先张法混凝土预应力管桩在软弱基础桥台处理中的应用

先张法混凝土预应力管桩在软弱基础桥台处理中的应用
作者：邱军廷
来源：《装饰装修天地》2018年第20期
摘要：先张法混凝土预应力管桩具有抗压强度高、方便施工、缩短工期、施工不受季节限制等优点，被广泛地应用于各类桥梁工程基础中，但管桩抗侧弯较薄弱，在软土地基中施工，或在挖土过程中稍有不慎便会发生倾斜、裂缝。

从而影响工程质量乃至整个工程的安全。

软弱基础桥台的处理工作难度较大，主要是由于这种基础施工环节相对比较复杂。

先张法混凝土预应力管桩是一种比较常见的软弱基础处理方法，施工人员需要充分结合自身工作经验，对施工方案进行详细地掌握，同时明确技术要求和施工方法，在技术规范的基础上提升施工的整体效率，提升软弱基础的稳定性，同时最大限度地发挥先张法混凝土预应力管桩的重要作用。

本文中主要分析先张法混凝土预应力管桩在软弱基础处理工作中的应用情况。

关键词：软弱土质；裂缝；倾斜；偏位断桩；加固处理；质量控制
1 工程概况
某公路工程属于山岭重丘路段，地基为软土，其厚度从4米到8米不等。

软土路基的含水量超过80%，而且孔隙最大为2.9。

从实际的测试结果中可以看出天然的地基可以承载的总重为50kpa，而且埋藏的深度、强度都比较低，压缩性相对较高。

由于地基多数为软土，因此，路基的填土高度可达5-7m。

公路预计施工时间为24个月。

为进一步保证施工的整体稳定性，避免出现沉降问题，在实际的施工中，施工人员主要采用的是先张法混凝土预应力管桩施工技术，对沉降结果以及检测结果进行细致地分析，保证施工状态达到最佳。

2 先张法混凝土预应力管桩的原理及特点
对于先张法混凝土预应力管桩来说，行业标准还没有得到具体地制定，因此在应用过程中更多地是参照类似技术操作方案。

现场控制工作有专业研究人员管理，而且符合国家规定相关标准。

如果先张法混凝土预应力管桩所预设应力值不同，就会出现不同程度弯矩状态，从这一点上说，可以将其分为A、B、C以及AB等不同类型。

其结构和特点之间也存在着一定差异性。

第一，单桩本身承载力相对较高，混凝土可达到C80强度，同时预应力管桩所能够承载重量可以達到2500kN～3200kN。

可见，这种结构对软土路基进行处理，优势比较突出。

第二，先张法混凝土预应力管桩抗弯性较佳，而且无论是从质量上还是稳定性上看，都符合软弱基础施工要求。

第三，预应力管桩应用范围比较广，而且其防腐蚀性也较强。

第四，施工速度，经济性等方面都能够达到标准。

因此，在实际施工中得到了广泛地应用。

3 桥台基础处理中先张法混凝土预应力管桩工艺技术要求
对于山岭重丘的公路软弱基础建设工程来说，每一处管桩在应用之前，都应该进行试桩工程。

一般情况下，工程桩数量不能低于3根，桩位应该设置在打孔位置附近，桩体的长度和周围的地质条件，也就是软弱基础的程度之间应该成正比。

在先张法混凝土预应力管桩打桩之前，施工人员应该在其上面做好标记，包括桩体的长度、埋设深度以及锤子可敲击的次数等等。

在正式打桩的时候，专业施工人员需要对施工的相关记录表进行按时填写，同时还应该对施工记录进行详细地分析。

施工人员需要明确施工顺序，如果先张法混凝土预应力管桩和建筑物相差不远，而且施工场地相对来说比较广阔，施工人员就应该采用从四周向中间的顺序进行；如果先张法混凝土预应力管桩接近周围的建筑物，则应该从建筑物的一端开始从远到近施工，试桩的长度也应该按照从长到短来进行，尽量提高管桩的利用率。

在施工的过程中，如果先张法混凝土预应力管桩的长度不足，需要接长，那么桩头应该预留在地面以上1米的距离，而且预留的管桩数量不能多于4个。

如果接长部分的管桩需要以焊接的形式进行，则焊接的层数不能低于2层。

在施焊前需要对索要焊接的部位清理干净，焊缝应该达到一定的饱满度。

在桩体焊接之后，需要冷却一定的时间才能够用铁锤进行敲击，否则就会造成桩体的断裂。

冷却的时间不能低于8分钟，在此过程中不能即可用冷水处理。

可见，在施工的过程中，先张法混凝土预应力管桩的试桩和正式施工都会遇到各种不同的问题，只有根据具体的情况进行，采用正确的处理方案，才能够保证软弱基础处理工作的有效性。

管桩施工工作的相关规定需要施工人员牢记在心，并且应用到实际的工程当中。

当达到收锤标准而尚存有较长的桩长时，桩的外露部分应进行切割，应使用锯桩器对桩头进行切割，严禁采用大锤横向敲击截桩或强行扳拉截桩。

为了避免因碰到地下孤石而致使打入困难，应在每根管桩的第一节管节配备桩尖，以确保管桩的顺利施打。

可采用钢板制作桩尖，其规格及类型应根据地质条件及设计要求选用，建议使用封口型桩尖。

收锤标准应满足设计要求，即以进入桩端持力层2m、最后贯入度不得超过80cm/10击为控制标准。

用于施打先张法混凝土预应力管桩桩机。

可根据PHC桩设计长度与施工成本，结合实际现场地质情况选用。

目前，管桩施打方式主要有锤击式和液压式两种。

而具体采取何种形式，应根据地质条件予以选用。

在选择桩锤时，必须充分考虑桩形状、尺寸、重量、入土长度、结构形式以及土质、气象等条件，并掌握各种锤特性。

桩锤夯击能量必须克服桩贯入阻力，包括克服桩尖阻力、桩侧摩阻力和桩回弹产生能量损失等。

如果桩锤能量不能满足上述要求，则会引起桩头部局部压曲，难以将桩送到设计标高。

4 桥台基础处理中的工程质量控制措施
一般情况下，在桥台基础施工完每一处先张法混凝土预应力管桩后，应按设计要求进行以下几个方面的检测：首先，必须进行单桩荷载试验3根，及复合地基堆载模拟试验2点，其承载力要求分别为：单桩承载力不得小于500kN，复合地基承载力不得小于300kPa。

其次，必
须进行高应变无破损检测及低应变无破损检测，其检测频率需根据各个项目的合同协议书或习惯而定，一般为：高应变检测0.5%，低应变检测5%。

最后，当管桩生产数量达到30000延米时，必须作为一个检验批随机抽取2根管桩，并委托具有相应检测资质的检测单位进行“抗裂弯矩”及“极限弯矩”两项指标的试验，外径为40cm。

5 结语
对于山岭重丘公路建设工作来说，不仅质量要高，工作效率也要高。

但是，由于山岭重丘区公路建设工作本身存在着一定难度，要想做好公路建设工作任重道远。

当桩顶出现裂缝时，出现这种情况多数是采用顶压式静压桩机或锤击式桩机施工，在桩尖下部有相对比较坚硬土层时，静压值过大或锤击数过多造成。

而裂缝位置如发生在深度8m～10m以下时，一般是由于地基土上部软土层较厚，在上下二节桩接桩部位出现，大多发生在接桩部位和桩箍筋间距变化处。

此类管桩为缺陷桩，桩承载能力和耐久性大大降低。

从整个工程中可以看出，软弱基础是影响工程建设重要因素。

公路工程对地基的要求相对较高，如果是软弱基础进行处理，主要采用的是先张法混凝土预应力管桩技术。

先张法混凝土预应力管桩，作为一种山岭重丘软弱基础处理方式，由于汇集了其它软弱基础处理方式的所不具有众多优点，在未来将会演变成这一软弱基础处理领域的主要地位。

由于未来发展方向的明确性，为了更好地对它的施工质量、技术性能进行科学管理，在工程管理日臻规范的环境下，在有可能条件下，公路建设领域，应该拥有一套可适用于公路工程、具有施工指导意义的先张法混凝土预应力管桩施工规范，以区别于建筑工程技术规范，让先张法混凝土预应力管桩设计、施工及在山岭重丘区领域中发挥它更为重要的作用。

参考文献：
[1] 庄一舟，黄福云，钱海敏，等.PHC管桩-土相互作用受力性能拟静力试验[J].中国公路学报，2017（4）：42～51.
作者简介：
邱军廷（1978年6月生），男，河南平顶山人，工程师，本科；研究方向：道路与桥梁。