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【摘要】在建筑施工中，桩基础施工技术在不断创新，成为建筑基础结构常见的施工技术，为建筑工程质量提供保证，高强度预应力混凝土管桩以其强度高、施工速度快、现场干净环保，而得到大量的使用。本文对预应力混凝土管桩的施工特点以及施工工艺技术进行分析，以供参考。
【关键词】预应力混凝土管桩；特点；分类；施工技术
中图分类号： TU37 文献标识码： A
一、前言
当前，建筑施工中桩基础的应用范围十分广泛，取得的效果十分显著。在桩基础的应用中要保证桩基础施工的质量，防止出现施工质量问题。
二、桩基础的概述
1、桩基础的概念
桩基础是常见的建筑深基础形式，一般由桩和承台两部分组成，特别是在结构复杂和功能多样的基础结构中有着广泛的应用。桩基础施工是整个建筑施工的重要组成部分，已成为建筑基础施工的关键步骤，影响着工程质量、进度和效益，要想进一步提升桩基础施工水平，就需要从桩基础的分类、特点和原则入手，形成对桩基础概念的正确理解，对细节进行全面控制，提升桩基础施工的实际质量。
2、桩基础的类型
（1）根据桩基础承台位置可以划分为高承台桩基础和低承台桩基础。高承台桩基础是指桩身全部埋于土中、承台底面与土体接触，主要用干桥梁、大型建筑物等高度较高的结构类型。低承台桩基础是在普通房屋中常见的桩基类型，桩身上部露出地面、承台底位于地面以上。
（2）按承载的性质可以将桩基础分为端承桩和摩擦桩。端承桩是对桩侧土的摩擦力大小采取忽略的态度，主要考虑桩端坚硬岩土对桩的支撑作用，在特殊的情况下也需要考虑桩端上部与坚硬岩土的摩擦和支撑。摩擦桩是建筑设计中经常运用的方式，也是桩基础常见的方式，建筑物荷载以摩擦力的方式从桩身传递到周围土体，使力通过扩散作用而实现平衡和稳定，摩擦桩主要考虑的是桩身和桩侧土的摩擦作用，而土层对桩端的支撑作用忽略不计。
（3）根据桩基础材料的构成不同可以将桩基础分为钢筋混凝土桩、钢桩、木桩、沙石桩、灰土桩等。钢筋混凝土桩可通过预制钢筋混凝土或灌注混凝土的方式将桩基础沉入地下，形成设计的长度和强度，满足建筑物对桩基础的需要，钢筋混凝土桩的优势在于灵活性，桩身截面大小、长度都可以根据设计和实际进行适当调整。钢桩，这是一种借助钢管和工字型钢材制成的桩基础形式，钢桩的优势在于施工方便、快速，在运输、起吊、施工中速度较快，但是造价过高，不利于成本控制。
（4）按桩基础的使用功能可以分为竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平荷载桩、复合受力桩。
（5）按桩基础的成桩方式即是否挖土成孔然后浇筑混凝土，而划分为非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩。
（6）桩基础施工按制作工艺可以分为预制桩、灌筑桩。预制桩一般在预制场地或预制工厂，根据设计需要进行钢筋混凝土浇筑预制成桩；随着近几年预制桩技术的发展，在西安地区，混凝土预制方桩已被高强度预应力混凝土管桩所替代。灌筑桩是一种现场施工的桩体方式，在设计桩位的地基上通过人工或机械挖出桩孔。在桩孔内部根据需要放置钢筋笼，然后通过混凝土灌注形成灌注桩，进而满足桩基础的设计要求。
三、高强度预应力混凝土管桩的特点
（1）适应面广。适用于工业与民用建筑的低承台桩基础、铁路、公路的桥梁基础，或港口、码头、水利、市政等大型设备的基础。
（2）混凝土强度高，成桩质量可靠。其制桩流程包括钢筋笼制作，水泥、砂石等电子称计量，主筋预应力张拉，离心成型，蒸汽养护，压蒸养护等，可确保桩身混凝土强度等级≥C80。采取工业化生产，有成熟的工艺和完善的质量管理体系，可保证在生产过程中实行有效的质量控制。
（3）桩身承载力高，抗弯性能好，运输吊装方便。由于主筋采用了预应力钢筋，有较高的抗裂弯矩和极限弯矩，其桩身承载力较其他桩型高2～5倍。
（4）对地质条件适应性强。桩身混凝土强度高，密实耐打，有较强的穿透能力，对持力层起伏变化较大或分布有较硬薄夹层的地质条件有较强的适应性。
（5）文明施工，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，监理强度低。
（6）经济效益好，施工周期短，效率高，施工现场简单，便于管理，可节约施工成本，单位承载力造价低。
四、预应力混凝土管桩的施工工艺
1、锤击法施工工艺
（1）施工前准备
平整场地，清除桩基范围内的高空、地面、地下障碍物；架空高压线距打桩架不得小于10m；修设桩机进出、行走道路，做好排水措施。检查打桩机设备各部分的性能。按图纸布置进行测量放线，定出桩基轴线，先定出中心，再引出两侧，并将桩的准确位置测设到地面。检查桩的质量，需将用的桩按平面布置图堆放在打桩机附近，不合格的桩不能运至打桩机现场。在桩身上画出以米为单位的长度标记，从下至上表明桩的长度，以便观察桩的入土深度及记录每米沉桩锤击数。
（2）选择打桩机械
目前打桩机械分为落锤式、单动汽锤、双动汽锤、柴油桩锤、振动桩锤等。而目前最常用的和最普遍的是柴油打桩机。选择合适的桩机有利于施工任务顺利完成。
（3）打桩的程序
正常的打桩程序，可分为由中间向两个方向对称进行；自中间向四周进行；由一侧向单一方向进行三种方式。根据布桩的疏密程度，宜先密后疏。基础的设计标高一致的桩，宜先打深的，后打浅的。对基础标高不一致的桩，宜先深后浅。对不同规格的桩，宜先大后小，先长后短，可使土层挤密均匀，以防止位移或偏斜。
（4）打桩的规定
第一节桩起吊就位插入地面后，认真检查桩位及桩身垂直度。桩位偏差不大于20㎜，桩身垂直度偏差不大于0.5%，并宜用长条水准尺或经纬仪等测量仪器校正。
当桩端插入表土后即遇上厚度较大的软土层，应空锤施打，锤落距应为20～30㎝，使桩身缓慢下沉。
施打中，桩锤、桩帽和桩身中线应重合，重锤低击，以保持桩身垂直度，若桩身垂直度偏差过大应找出原因设法纠正，当桩尖进入硬土层后，严禁用移动桩架强行回扳的方法纠偏。
在粘性土层中打桩，特别是含水量大、软～流塑的土层，每根桩应一次性施打到底，尽量减少中间间歇时间。
（4）接桩
混凝土预制桩，有时受运输条件和桩架高度的限制无法一次将很长的桩直接打入，要先打一节，再打一节这样分节打入，直到打入设计长度为止。所以必然要进行接桩工序。常见的接桩方式有:焊接、法兰连接、机械快速连接（螺纹式、啮和式）三种。焊接接桩:焊接接头处，端头均有预埋的周圈钢板，采用低碳钢板裁切好尺寸，搭住两端相接，用E43型焊条在接板四边焊牢，焊缝厚度按图纸要求执行。法兰连接和机械快速连接的钢板和螺栓宜采用低碳钢。
接桩时应注意以下问题：入土桩节宜高出地面0.5～1.0m；上下截樁应保持顺直；接驳面和坡口应清理干净；宜两台焊机对称进行，接焊层数不少于两层，焊缝饱满、连续，避免虚焊；焊后自然冷却时间不少于5分钟，严禁用水冷却或焊好即沉桩。
（5）桩帽、送桩器和衬垫的选择
桩帽和送桩器应做成与管桩直径匹配的圆筒形，并有足够的刚度、强度和耐打性，其下端应开孔，孔径不宜小于管桩内径的1/5～1/3，确保管桩内腔与外界相通。桩锤与桩帽、桩帽与桩顶之间应加设弹性衬垫，衬垫应厚度均匀，锤击后压实厚度不小于120㎜，并经常检查，及时更换。
（6）截桩和送桩的规定
截桩时，应确保不影响管桩的质量，宜采用锯桩器。需送桩时，应检查桩的垂直度和桩头质量。地表下有较厚的软土层时，送桩深度不宜大于2.0m；需做复打准备时，送桩深度不宜大于1.5m。送桩的最后贯入度应参考同一条件下不送桩时的贯入度予以修正，修正系数可取0.8。
（7）管桩工程基坑开挖的规定
严禁边打桩边开挖基坑。粘性土地区基坑开挖应在打桩全部完成后15天开挖。开挖应分层均匀进行，桩周土体高差不宜大于1m。
2、静压法施工工艺
一般使用的施工设备为抱压式和顶压式液压压桩机。
施工准备，压桩顺序，管桩的焊接要求，桩帽、送桩器和衬垫选择，截桩、送桩及基坑开挖注意事项与锤击法打桩的要求大同小异，在此不予重复，仅从抱压式液压压桩机施工作业注意事项和终圧标准控制量方面予以阐述。
（1）抱压式液压压桩机施工作业注意事项
压桩机应配足重量，满足最大压桩力的要求。起重机吊桩、喂桩时，压桩机严禁走动。喂桩时，管桩桩身两侧合缝位置应避开夹具的直接接触。第一节桩入土后，应测量、调整桩的垂直度，并应在压桩过程中，随时观测、调整。应保证桩身混凝土的完整性，桩身出现裂缝或掉角，及时停机，更换基桩，寻找原因，予以改进。每一根桩应连续压到底，不得无故停歇，避免在桩尖接近设计持力层时接桩。
（2）终圧控制标准
终圧控制标准可按以下原则确定：试桩结果、类似场地施工经验或按桩长控制。
（3）截桩和送桩的
当一根桩压完后，露出地面的桩段应在移机前用锯桩器截去。需要送桩时，应测出桩的垂直度、检查桩头质量，合格后立即送桩。送桩应用专制钢制送桩器。送桩压力不宜超过桩身允许抱压压桩力的1.1倍。沉桩完毕，桩孔应及时覆盖。
五、结束语
总之，随着建筑施工技术的不断发展和进步，在软土地区或有厚度适宜的桩端持力层场地，预应力混凝土管桩得到了大范围的应用，随着我国工业制造能力的提高，压桩设备的能力亦有了较大的提高，预应力混凝土管桩的技术也将更加完善，应用范围也将更加广泛。
参考文献
[1]中华人民共和国国家标准《建筑桩基设计技术规范》JGJ 94-2008；
[2]陈一舟.桩基施工中常见质量问题的分析与处理[J].科技信息(科学教研).2007，12(28)：45
[3]王希波.我国建筑用常见桩的特点及施工工艺[J].黑龙江科技信息.2010，30(18)：40—41
[4]周波.桩端后注浆钻孔灌注桩[J].建筑工程，2012，33(7)：60—61
[5]崔晓军.浅谈各种桩基础及其适用范围[J].建材技术与应用，2011，23(2)：60
【关键词】预应力混凝土管桩；特点；分类；施工技术
中图分类号： TU37 文献标识码： A
一、前言
当前，建筑施工中桩基础的应用范围十分广泛，取得的效果十分显著。在桩基础的应用中要保证桩基础施工的质量，防止出现施工质量问题。
二、桩基础的概述
1、桩基础的概念
桩基础是常见的建筑深基础形式，一般由桩和承台两部分组成，特别是在结构复杂和功能多样的基础结构中有着广泛的应用。桩基础施工是整个建筑施工的重要组成部分，已成为建筑基础施工的关键步骤，影响着工程质量、进度和效益，要想进一步提升桩基础施工水平，就需要从桩基础的分类、特点和原则入手，形成对桩基础概念的正确理解，对细节进行全面控制，提升桩基础施工的实际质量。
2、桩基础的类型
（1）根据桩基础承台位置可以划分为高承台桩基础和低承台桩基础。高承台桩基础是指桩身全部埋于土中、承台底面与土体接触，主要用干桥梁、大型建筑物等高度较高的结构类型。低承台桩基础是在普通房屋中常见的桩基类型，桩身上部露出地面、承台底位于地面以上。
（2）按承载的性质可以将桩基础分为端承桩和摩擦桩。端承桩是对桩侧土的摩擦力大小采取忽略的态度，主要考虑桩端坚硬岩土对桩的支撑作用，在特殊的情况下也需要考虑桩端上部与坚硬岩土的摩擦和支撑。摩擦桩是建筑设计中经常运用的方式，也是桩基础常见的方式，建筑物荷载以摩擦力的方式从桩身传递到周围土体，使力通过扩散作用而实现平衡和稳定，摩擦桩主要考虑的是桩身和桩侧土的摩擦作用，而土层对桩端的支撑作用忽略不计。
（3）根据桩基础材料的构成不同可以将桩基础分为钢筋混凝土桩、钢桩、木桩、沙石桩、灰土桩等。钢筋混凝土桩可通过预制钢筋混凝土或灌注混凝土的方式将桩基础沉入地下，形成设计的长度和强度，满足建筑物对桩基础的需要，钢筋混凝土桩的优势在于灵活性，桩身截面大小、长度都可以根据设计和实际进行适当调整。钢桩，这是一种借助钢管和工字型钢材制成的桩基础形式，钢桩的优势在于施工方便、快速，在运输、起吊、施工中速度较快，但是造价过高，不利于成本控制。
（4）按桩基础的使用功能可以分为竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平荷载桩、复合受力桩。
（5）按桩基础的成桩方式即是否挖土成孔然后浇筑混凝土，而划分为非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩。
（6）桩基础施工按制作工艺可以分为预制桩、灌筑桩。预制桩一般在预制场地或预制工厂，根据设计需要进行钢筋混凝土浇筑预制成桩；随着近几年预制桩技术的发展，在西安地区，混凝土预制方桩已被高强度预应力混凝土管桩所替代。灌筑桩是一种现场施工的桩体方式，在设计桩位的地基上通过人工或机械挖出桩孔。在桩孔内部根据需要放置钢筋笼，然后通过混凝土灌注形成灌注桩，进而满足桩基础的设计要求。
三、高强度预应力混凝土管桩的特点
（1）适应面广。适用于工业与民用建筑的低承台桩基础、铁路、公路的桥梁基础，或港口、码头、水利、市政等大型设备的基础。
（2）混凝土强度高，成桩质量可靠。其制桩流程包括钢筋笼制作，水泥、砂石等电子称计量，主筋预应力张拉，离心成型，蒸汽养护，压蒸养护等，可确保桩身混凝土强度等级≥C80。采取工业化生产，有成熟的工艺和完善的质量管理体系，可保证在生产过程中实行有效的质量控制。
（3）桩身承载力高，抗弯性能好，运输吊装方便。由于主筋采用了预应力钢筋，有较高的抗裂弯矩和极限弯矩，其桩身承载力较其他桩型高2～5倍。
（4）对地质条件适应性强。桩身混凝土强度高，密实耐打，有较强的穿透能力，对持力层起伏变化较大或分布有较硬薄夹层的地质条件有较强的适应性。
（5）文明施工，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，监理强度低。
（6）经济效益好，施工周期短，效率高，施工现场简单，便于管理，可节约施工成本，单位承载力造价低。
四、预应力混凝土管桩的施工工艺
1、锤击法施工工艺
（1）施工前准备
平整场地，清除桩基范围内的高空、地面、地下障碍物；架空高压线距打桩架不得小于10m；修设桩机进出、行走道路，做好排水措施。检查打桩机设备各部分的性能。按图纸布置进行测量放线，定出桩基轴线，先定出中心，再引出两侧，并将桩的准确位置测设到地面。检查桩的质量，需将用的桩按平面布置图堆放在打桩机附近，不合格的桩不能运至打桩机现场。在桩身上画出以米为单位的长度标记，从下至上表明桩的长度，以便观察桩的入土深度及记录每米沉桩锤击数。
（2）选择打桩机械
目前打桩机械分为落锤式、单动汽锤、双动汽锤、柴油桩锤、振动桩锤等。而目前最常用的和最普遍的是柴油打桩机。选择合适的桩机有利于施工任务顺利完成。
（3）打桩的程序
正常的打桩程序，可分为由中间向两个方向对称进行；自中间向四周进行；由一侧向单一方向进行三种方式。根据布桩的疏密程度，宜先密后疏。基础的设计标高一致的桩，宜先打深的，后打浅的。对基础标高不一致的桩，宜先深后浅。对不同规格的桩，宜先大后小，先长后短，可使土层挤密均匀，以防止位移或偏斜。
（4）打桩的规定
第一节桩起吊就位插入地面后，认真检查桩位及桩身垂直度。桩位偏差不大于20㎜，桩身垂直度偏差不大于0.5%，并宜用长条水准尺或经纬仪等测量仪器校正。
当桩端插入表土后即遇上厚度较大的软土层，应空锤施打，锤落距应为20～30㎝，使桩身缓慢下沉。
施打中，桩锤、桩帽和桩身中线应重合，重锤低击，以保持桩身垂直度，若桩身垂直度偏差过大应找出原因设法纠正，当桩尖进入硬土层后，严禁用移动桩架强行回扳的方法纠偏。
在粘性土层中打桩，特别是含水量大、软～流塑的土层，每根桩应一次性施打到底，尽量减少中间间歇时间。
（4）接桩
混凝土预制桩，有时受运输条件和桩架高度的限制无法一次将很长的桩直接打入，要先打一节，再打一节这样分节打入，直到打入设计长度为止。所以必然要进行接桩工序。常见的接桩方式有:焊接、法兰连接、机械快速连接（螺纹式、啮和式）三种。焊接接桩:焊接接头处，端头均有预埋的周圈钢板，采用低碳钢板裁切好尺寸，搭住两端相接，用E43型焊条在接板四边焊牢，焊缝厚度按图纸要求执行。法兰连接和机械快速连接的钢板和螺栓宜采用低碳钢。
接桩时应注意以下问题：入土桩节宜高出地面0.5～1.0m；上下截樁应保持顺直；接驳面和坡口应清理干净；宜两台焊机对称进行，接焊层数不少于两层，焊缝饱满、连续，避免虚焊；焊后自然冷却时间不少于5分钟，严禁用水冷却或焊好即沉桩。
（5）桩帽、送桩器和衬垫的选择
桩帽和送桩器应做成与管桩直径匹配的圆筒形，并有足够的刚度、强度和耐打性，其下端应开孔，孔径不宜小于管桩内径的1/5～1/3，确保管桩内腔与外界相通。桩锤与桩帽、桩帽与桩顶之间应加设弹性衬垫，衬垫应厚度均匀，锤击后压实厚度不小于120㎜，并经常检查，及时更换。
（6）截桩和送桩的规定
截桩时，应确保不影响管桩的质量，宜采用锯桩器。需送桩时，应检查桩的垂直度和桩头质量。地表下有较厚的软土层时，送桩深度不宜大于2.0m；需做复打准备时，送桩深度不宜大于1.5m。送桩的最后贯入度应参考同一条件下不送桩时的贯入度予以修正，修正系数可取0.8。
（7）管桩工程基坑开挖的规定
严禁边打桩边开挖基坑。粘性土地区基坑开挖应在打桩全部完成后15天开挖。开挖应分层均匀进行，桩周土体高差不宜大于1m。
2、静压法施工工艺
一般使用的施工设备为抱压式和顶压式液压压桩机。
施工准备，压桩顺序，管桩的焊接要求，桩帽、送桩器和衬垫选择，截桩、送桩及基坑开挖注意事项与锤击法打桩的要求大同小异，在此不予重复，仅从抱压式液压压桩机施工作业注意事项和终圧标准控制量方面予以阐述。
（1）抱压式液压压桩机施工作业注意事项
压桩机应配足重量，满足最大压桩力的要求。起重机吊桩、喂桩时，压桩机严禁走动。喂桩时，管桩桩身两侧合缝位置应避开夹具的直接接触。第一节桩入土后，应测量、调整桩的垂直度，并应在压桩过程中，随时观测、调整。应保证桩身混凝土的完整性，桩身出现裂缝或掉角，及时停机，更换基桩，寻找原因，予以改进。每一根桩应连续压到底，不得无故停歇，避免在桩尖接近设计持力层时接桩。
（2）终圧控制标准
终圧控制标准可按以下原则确定：试桩结果、类似场地施工经验或按桩长控制。
（3）截桩和送桩的
当一根桩压完后，露出地面的桩段应在移机前用锯桩器截去。需要送桩时，应测出桩的垂直度、检查桩头质量，合格后立即送桩。送桩应用专制钢制送桩器。送桩压力不宜超过桩身允许抱压压桩力的1.1倍。沉桩完毕，桩孔应及时覆盖。
五、结束语
总之，随着建筑施工技术的不断发展和进步，在软土地区或有厚度适宜的桩端持力层场地，预应力混凝土管桩得到了大范围的应用，随着我国工业制造能力的提高，压桩设备的能力亦有了较大的提高，预应力混凝土管桩的技术也将更加完善，应用范围也将更加广泛。
参考文献
[1]中华人民共和国国家标准《建筑桩基设计技术规范》JGJ 94-2008；
[2]陈一舟.桩基施工中常见质量问题的分析与处理[J].科技信息(科学教研).2007，12(28)：45
[3]王希波.我国建筑用常见桩的特点及施工工艺[J].黑龙江科技信息.2010，30(18)：40—41
[4]周波.桩端后注浆钻孔灌注桩[J].建筑工程，2012，33(7)：60—61
[5]崔晓军.浅谈各种桩基础及其适用范围[J].建材技术与应用，2011，23(2)：60