淺談預應力混凝土管樁的施工和設計方法

王仁相

摘 要：預應力混凝土管樁是一種近十年來應用較廣的新型地基處理技術，預應力混凝土管樁具有施工工期短、適用范圍廣、單樁承載能力強、成樁質量可靠等諸多優點，在高層建筑、大型橋梁和鐵路建設中得到了廣泛的應用。文章對預應力混凝土管樁進行了概述，說明了預應力混凝土管樁的分類，介紹了預應力混凝土管樁的施工，闡述了預應力混凝土管樁的應用領域，提供了預應力混凝土管樁設計的方法，希望可以推進預應力混凝土管樁技術的應用。

關鍵詞：建筑施工；預應力混凝土管樁；地基工程；應用范圍；設計方法

在建筑科學和材料科學大發展的前提下，經過建筑業數十年的不懈努力，建筑新觀念和新理論正逐步應用于建筑施工的各個方面和領域。新材料、新設備和新工藝的使用不但提高了建筑施工的質量，而且大大提升了建筑施工的速度，成為建筑業飛速發展的推進器。預應力混凝土管樁是一種近十年來應用較廣的新型地基處理技術，是通過預制樁柱提高地基土的力學性質，達到提高地基承載能力的目的，預應力混凝土管樁具有施工工期短、適用范圍廣、單樁承載能力強、成樁質量可靠等諸多優點，在高層建筑、大型橋梁和鐵路建設中得到了廣泛的應用。做好預應力混凝土管樁施工工作應該從預應力混凝土管樁的定義入手，正確劃分預應力混凝土管樁的類型，熟悉預應力混凝土管樁施工的要點，掌握預應力混凝土管樁應用的領域，通過科學施工和合理設計提高預應力混凝土管樁的相關工作，進一步推進預應力混凝土管樁技術的普及，實現預應力混凝土管樁施工質量的提升。

1 預應力混凝土管樁的概述

預應力混凝土管樁是一種新興的樁基處理技術，采用先張預應力，摻加高效減水劑的辦法，通過高速離心蒸汽養護的工藝制作一種空心圓筒細長的混凝土預制樁。預應力混凝土管樁的作用是將建筑物的荷載傳給地基土深處，預應力混凝土管樁有一定抗彎、抗壓性的能力，是傳導建筑重力的受力桿件。預應力混凝土管樁具有施工簡便、單樁承載力高、應用范圍廣、樁身耐受性強、質量檢查方便、成樁質量可靠等優點，是近一段時間大型橋梁、高層建筑和鐵路工程的主要樁基技術。

2 預應力混凝土管樁的分類

2.1 根據混凝土強度分類

預應力混凝土管樁按照樁身混凝土強度等級分為：高強預應力混凝土管樁（PHC樁）、預應力混凝土管樁（PC樁）和預應力混凝土薄壁管樁（PTC樁）三種類型。

2.2 根據沉樁方式分類

預應力混凝土管樁的沉樁方式有兩種，一種是依靠機械錘擊使預應力混凝土管樁沉入地基土中；一種是依靠樁機靜壓力將預應力混凝土管樁沉入地基，上述可以簡稱錘擊預應力混凝土管樁和靜壓預應力混凝土管樁。

3 預應力混凝土管樁的施工

預應力混凝土管樁施工時，首先在預應力混凝土管樁工地上沉入第一節樁，通過焊接再駁接第二節預應力混凝土管樁，按照這樣的順序依次將預應力混凝土管樁沉入地基土中，直至達到設計標高為止。

4 預應力混凝土管樁的應用

4.1 預應力混凝土管樁的應用范圍

預應力混凝土管樁一般應用于各類軟土、填土、一般粘性土、粉土、松散及稍密的砂性土，樁身進入厚層老粘性土、碎石土、中密及中密以上砂類土、強風化巖以及中風化極軟巖一定深度后，可以將受力傳導到地基中。

4.2 預應力混凝土管樁在特殊地段的應用

當預應力混凝土管樁施工地層在深厚淤泥、淤泥質土，且基礎埋深較大時，應經過技術經濟比較，確定預應力混凝土管樁基礎的適用性。預應力混凝土管樁不適用于含孤石和障礙物較多且不易清除的土層，也不適用于樁端以上存在難以穿透的堅硬土層的場地。

4.3 預應力混凝土管樁應用的要點

首先，預應力混凝土管樁不應將石灰巖、微風化巖及中風化硬質巖石作為樁端持力層。其次，當預應力混凝土管樁施工地層出現硬質巖殘積土及強風化層很薄時，應該做先期的探查。最后，預應力混凝土管樁施工底層為深厚淤泥及淤泥質土時，預應力混凝土管樁的長徑比不宜大于60。

5 預應力混凝土管樁的設計方法

5.1 單預應力混凝土管樁承載力特征值的計算

單預應力混凝土管樁承載力特征值的計算公式為：Ra=1KQuk。其中，Ra為按場地土計算的單樁豎向承載力特征值；Quk為單樁豎向極限承載力標準值；K為安全系數，取值為2。單預應力混凝土管樁豎向承載力特征值的估算公式為：Quk=u∑qsikli+qpkAp。其中，qsik為樁側第i層土的極限側阻力標準值；qpk為極限端阻力標準值；Ap為樁底端橫截面面積（樁尖水平投影面積）；u為樁身外周邊長度；li為樁穿越第i層土的厚度。

5.2 復合預應力混凝土管樁基承載力特征值的計算

復合預應力混凝土管樁基承載力特征值的計算公式為：fspk=mRaAp+β（1-m）fsk。其中，fspk為復合地基承載力特征值，kPa；m為面積置換率；Ra為單樁豎向承載力特征值，kN；Ap為樁的截面積；β為樁間土承載力折減系數；fsk為處理后樁間土承載力特征值。

6 結語

綜上所述，經過建筑業數十年的不懈努力，建筑新觀念和新理論正逐步應用于建筑施工的各個方面和領域，不但提高了建筑施工的質量，而且大大提升了建筑施工的速度，成為建筑業飛速發展的推進器。預應力混凝土管樁是一種近十年來應用較廣的新型地基處理技術，具有施工工期短、適用范圍廣、單樁承載能力強、成樁質量可靠等諸多優點，在高層建筑、大型橋梁和鐵路建設中得到了廣泛的應用。做好預應力混凝土管樁相關工作應該了解預應力混凝土管樁定義，明確預應力混凝土管樁的分類，通過把握預應力混凝土管樁技術的應用，做好預應力混凝土管樁的計算，通過技術和管理的控制，實現預應力混凝土管樁施工質量的提升。

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