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引言

桩基础是人类在软弱地基上建造建筑物的基础构造，也是最基本的基础类型之一，具有承载力高、稳定性好、抗震性能好等特点。虽然桩基础固有优势，但由于近年来受到建筑物、构筑物使用特性的影响，建筑设计对于桩基础的要求在种类和性能方面都在不断地改革和创新。如一些原有桩基础因不适宜做抗拔或抗拔力较低，在经过预制过程的结构改造后，从而提高了桩体的力学性能；在一些不允许裂缝存在且需要高承载力、高抗拔力的条件下，传统预制的桩基产品弊端会凸显，可通过设置预应力筋来改善其性能，这也是当今桩基产品的一大进步。

1 基本概况

先张法预应力混凝土实心方桩是一种新型的预制混凝土桩，其采用先张法预应力工艺及自密实混凝土进行浇筑成型(无需震动和振捣)，经过蒸汽养护使混凝土桩体快速达到设计强度。其生产过程如图1和图2所示。先张法预应力混凝土实心方桩主要应用于高层、超高层建筑、大型工业项目(机场、电厂、水利等)的基础部分，大大地提高了基础的承载能力。桩身通过施加预张拉应力后，消除了混凝土的收缩裂缝，拓宽了预制方桩的使用范围。

图1 实心方桩养护

图2 产品出釜

2 方桩的技术特点

预应力混凝土实心方桩的技术特点如下：

(1)桩身混凝土强度高。采用了自密实混凝土，保证了混凝土较高的密实度，进行合理的配比设计，可确保混凝土强度等级达到C60以上。

(2)桩身承载力高，抗弯抗剪性能好。该桩体采用了预应力钢棒和张拉工艺，使得桩身具有较高的抗裂能力和极限弯矩。

(3)对地质条件适应性强。由于桩身混凝土强度等级较高，密实耐打，具有较强的穿透力，对持力层起伏较大的地质条件具有较强的适应性。

(4)经济效益好，施工周期短，效率高，单位承载力的造价低，综合经济效益好。

(5)运输吊装方便，桩接驳迅速。成桩长度不受限制，使用普通的电焊机即可实现自由接驳。

(6)施工现场整洁，不污染环境，符合环保要求，施工机械化程度高，检测方便。

3 性能对比

根据设计与施工等相关的规范规程，下面对400 mm×400 mm的预应力实心方桩和400 mm×400 mm非预应力实心方桩两种桩型进行比较分析。

预应力与非预应力实心方桩承载力对比见表1。

表1 承载力对比

预应力与非预应力实心方桩抗拔力对比见表2。

表2 抗拔力对比

预应力与非预应力实心方桩外观对比见表3。

表3 外观质量对比

通过对比发现，预应力实心方桩的单位承载力比非预应力实心方桩提高了91.40%，单位抗拔力提高了271.43%，裂缝控制等级为一级，避免了裂缝的存在，同时提高了桩身的防腐能力和可靠度。

4 施工控制

根据现有的施工机具来衡量，预应力混凝土实心方桩的施工呈现出选择的灵活性，既可以使用静压机具也可以使用锤击机具，相比较于以往的桩基施工，不仅体现出施工优势，而且还解决了传统桩基施工所带来的环保污染问题。现场施工情况如图3和图4所示。特别是近年来，由于环保政策的实施，泥浆外排、噪音超标等因素大大地限制了桩基础的施工，因而新型预制桩的生产与应用为桩基础的设计与施工提供了良好的基础。对于山西省的地质条件，预应力混凝土实心方桩弥补了地质选用方面的一些不足，尤其是抗腐蚀能力和承载能力的提高、摩阻力的增加等力学性能的改善，使得桩基础施工的选用更加适宜。

图3 施工现场起吊

图4静压机施工

5 结语

综上所述，预应力实心方桩，在技术性能与施工方面都具有明显的优势，预应力实心方桩的生产工艺合理，可实行量化生产，桩身本身强度等级为C60，质量具有保障，施工工艺简单方便，施工机具的选用范围广泛，施工过程符合环保要求，成桩率高，地质适应性强。