地基处理中预制混凝土管桩应用分析

建筑工程中的桩基础是非常重要的环节。桩基主要包括灌注桩、预制混凝土管桩和钢桩等，而预制混凝土管桩基础是近些年迅速发展的基础形式。预制混凝土管桩通过使用蒸汽养护、离心成型和预应力技术制成圆柱空心型的桩，它具有施工质量好、造价低、施工快速、抗震性能好等优点，因此，被广泛运用在地基处理中。这种管桩不仅噪声小，对周围环境的污染也很小，具有广阔的应用前景。

一、预制混凝土管桩的原材料选用

(一)高强混凝土材料

高强混凝土材料采用的是磨细洁净建筑砂、磨细石英砂及磨细矿物掺合料，在实际的工程应用中，不但可以取代30%一35%的等量硅酸盐水泥，且通过压蒸养护之后，其性能可用PHC管桩，这一材料的选用可每米节省成本7元，并可提升管桩的强度和挂装自身的抗锤击性能。

(二)磨细矿物掺合料

在水泥制品中应用磨细矿物掺合料，不但可以等量取代部分的水泥，减少生产成本，提升自身竞争力，亦能改善新拌混凝土的性能，稳定其内部结构，提升在建筑工程后期中的强度和耐久性。

(三)高效减水剂材料

高效减水剂具有适应性好、减水率高、沁水少、混凝料粘聚性好、和易性好、离心效果好、混凝土强度高等特点，配以此种材料的管桩，在外观、强度及各项性能上均有很大程度的改善。

(四)人工砂材料

此材料在预制混凝土管桩中的应用与推广，能减少污染、节约资源、降低生产成本等特点，不仅环保，还能取得很好的社会经济效益。

(五)管桩水泥材料

管桩水泥应用于预制混凝土管桩生产，在确保其压蒸强度和放张强度的基础上，可以收到很好的经济效益，但在实际应用时，应适当的调整和验证工艺制度和对应配比。

二、预制混凝土管桩在地基处理中的应用要点

(一)预制混凝土管桩在地基处理中的应用设计

应结合建筑所处地块地质、抗震要求及受力情况，综合考虑桩体挤土、抗拔及抗沉效应对桩体及其周边建筑、地下线等形成的影响，并考虑地基处理中应用的预制混凝土管桩的型号、桩长、管径、桩头选择、适当方式、进入特力层深度等。

(二)预制混凝土管桩桩基的选择

对于管桩桩基选择的目的在于使其更容易穿破地基硬层。常用的桩尖形式包括开口型、圆锥型和十字型，十字型桩尖穿进硬层的效果较好，开口型桩尖构造简单，易穿越厚砂层且挤士效应不明显。一般情况下，对于桩尖的选择参考于路基地质条件，当桩基范围存在较硬土层时，选择的桩尖应具有较强的穿透力：当持力层存在较大起伏时，选择的桩尖应具有较好的稳定性：而当地层稳定且无较硬土层时，则可不适用桩尖。

(三)预制混凝土管桩施工方法

预制混凝土管桩沉桩有很多种方法：静压法、锤击法、震动法、射水法、预钻孔法及中掘法等。其中前两种方式用的比较多。

①静压法。这是一种利用静力沉桩将预制桩压入地基中的一种新型环保基础施工方法，震动和噪音小、高效节能、压桩速度快、成桩质量高，已经得到了广泛应用。静力压桩机主要包括顶压式和抱压式。静压桩法工艺流程：桩机就位--吊桩--稳桩--压桩--接桩--送桩--中间检查验收--移桩机至下一个桩位。

②锤击法。这是一种使用了较长时间的施工方法，噪音和震动大，会对周边环境造成很大的影响，柴油锤在使用时会发生油烟飞溅等严重污染，所以，多数市内工程中不采用锤击法施工。

三、预制混凝土管桩在地基处理中的应用控制

(一)施工准备

在地基施工前，要充分了解场地内的高压架空线、交通设施、地下构筑物和地下管线的缝补情况，并要确保场地平整且基地承载力满足桩管桩施工要求;地基施工之前应依据施工图纸、地质材料等进行布桩图的编制，统计桩长、桩底标高、桩顶标高、原地面表高等数据，再报给监理实施考核，以对设计加以确认;进行施工前的现场准备，复核桩位编号、桩位放线情况，检查桩机配合情况、材料进场情况、人员到位情况等;邀请质量监督站、设计、监理等单位进行现场试桩，在控制好终压的前提下，明确各项控制参数。

(二)桩机就位

桩机就位时应对准桩位，保证桩机垂直、稳定。

(三)吊桩

应采取措施保证桩身不破损，禁止拖拉桩体。

(四)稳桩

桩尖就位后，应目测或用线坠、经纬仪等双向校正桩身垂直度。

(五)压桩

根据构筑物基础的设计标高，应"先深后浅";根据桩规格，宜"先大后小，先长后短"。由于桩的密集程度不同，可自中间向两个方向对称进行或向四周进行，也可由一侧向单一方向进行以减少压桩过程中产生的挤土效应等。

(六)接桩

接桩常用焊接法。焊接时应采取措施(主要是焊条规格、焊接方法的选择)以减少焊缝变形，保证焊缝连续、饱满。焊完后需自然冷却不少于8分钟以保证焊接强度，否则压桩过程中若遇异物或硬土层，极易产生废桩。接桩时涉及的一个主要问题--桩长配合选择：主要是以设计参考桩长、邻近桩实际施工桩长来指导合理配桩。认真做好这点，既可保证质量，又可大大减少截桩次数而节省材料、时间。

(七)送桩

应结合原地面标高和设计桩顶标高、截桩长度要求等，来确定送桩深度：合理送桩深度=原地面标高一设计桩顶标高+设计预留截桩长度，根据这个关系，施工中合理选择桩长配合，既可保证质量，又可大大减少截桩、接桩次数而节省材料、时间。

(八)中间检查验收

当压桩压力或有效桩长达到设计要求时，应进行中间验收，填好施工记录。一旦发现施工中出现问题就应暂停压桩作业，并进行适当处理。比较常见事故及处理措施见表1。表1预制混凝土管桩常见事故及处理措施。

四、桩基检测及相关工作

完成了预制混凝土管桩沉桩检测后，必须在正式开挖前检测单桩的竖向承载力、单桩抗拔静载试验、单桩水平静载和桩身质量检验，至于使用何种检测方法和数量，必须符合相关基桩检测技术的规范。

在完成了上述施工和检测后，地基达到了预期效果，桩体的强度、单桩竖向承载力和单桩水平静载都符合设计要求，有效的确保了地基处理的施工质量。

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