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摘要：本文结合工程实际施工，对静压预应力混凝土管桩施工进行了论述，探讨静压预应力管桩施工中质量控制方法、常见问题及防治措施。
主题词：预应力混凝土管桩 施工 质量控制
一、预应力混凝土管桩简介
预应力混凝土管桩是采用先张预应力离心成型工艺，经蒸压养护制成的一种空心圆筒型混凝土预制构件，直径从300mm~800mm，混凝土强度等级≥C60。
预应力混凝土管桩具有以下优点：一是单桩承载力高，由于预应力混凝土管桩桩身混凝土强度高，可打入密实的砂层和强风化岩层，由于挤压作用，桩端承载力可比原状土质提高70% ～80% ，桩侧摩阻力提高20%～40% 。因此，预应力混凝土管桩承载力设计值比同直径的沉管灌注桩、钻孔灌注桩和人工挖孔桩高；二是应用范围广，预应力混凝土管桩是由侧阻力和端阻力共同承受上部荷载，可选择强风化岩层，全风化岩层，坚硬的粘土层或密实的砂层（或卵石层）等多种土质作为持力层，且对持力层起伏变化大的地质条件适应性强，因此适应地域广；三是沉桩质量可靠，预应力混凝土管桩是工厂化、专业化、标准化生产，桩身质量可靠；运输吊装方便，接桩快捷；机械化施工程度高，操作简单，易控制；在承载力，抗弯性能、抗拨性能上均易得到保证；四是工程造价经济，预应力混凝土管桩的单位承载力造价比沉管灌注桩、钻孔灌注桩和人工挖孔桩低，且预应力混凝土管桩的机械化施工程度高、施工速度快、工效高，有利于缩短工期，提前实现项目的经济效益和社会效益。
二、工程概况
1、某住宅小区工程共14栋住宅楼，楼层6~7层，总高度18~21米。
2、工程地质状况：地层主要由人工素填土①、冲积粉质粘土②、粉土③、圆砾④和第三系强风化泥质粉砂岩⑤组成，各土层自上而下的岩性及主要物理力学指标如下：
人工素填土①：灰色，松散状，成份以粘性土、风化泥质粉砂岩碎屑为主，层厚0.50~6.30m；
冲积粉质粘土②：黄褐色、红褐色，硬塑状，场地内均有分布，层厚3.80~12.00m，地基承载力特征值210kpa，静压预应力管桩桩端极限承载力标准值800kpa。
粉土③：灰黄色，中密，层厚0.90~6.60m，地基承载力特征值180kpa；
圆砾④：灰色，粒径2~5cm不等，场地内局部分布，层厚0.80~4.30m，地基承载力特征值350kpa，静压预应力管桩桩端极限承载力标准值6000kpa。
第三系强风化泥质粉砂岩⑤：黄色、灰白色，场地内均有分布，钻探深度内未揭穿该层，最大揭露厚度6.90m，地基承载力特征值350kpa，静压预应力管桩桩端极限承载力标准值3000kpa。
根据拟建建筑物的特点，结合场地内素填土较厚、承载力低，圆砾和强风化泥质粉砂岩埋深较深、承载力高的特点，在设计单位进行基础方案选型、经济比较后，确定采用静压预应力混凝土管桩基础，以强风化泥质粉砂岩⑤、圆砾④作为桩端持力层，静压预应力混凝土管桩桩径400mm，壁厚90mm，混凝土强度等级≥C60，单桩竖向承载力设计值为1000KN，总桩数1269根。
三、静压法施工的质量控制
1、施工程序
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→桩质量检验→切割桩头→填充管桩内的细石混凝土。
2、 施工中的质量控制
2.1 管桩的检查及堆放。管桩进场时应检查出厂合格证和检验报告，并对桩身的外观质量进行全数检查。管桩堆放不得超过4层，应堆放在坚实、平整的场地上，并采取可靠的防滚、防滑措施。
2.2 测量定位。由专职测量人员测定标出场地内的桩位，其偏差不得大于20mm。
2.3 试桩。在正式压桩前应进行试压桩，以利于初步确定承载力的特征值。甲级及地质条件较为复杂的乙级静压桩基础工程，按不少于2%工程桩数量且不少于5根进行试压桩；试压桩的规格、长度及地质条件应具有代表性；试压桩应选在地质勘探技术孔附近；施压方法及施压条件应与工程桩一致；试压桩经过24h休歇后需复压。
2.4 压桩线路的选定。施工时随着入桩数的增多，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，压桩所需的压力也在增大。为使压桩中各桩的压力阻力基本接近，入桩线路应选择单向行进，不能从两侧往中间进行，这样地基土在入桩挤密过程中，土体可自由向外扩张，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。某住宅小区工程场地开阔，周边无相邻建筑物，压桩线路确定从中间向四周推进。
2.5 垂直度控制。当管桩插入地面0.5～1.0m时，用两台经纬仪或线锤，在两个成90度的侧面观察，调整桩身垂直度，垂直度偏差不大于0.5%才能沉桩；在沉桩过程中应经常观测桩身的垂直度，当桩身垂直度偏差大于1%时，应找出原因及时纠正。
2.6 接桩的质量控制。接桩前，应保证上下两节桩的顺直，而且两桩桩心的错位偏差不宜大于2mm（宜设置接桩导向箍）；对接前，应清理干净接驳面和坡口，焊接时先对称点焊4～6点，再由两个焊工对称施焊；焊接层数不得少于二层，内层焊必须清理干净后方能施焊外一层；焊接应饱满连续；焊接完应自然冷却约8～10分钟（严禁用水冷却或焊完即压）后再施压，防止高温的焊缝遇水变脆而被压坏。
2.7 压桩的质量控制。压桩应连续进行，每一根桩应一次连续压到底，接桩、送桩应连续进行，中间不得无故停歇，且尽可能避免在桩尖接近设计持力层时进行接桩。根据地质资料控制压桩，沉桩速度不能过快，一般控制在1m/min左右。
2.8 终压力值的控制。终压力值一般由设计确定，对于端承摩擦桩终压力值可参考下列规定：当桩入土深度L＞23m时，终压力值可取桩的竖向承载力特征值的2.0倍；当桩入土深度15m＜L≤23m时，终压力可取桩的竖向承载力特征值的2.0～2.4倍，当桩较短且土质差时取值接近2.4倍，桩较长且土质较好时取值接近2.0倍并复压2～3次；当桩入土深度8m＜L≤15m时，终压力可取桩的竖向承载力特征值的2.2～3.0倍，当桩较长且土质较好时取值接近2.2倍，桩较短且土质一般时取值3.0倍左右并复压3次。某住宅小区工程根据设计要求并结合试桩的实际情况，终压力值确定为单桩竖向承载力设计值的2.2倍。
四、施工中的常见问题及防治措施
1、桩身断裂。主要原因：一是桩制作时混凝土强度达不到要求，管壁厚薄不均匀，桩身弯曲超过规定，桩尖偏离桩的纵轴线较大，桩在堆放、吊运过程中产生裂纹或断裂未被发现；二是沉桩过程中桩身发生倾斜或弯曲，或是接桩焊缝不饱满，焊后自然冷却时间不够，接桩时两节桩不在同一轴线上，产生了曲折；三是地质土层软硬变化或有坚硬障碍物时，把桩尖挤向一侧；四是施工场地不平、烂泥、积水多，造成压桩时机身不平稳。
防治措施：一是对桩身质量进行全面检查，桩的堆放、吊运应严格按照规定执行；二是在压桩过程中应经常观测桩身的垂直度。当桩身垂直度偏差大于1%时，应找出原因并及时纠正；接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上，接头处应严格按照操作规程；三是施工前应对桩位下的障碍物进行清理；四是应保证施工场地平整坚实。
2、沉桩达不到设计要求。主要原因：一是由于地质勘察报告中未能特别强调浅层障碍物及局部的土层分布深度和性质，导致沉桩时遇到老基础、大孤石，硬塑老粘土和非常密实砂层、沙砾石层等无法施工；二是桩机及配重太小或太大，使桩沉不到或沉过设计要求的控制标高。
防治措施：一是探明工程地质情况，必要时应作补勘，正确选择持力层或标高；二是选用的桩机大小应与设计要求、桩径、桩长及地质情况相匹配。
3、 桩顶位移。主要原因：一是测量定位放线不准，桩位偏差较大；二是桩数较多、桩间距较小，或是压桩线路选定不合理，产生挤土效应土体向上隆起，引起相邻的桩身上浮；三是土方开挖方法及顺序不正确，引起桩身倾斜。
预防措施：一是认真按设计图纸放好桩位，设置明显标志，并做好复查工作；二是选择合理的压桩路线，出现桩身上浮情况应对桩进行复压；三是制订合理的制定合理的基坑开挖施工方案和施工程序。压桩期间不得同时开挖基坑，待压桩完毕后相隔适当时间方可开挖，一般宜两周左右；基坑开挖注意有一定排水措施，留置边坡；基坑边缘顶部地带不得堆土及其他重物，基坑较深应分层开挖。
五、小结
预应力混凝土管桩基础工程质量主要取决于二个方面：一是管桩本身制作质量，二是压桩施工质量。只要我们严格把握住管桩进场质量关，遵守压桩施工操作规程，精心施工，就一定能够减少和避免出现工程质量问题，确保工程进度和质量。
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