混凝土預制管樁施工質量問題與預防技術要點分析

洪寧

（廣州 510000）

混凝土預制管樁施工質量問題與預防技術要點分析

洪寧

（廣州 510000）

混凝土預制管樁的單樁具有承受力強、抗裂性好以及造價便宜等特點，加之其施工應用比較方便，因此備受建筑工程施工方的青睞。混凝土預制管樁采用的是預應力技術，通過離心成型、蒸汽養護，形成空心圓柱型預制樁，是現代混凝土預制成品新工藝、新技術成果。本文將對混凝土預制管柱的受力機理、混凝土預制管樁施工質量問題進行分析，并在此基礎上以某工程建設為例，就如何加強技術控制，談一下自己的觀點和認識，以供參考。

混凝土預制管樁；管柱受力機理；施工質量問題；技術要點；研究

混凝土預制管樁，即在建筑工程施工現場、工廠等地制成，然后利用沉樁設備將其打入地下的一種樁柱。目前國內使用較多的預制樁主要有兩種：①鋼樁；②混凝土預制管樁。在國標要求下，管樁分類的主要依據是品種強度、產品規格以及抗彎折能力等；按外徑進行分類，管樁規格從300～1000mm不等。在建筑工程施工建設過程中，根據工況及其技術要求，選擇適合的管樁。

1　混凝土預制管樁受力機理

基于箍筋約束混凝土理論分析，從受力層面來看，混凝土預制管樁與管芯混凝土一起承擔負荷，縱向上的受力是由混凝土預制管縱向配筋、混凝土預制管以及管芯混凝土共同承擔。對于混凝土預制管箍筋而言，約束預制混凝土管混凝土和柱管芯混凝土的橫向膨脹變形，從而實現軸向抗壓承載力的提高。實踐中可以看到，箍筋約束作用與預制混凝土管箍筋體積配筋率、縱筋間距，存在著密切的關系，以圓形箍筋為例，其構造如圖1所示。

圖1　圓形箍筋的截面圖和側視圖

箍筋、預制管混凝土以及管芯混凝土受約束情況，如圖2所示。

圖2　圓形箍筋的箍筋、預制管混凝土、管芯混凝土示意圖

預制管混凝土、管芯，受箍筋約束前，軸力-應變曲線與普通混凝土一致。同時，隨著管柱縱向軸力的不斷變大，箍筋內預制管混凝土、管芯橫向變形由泊松比來控制，管芯混凝土彈性模量比預制混凝土管混凝土彈性模量小，逐漸出現縱向變形現象，通過接觸面，某點出現協調變形。預制管混凝土受管芯混凝土變形壓迫，受到軸力的共同作用，因縱向變形而對箍筋施加徑向壓應力。

2　混凝土預制管樁施工質量問題進行分析

在混凝土預制管樁打入地基過程中，若管樁質量較差、選擇的施工工藝不當，則會導致樁頂破碎、或者樁身傾斜、斷裂等問題，如果不及時采取有效的措施予以防治，則會造成非常嚴重的后果。具體分析如下：

2.1混凝土預制管樁頂破碎

（1）預制管樁本身質量不符合要求，會造成樁頂破碎。施工過程中可以看到，若管樁內空洞較大，打入管柱時可能會擊碎樁頂。實踐中，為了能夠有效避免該種問題的發生，需嚴格控制管樁生產過程，尤其是混凝土攪拌灌模時，一定要嚴格按照要求、派專人進行操作和監管。

（2）管樁頂部起伏，樁身與樁頂不垂直，也會導致樁頂破碎?；炷令A制管樁運輸過程中，一定要小心，避免管樁間的劇烈碰撞，以免管樁因損壞而難以應用。

（3）如果樁錘過輕，則會增加打入次數，這樣會增加樁頂破碎的可能性。針對這一問題，筆者認為在打入管樁時，應當嚴格按照“重錘輕擊”原則，盡可能減少錘擊次數，以免造成管樁頂破碎。

（4）樁墊太薄、錘擊時損壞，均會造成樁頂破碎。針對這一問題，施工人員在施工過程中一定要嚴格檢查樁墊，并確保其與樁帽的完整性，發現損壞時，一律更換。

2.2混凝土預制管樁樁身傾料

混凝土預制管樁打樁時，以下情況下可能會出現樁身傾斜問題，具體分析如下。①管樁生產存在質量問題。實踐中，若樁身彎曲度超標，則會導致樁身傾斜。預制管樁生產過程中，需嚴把質量關，以此來提高管樁質量，避免出現樁身斷裂問題。②打樁時，樁墊、樁帽以及樁身未在同一水平線上，也會導致樁身傾斜。因此，在施工之前，應當嚴格檢查樁帽、樁墊和樁身。③打樁機導桿不直。擬建工程所在地的地面不平整，或者有斜坡時，打樁之前施工人員一定要再三檢查確認，然后方可施工操作。④管樁位置布設不合理、管樁間距太小，會出現擠土效應。針對這一問題，施工人員應當合理布局樁位，減小擠土效應產生的不利影響。對于相對較淺的預制管樁，建議將反方向的土挖除，然后扶正管樁，再回填土。

2.3混凝土預制管樁樁身斷裂

混凝土預制管樁施工過程中，造成樁身斷裂的原因非常的多，比如管樁運輸時的碰撞，可能會導致樁身出現裂紋、斷裂。針對這一問題，筆者認為在管樁運輸過程中，應當謹慎起吊、運輸。同時，生產質量不合格，也會導致預制管樁在施工應用時出現斷裂。實踐中，如果預制管樁樁身出現斷裂，則承載力就會隨之降低，難以滿足工程要求。當管樁出現斷裂問題時，施工人員應當進行及時補樁；若施工現場難以補樁，則需對斷樁縫隙進行適當處理，以此來增強預制管樁的承載力。具體而言，可采取以下三種方法：①跑樁法。通過靜荷載預壓，對上節管樁進行移動，使上、下量節管樁可以相對增強管樁的豎向承載力。②錘擊法。該種方法與跑樁法的原理基本一致，將靜荷載預壓換成了重錘錘擊，以此來增強管樁承載力。③樁芯補強。即利用高強調水泥漿對管樁斷裂處進行補強，以此來實現管樁承載力的提高。上述三種方法各有優勢，比如跑樁法應用時間比較長，對場地要求比較高；錘擊法應用時，受設備限制影響較大。因此，在處理斷裂縫隙時，應當根據實際情況，優選合適的處理方法。

3　混凝土預制管樁施工技術應用實踐

3.1工況概述

某高校宿舍樓施工建設項目，總建筑面積超過1900m2，宿舍樓由5個相同類型的單體構成，而且每一個單體均有7層，采用的是現澆鋼筋混凝土框架結構，φ400mm混凝土預制管樁基礎。同時，采用錘擊法進行施工作業，平均樁長平均為20m，預制管樁單樁抗壓、抗拔力分別為2400kN和600kN。

3.2混凝土預制管樁施工技術要點

3.2.1吊樁施工要點

混凝土預制管樁自生產到打樁，需經過多次吊裝方可完成，所以在此過程中通常會出現樁身裂縫等問題。實踐中可以看到，因反復受到打樁壓應力作用，裂縫容易變大，以致于樁身受損，且不易發現。基于此，在吊裝施工過程中，應當盡可能避免預制管樁吊裝時產生橫向裂縫，并且要避免以致于管樁運輸時出現橫向裂。就本工程項目而言，首先應當優選起吊點（即綁扎點）。混凝土預制管樁的端截面控制彎距（M）與L1（即管樁離在端、吊點間距）/L（管樁長度）大小，存在著非常密切的關系。即當最小M為0.293時，M最小，Mmin=0.043qL2（其中q代表預制管樁單位長度重量）；當L2為0或0.5L時，M最大，Mmax=0.125qL2。對某預制管樁而言，隨著L1的不斷變化，M在一定范圍內也隨之發生變化?；诖?，需正確選擇起吊點，使其在L1=0.29起吊處，這樣可以確保起吊過程中截面彎距最小，預制管樁樁身產生裂縫的機會最小。

3.2.2接樁施工要點

本工程施工過程中，預制管樁施工時的接樁是施工的一個非常重要的環節。實踐中可以看到，由于很多預制管樁施工質量問題多發于接樁環節，因此為保證工程施工質量，在接樁過程中首先需檢查焊條要求，杜絕施工單位為節省成本而采用不符合要求的焊條，以免焊接強度不達標。同時，應當確保焊接之前，兩節管樁端頭板的清潔度，坡口有金屬光澤為宜。本工程施工過程中，第一層焊接操作時，應當適當加大電流，并且加大熔深。在第一層施工過程中，利用型號為φ3.2、φ4.0的焊條進行焊接；在第二層及以后層數施工過程中，利用型號為φ4.0～φ5.0的焊條進行焊接。在焊接過程中，必須有兩個焊工同時操作，先在坡口圓周上對稱點焊大約4～6個焊點，焊接層數至少2層，而且每一層焊渣一定要徹底的清理干凈，并確保焊縫連續、飽滿。3.2.3打樁施工要點

打樁施工過程中，一定要控制好打樁應力，預制管樁在高能量樁錘反復沖擊下，樁頂、樁身以及樁尖均受到打樁應力影響，而且壓力峰值蜂在35～50MPa間，拉應力相對較小，該種情況下很可能會超過樁靜態極限，進而導致樁頂混凝土遭到破壞、或者出現樁身裂縫等問題。因此，在混凝土預制管樁打樁施工過程中，一定要把握好打樁應力，以免出現以上問題。

4　結語

總而言之，建筑工程施工過程中的混凝土預制管樁施工技術應用非常的廣泛，混凝土預制管樁作為一種新型的結構，在應用實踐中難免會遇到一些問題，因此應當加強重視，不斷創新施工技術和工藝，只有這樣才能確保施工質量，才能提高整體工程的安全可靠性。

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TU753.3

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1673-0038（2015）36-0126-02

2015-7-10

洪寧（1972-），女，中級工程師，本科，主要從事建筑施工管理工作。