂等一系列问题。而预应力管桩技术能够很好的处理好软土地基问题，它有着适用范围广、成本低、承载性能好、施工效率高、管理简便等一系列优势，但是实际利用这项技术进行工作时，还会碰到很多问题，因此工程技术工作者必须要不断深入研究预应力管桩技术的提高方案。

1 软基施工中存在的问题及处理要求

1.1 施工期间存在的问题

软土的形成地点包括沿海软土以及在内地的河流、盆地等。但我国的软土地基大都具有相同的特征，一般有下列几点：1)软土的含水率和空隙都很大。含水量在34%～72%之间，空隙比在1.0～1.9之间，饱和度一般大于95%，液限一般为35%～60%，塑性指数为13～30，天然密度约为15 kN/m3～19 kN/m3；2)透水性不好。软土的渗透系数一般都在10-8cm/s～10-7cm/s之间，且固结十分的缓慢，无法在短期内有效的提高其强度；3)软土有着很强的压缩性，一旦受到自重的影响就会持续的下沉，结构物会因此出现很大的形变，严重者甚至还会使结构物开裂；4)抗剪强度很差。若这一抗剪强度无法满足地基上部结构对于荷载的要求时，则地基的局部或整体将会受到严重的破坏；5)具备触变性能。在受到扰动时，土的强度会大大降低，还可能呈现出流态；6)有着很强的流变性。

1.2 解决措施

开展软土地基处理工作时，主要工作内容包括：处理前的研究工作、加固以及加固施工管理。根据原理的不同可将其概括为置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等基本方法。工作的重中之重就是科学的确定施工方式并有效落实，一般要考虑到下列几点的影响：首先，工程地质状况；其次，设计及施工情况；再次，施工现场的情况；最后，结构物状况。实际施工过程中，必须在深入考虑各种影响因素后才能确定最佳的工作方法。

2 预应力管桩特征

2.1 原理概述

进行工程结构施工时，一般都要在地表设立浅基础，不过，地基土的厚度较大或者建筑物荷载对于变形及稳定性有较高的规定时，就要使用深基础。顾名思义，深基础的深度是较大的，一般包括桩顶承台和几个干跟桩，在这一整体中，上部荷载能够分散至桩周土或者是桩尖的基岩上。

这些年来，我国的预应力管桩技术有了飞速的发展进步，这得益于预应力管桩技术有着显著的优点，例如：施工效率高、承载性能强、施工简单便捷、能够保证质量、工作成本较低等。预应力管桩技术的特征包括下列几个方面：

1)能够很好的保证质量。预应力管桩是专业生产厂家生产的，其生产原理就是把混凝土离心后紧实成型，最后在一定压力的蒸汽养护作用下形成空心的、截面面积相等的预制混凝土构件，其生产线十分成熟，因此能够很好的保证管桩质量。2)适用领域大，能够用于多种工程的施工。预应力管桩的尺寸、长度都是有很大差异的，因此，即使是在桩端起伏变动大的地区依然可以使用。此外，预应力管桩的桩身质量很高，且在土层内穿透力很好，所以，可使用多种沉桩工艺(射水法、锤击法、静压法等)进行施工。3)不易发生形变。预应力管桩的桩身强度非常大，并且使用了预应力专用钢筋，使其有效预压力大大提高，所以，预应力管桩在一般情况下是不会发生变形的。4)使用寿命长。预应力管桩采用了高速离心成型工艺(离心加速度高达30g～35g)和高温高压(压力106 Pa；温度180 ℃)蒸汽养护，因此桩身混凝土密实性好，其抗渗性、抗硫酸盐腐蚀性、耐碳化性均优于普通混凝土。5)单桩的承载力很强且花费很低。预应力管桩的材质通常都是C80强度的混凝土，这种混凝土不仅性能好，而且单位成本远远低于预制混凝土方桩以及钻孔灌注桩。6)施工周期短。预应力管桩可以实现在工厂定制生产，因此施工前无需进行长时间的准备，通常会减少30 d～60 d的工期。7)施工简便、无需事先开展场地的预制工作，且施工中不会出现建筑废料的污染。这一优势在工作场地狭小的施工中表现尤为明显。

2.2 施工步骤

预应力管桩的施工步骤如下：1)施工前的准备→2)进行测量放样以及桩位设置→3)将施工中所需的各种设施准备好→4)起吊管桩就位→5)开始压桩或锤击施工→6)接桩→7)压桩至设计深度→8)在3)～7)的过程中做好压(打)桩记录→9)机具移位，重复3)～8)，单根管桩的施工完成。

3 在软基处理中预应力管桩技术及质量控制

3.1 施工工艺

施工方法与施工步骤的要点包括：1)结合设计方案选择桩长，然后结合施工、运输设施来选择分段桩长；2)使用推土机等设施进行场地的平整、压实工作，并将场地坑洼填平；此外，一定要彻底清理干净浮土；3)完成测量放样工作后一定要使用石灰标出桩位；4)准备好管桩施工所需的各种设施；5)进行压桩工作。要先进行机身调整工作，确保压桩中心和周围重合且成90°。在吊管桩准备好后，就要设置桩靴并进行压桩。但在管桩压完后，要吊起下节管桩并使用电焊焊接，确保焊缝处的紧实性。焊缝合格后，便要再次进行压桩工作，最后往复循环这一工作流程。

3.2 质量控制方式

实际开展预应力管桩的施工时一定要把握好下述几个关键点：

1)一定要事先开展压桩实验，以最科学、准确的确定终止压桩力与单桩极限承载力间的关系系数。然后根据压桩试验获得的数据来确定单桩的极限承载力是否与标准相符，最后下发作业指导书。

2)尽可能降低挤土效应和振动的不良作用。为达到这一目标，应做到：严格控制压桩速度，一般控制在1 m/min 左右；制定有效的沉桩流水路线，根据桩的入土深度，采取先长后短、先高后低的顺序施工；要保证日成桩量的适宜性；认真的记录最终的压桩力和各项施工参数，若最终的压桩力和试桩时确定的值有很大差异，则必须确定原因后才能进行后续工作。

3)保证施工现场的平整性。若场地较软，则可铺设一些道渣，这样能防止打桩期间出现不均匀沉降，斜桩等问题。若工作期间遭遇障碍物，则应去除障碍物后再开展沉桩工作；要实时监测沉桩是否垂直，以便于第一时间改正。

4 软基处理中预应力管桩施工质量控制措施

预应力管桩施工的重点注意事项：

1)正式施工前必须开展压桩试验，这样才能获得最科学的终止压桩力和单桩极限承载的关系系数，并且能够以此为依据对单桩的极限承载力进行判断评估，最后下发作业指导书。

2)做到下述几点可以降低挤土效应及振动的不良影响，保证压桩速度的科学性，通常应为1 m/min；设计科学的沉桩流水工作线，以桩的入土深度为依据选择具体的顺序施工方式；保证日成桩量的适宜性；认真记录终止桩压力及各项具体施工参数；当终止压桩力与试桩确定的参数相差较大时,应分析原因,待查明后方可继续施工。

3)保证施工现场的平整性。若施工现场过软，则应铺一定量的道渣，要避免打桩机在打桩期间出现不均匀沉降或者是斜桩问题。若打桩时碰到障碍物，则必须消除后才能继续开展工作。若沉桩时垂直性差，则应将桩拔出进行重打，待桩达到某一深度后，切忌使用移动机架法来校正，这样极易发生断桩事故。

4)施工企业的实际施工水平对于工程质量有着很大的影响，所以，相关领导人一定要对施工质量进行严格的监督。企业内应有专门负责质量监督工作的副总经理，与最高管理者协同开展质量管理工作。设立专业的质量管理机构，以督促各个施工机构严格开展质量管理工作。

5)一个完善的质量管理制度和体系能够极大的提高施工单位预应力管桩的施工质量。因此,施工单位和建筑企业必须完善相应的质量体系,健全相应的质量文件和质量管理条例,并在施工单位中进行教育和培训,从而提高施工人员的质量意识。

6)预应力管桩施工任务的完成不可能一蹴而就,它需要一步一步开展和完成。因此,施工单位和建筑企业必须根据施工目的和要求来对其施工质量目标进行分解,并根据分解取得的成果来规划施工的具体步骤,将每一层施工责任和施工目的有效划分给施工团体和施工个人。

7)合理的施工顺序是保证预应力管桩施工质量的关键所在。只有按照规定的施工顺序并确保每一个施工环节的施工质量,才能保证最终预应力管桩施工的质量。因此,必须积极监督每一施工环节的施工质量,只有得到技术人员的肯定与签字后,才能开展下一施工环节;若是次环节的施工无法得到认可,必须积极采取补救措施。

8)保证建材和设备质量,完善质量检验标准和措施。建筑工程项目中的任何一个施工环节,其施工设备和建材质量都直接决定着施工的质量。因此,必须加强对其购进质量的检查,完善相应的检查标准和检查措施以及检查制度,重点检查购进设备和建材的相关证书并采取抽样测试的方法来检测建材质量,一旦检测发现问题,必须及时处理,只有确保购进建材和设备的质量,才能将其投入施工中。

5 结语

我国建筑业的飞速发展，促进了预应力管桩技术的大范围应用，且这一技术的优势也是十分明显的。但是，实际开展施工工作时，依然会受到许多不良因素的影响。因此，施工人员一定要在整个施工过程中都严格开展质量管理工作，这样才能有效解决其中存在的各种问题。

[1]邓寿昌.土木工程施工.北京：北京大学出版社，2006.

[2]阎西康.土木工程施工.北京：中国建材工业出版社，2004.

Inquiry on relevant prestressed pipe pile problems of soft foundation

Yang Ming Wang Xinwen Yi Zhe

(TianjinSurveyInstitute,Tianjin300191,China)

The paper discusses the construction principles and characteristics of prestressed pipe pile in soft foundation, specifically describes prestressed pipe pile construction technology, construction matters and quality control methods, and finally points out advantages of prestressed pipe pile technology in soft foundation treatment, such as wide application scope, low cost and good bearing capacity as well.

prestressed pipe pile, soft foundation, construction, quality

1009-6825(2015)21-0070-02

2015-05-11

杨 名(1984- )，男，助理工程师； 王鑫文(1986- )，男，工程师； 易 喆(1988- )，男，助理工程师

TU447

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