基于水利基础工程中预应力管桩的应用分析

基于水利基础工程中预应力管桩的应用分析

陈元夫

陈元夫海南建设工程股份有限公司海南海口570208

摘要：预应力管桩因其具有高强度、抗弯性好、有较强的穿透力、施工机械化程度高、综合经济效益好等一系列优点,而被广泛应用到水利基础工程中来。本文主要对预应力高强混凝土管桩在水利工程基础工程中的技术应用进行分析。

关键词：水利工程；预应力高强混凝土管桩；地基处理

1、前言

预应力高强度混凝土管桩一般简称为PHC管桩，是近代逐渐在建筑过程中兴起的一项工艺。它是利用了高性能混凝土也就是PHC和预应力技术的特点，经过张法应力和离心成型双道高端工艺的加工，最后成型的是一种圆柱管被分割成若干的端，其截面积也必然相同。当整套工艺完成后，成品将被送到指定的施工现场以便备用，从形式上来说是一种预制性质的构件，一般会根据不同实际情况的需要来适当的选择两种方式将其植入地下，一是锤击法，二是静压法。作为新型的建筑物的基础构成，能够在其他工程项目进行的同时预制，节省施工时间，并且性能令人满意，所以在建筑行业内颇受欢迎，得到诸多国家的一致好评。对于其普及应用以及技术发展的提升都具有良性的助推作用。

2、PHC管桩的使用范围和优点介绍

2.1使用范围。

PHC桩适用范围广，适用于以人工填土、软土、粘性土、粉土、粉砂、细砂、中砂为覆盖层的地区，持力层一般为粗砂、砾砂、圆砾、风化岩，人土深度一般为10m～70m。PHC管桩可把桩压至顶深度，不存在超灌部分和人工破桩头，吊车调运桩头等问题，有节约了资源，减少了浪费。灌注桩成孔时，尤其是冲击成孔须采用泥浆护壁，桩体外侧的泥皮厚，使桩的承载能力难以发挥，灌注桩在清孔时，对沉渣没有很恰当的处理方法，使桩端质量和桩长受影响。

2.2每根管桩所能承受的负荷相对较高，单位承载力的造价相对较低。

桩身混凝土强度等级为C80,而仅仅直径600的PHC桩的每根管桩所能承受的负荷最低不小于2600kN。完全符合高大建筑物的设计需要。另外在价格方面，其单位承载力的造价比预制混凝土方桩和钻孔灌注桩低都要低很多，与钢桩相比，价格仅为钢桩的一半左右，同时在材料的使用上也是相对比较节省，运输方面自然费用也会相应的比较低。

2.3抗压性良好。

由于PHC选用了双重工艺的加工，融合了很多先进的技术，在材料上是选择了强度很高的紧度很高的孤阴螺纹钢筋作为其主梁，从而能够满足预应力较高的要求，同时还能满足在重压下不会弯折碎裂等现象，基于以上技术，由于PHC灌注需要被灌入到底下作为基础桩柱所以它还具有较容易被贯入到底下，也就是穿透力比较强，无论是什么样的地质组成情况都会顺利的插入，这也是基于其抗压性能好的原因。

2.4质量值得信赖。

虽然PHC管是一种新型的地基预应力管，但是其技术已经相对成熟，并没有特别复杂的生产工序，同时它又是在施工外预制而成的构件，所以一旦出现问题，可以在施工现场外部解决，并不会影响到施工的总进程，相对比较容易控制其质量和生产时间。在工厂中可以随时进行检查和检测，以便在第一时间找出问题，不耽误工期。如此质量关就比较容易把，在施工过程中也就不必担心其质量的问题，相对还是稳定性可靠性比较强。

2.5适用性较强。

上面已经提到PHC管桩可以在很多地质条件下进行植入地下工程，另外由于是要起到地基的作用，需要能够保证长时间不被土壤沙层等外部地质构成物腐蚀，可以根据随时设计需要来调整桩的长度，对桩端持力层起伏变化大的地质条件适应性强。总之一般的条件，PHC管都可以做到尽量满足。

2.6时间分配均衡，利用合理不冲突。

我们也曾提到，PHC桩是一种预制的构件，所以可以在工厂中事先完成，再运到工地施工，所以可以提前将其生产完毕以待随时使用，理想状态下可以最多缩短60天的工期。

3、预应力高强混凝土桩沉桩过程

3.1施工顺序。

沉桩施工顺序，首先是安置长桩再将安排小桩，现安排直径较大的然后在安排较细的，从中间一次向周围排开，或是向两侧直线依次排开。

3.2测放桩位。

测放的桩位经测量监理复测无误后方可进行沉桩，并且每天施工前要检查即将施打的桩位与邻桩之间的尺寸是否正确。为便于送桩高度控制设一定数量的水准点。

3.3桩机就位检桩机。

确保设备正常运转后移动设备就位、对中、调直。

3.4插桩首先用吊车取桩。

起吊前在桩身上划出以米为单位的长度标记并将开口桩尖焊接到底桩上，起吊支点宜在桩端0.3L处；将桩吊起后,缓缓得将桩一端送入桩帽中，对位准确后，再用两台经纬仪双向调整桩的垂直度，通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整。

3.5锤击沉桩。

要坚持轻锤的原则，水利工程中地址较软，为了能够安全稳定的的将桩植入，要在沉桩的最初，放慢速度并且减轻锤击的力度。之后，随着PHC桩进入地面的长度加深可住家加大力度，使整体的过程中沉桩的速度均衡。在整个打桩过程中，要使桩锤、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。必要时应将桩锤及桩架导杆方向按桩身方向调整。要注意尽量不使管桩受到偏心锤打,以免管桩弯扭破坏。

3.6接桩施工。

接桩采用端板式焊接接头。当下节桩的桩头距地面0.6m～0.8m左右时,开始进行接桩。先将焊接面清刷干净，再在下节桩头上安装导向箍引导就位，当PHC桩对好后，对称点焊4点～6点加以固定，然后拆除导向箍。由2名电焊工手工对称施焊，焊接层数应大于等于二层，内层焊渣必须清理干净后再焊下一层，要保证焊缝饱满连续。焊条采用J422焊条,焊条走私为40mm、32mm。

4、施工中应注意的问题

4.1压桩前要选桩，即检查桩身有无裂缝等质量问题，桩体质量应符合有关规范及设计要求。

4.2桩起吊、运输、堆放应采取相应的措施，做到桩身平稳放置，无大的扰动，堆放不宜超过四层。

4.3应经常对反映成桩压力的系统进行校核，避免出现反映的压力与实际压力不符的情况，核实机身自重和配重准确值，防止虚报，以小充大。

4.4应严格控制桩位及桩顶标高，偏差应在允许范围之内。

5、总结

通过以上论述和长期的实践证明，在水利工程中预应力高强混凝土管桩相对应用比较多，主要通过沉桩的工艺来完成整体植入，也是基于其很多优点与水利工程项目要求向吻合，比如低噪音，可靠性强，工期灵活性强，耐久性和抗腐蚀性强。同时PHC管桩从全面的工程施工的角度讲，能够获得的效益颇多，但目前其技术和使用中仍然存在很多问题，有待我们在今后的施工过程中不断的摸索发现，以优化和改革。从而为建筑工程事业更好的服务。我们也坚信在未来的不就会有更新型的PHC管桩的诞生。