钢筋混凝土管桩技术工艺发展趋势分析

第一节 产品技术发展现状

由于PHC管桩具有应用范围广、单桩承载力高、工程造价低等鲜明特点，所以在我国发展迅速。目前广东地区处于领先地位，设计人员将PHC管桩作为首选基础之一，具有丰富的设计、施工经验，还编制了《预应力混凝土管桩基础技术规程》DBJ/T15-22-98标准，为我国PHC管桩的应用和推广作出了较大的贡献。

PHC桩的生产技术已较成熟,机械化、自动化。

随着我国经济的快速发展，预应力混凝土管桩的优越性越来越明显，自上世纪90年代中期开始，在珠江三角洲、长江三角洲得到了迅速发展。目前，管桩应用市场已从珠江三角洲和长江三角洲沿海北上直达黑龙江；沿江向西直奔云、贵、川。我国管桩产量已增长近百倍，装备、材料完全实现了国产化，品种和规格不断增加，并形成了从国标到地方规程、图集等一系列较为完整的技术文件。

钢筋混疆土预制桩的质量检验标准 

第二节 产品工艺特点或流程

1、混凝土入模2、封模、张拉3、高速离心成型4、初级养护5、放张、脱模6、蒸养护7、成品堆场

制管过程中，对管身混凝土施加预压应力的预制钢筋混凝土管，简称预应力混凝土管。

预应力钢筋混凝土管能承受较高的管内径向压力，广泛用于各种压力式输水管道，以及输油、输气管道等。管径在0.4m以下的为小口径管，0.4～1.4m的为中口径管，1.4m以上的为大口径管。管的接头分承插式与平口式两种。承插式管属柔性接头，安装方便，密封止水效果好；平口式管制作简单，但密封效果差，接头易断裂造成渗漏。预应力钢筋混凝土管需配置环向及纵向预应力钢筋。按施工工艺分为：采用先张法的一阶段预应力管和采用后张法的三阶段预应力管。对一阶段预应力管的环向钢筋，除管端外，其净距不小子骨料的最大粒径。三阶段预应力管的承插口端部40～50cm长度范围内，须配置非预应力构造钢筋网，直径不小平4mm。布置纵向预应力钢筋的目的是防止在制造、吊装、运输和使用过程中管道发生环裂。为了防止产生过大的临时应力，管芯的缠丝方向应从承口端向插口端讲行。

预应力钢筋混凝土管纵剖面图

预应力钢筋混凝土管的主要优点是：节省钢材，比钢管节省钢材约70％，降低造价约60％；预应力管表面光滑，水头损失少；没有锈蚀问题；使用寿命较长；安装较简便；利用橡胶棒止水效果好。其主要缺点是性脆、抗碰撞能力差。泵站及水电站工程中的预应力钢筋混凝土管，一般为明管，由镇墩支承；用于渠系作倒虹吸管，可直接敷设在地面或浅埋于土中。20世纪70年代以来，中国在水利工程中广泛使用预应力钢筋混凝土管。世界各国在预应力管的生产和使用上，正在向大口径和轻质高强度方向发展。美国已制成直径为7.62m的大型管；日本制造的轻质高强管，较之一般预应力管可减轻自重23.5％。

第三节 国内外技术未来发展趋势分析

1、钢筋混凝土管桩的尺寸向长、大方向发展。

基于高层、超高层建筑物及大型桥主塔基础等承载的需要，桩径越来越大，桩长越来越长。欧美及日本的钢管桩长度已达100m以上，桩径超过2500mm；上海金茂大厦钢管桩桩端进入地面下80m的砂层，桩径为914.4mm；温州地区静压式钢筋混凝土预制桩长度已达70m以上，桩断面600×600mm2；郑州某工程反循环钻成孔灌注桩直径为1000～1100mm，桩长77.6m；厦门某大厦反循环钻成孔灌注桩深度达103m；南京长江二桥主塔墩基础反循环钻成孔灌注桩直径为3m，深度150m。

2、钢筋混凝土桩的尺寸向短、小方向发展。

基于老城区改造、老基础托换加固、建筑物纠偏加固、建筑物增层以及补桩等需要，小桩及锚杆静压桩技术日趋成熟，应用广泛。小桩又称微型桩或IM桩，是法国索勒唐舍(SOLETANCHE)公司开发的一种灌注技术。小桩实质上是直径压力注浆桩；桩径为70～250mm(国内多用250mm)，长径比大于30(国内桩长多用8～12m，长径比通常为50左右)，采用钻孔(国内多用螺旋钻成孔)、强配筋(配筋率大于1%)和压力注浆(注浆压力为1.0～2.5MPa)工艺施工。锚杆静压桩的断面为200×200mm2～300×300mm2；桩段长度取决于施工净空高度和机具情况，为1.0～3.0m，桩入土深度3～30m。

3、向低公害工法桩方向发展。

筒式柴油锤冲击式钢筋混凝土预制桩虽然具有桩身质量较可靠、施工速度快及承载力高等优点，但由于其施工时噪声高、振动大和油污飞溅(三者统称为一次公害)等缺点，在城区的住宅群及公共建筑群等场地施工中受到很大限制，为此静压实钢筋混凝土预制桩施工技术在国内得到业主的青睐。

最近二十多年来，静压桩在我国软土地区(温州、武汉及珠江三角洲等地区)得到广泛应用，静压桩基础不仅适用于多层和一般高层建筑，还可用于20～35层高层建筑，压桩机的生产和使用跨进了一个新时代。湖南山河智能机械股份有限公司生产的系列静力压桩机是新型的环保型建筑基础施工设备，具有无污染、无噪声、无振动、压桩速度快、成桩质量高等显著特点，技术水平国际领先。有ZYJ(抱压式)和ZYDJ(顶压式)两大系列，20多个品种，压桩力从800～12000kN，采用静压法施工的桩长已达70m以上。实践表明，用步履式全液压静力压桩机施工开口预应力管桩(PC桩)和预应力高强度管桩(PHC桩)是桩机和桩型的优化组合，也是具有中国特色的施工工法。

4、向埋入式桩方向发展。

钢筋混凝土预制桩和钢桩的设桩工艺有打入式、压入式（静压式）和埋入式三种。前面提到筒式柴油锤冲击式（打入式）施工中存在一次公害。打入式和压入式设桩工艺在施工中产生挤土效应，使地基土隆起和水平挤动，不同程度地对邻近建筑物和地下管线产生不良影响。

所谓埋入式桩工法是将预制桩或钢管桩沉入到钻成的孔中后，采用某些手段增强桩承载力的工法。1987年在日本埋入式桩工法占预制桩施工的56%，至2000年该法比例上升为78%。我国埋入式桩的种类很少，几乎是个空白点，这也正是给桩基施工企业发展和上升提供良好的空间。

北京地区采用的植桩法，即先用长螺旋钻成孔，穿过硬夹层或可液化层，然后将预制桩放入孔内，最后锤击沉桩使桩端进入设计要求的特力层。江浙地区采用将预制桩埋入到深层搅拌桩或旋喷桩中的施工方法。

5、向组合式工艺桩方向发展。

由于承载力的要求，环境保护的要求及工程地质与水文地质条件的限制等，采用单一工艺的桩型往往满足不了工程要求，实践中经常出现组合式工艺桩。

例如，钻孔扩底灌注桩有成直孔和扩孔两个工艺；桩端压力注浆桩有成孔成桩与成桩后向桩端地层注浆两个工艺；预钻孔打入式预制桩有钻孔、注浆、插桩及轻打（或压入）等工艺。

6、向高强度桩方向发展。

随着对打入式预制桩要求越来越高，诸如高承载力、穿透硬夹层、承受较高的打击应力及快速交货等要求，普通钢筋混凝土桩（简称R.C桩，混凝土强度等级为C25～C40）已满足不了上述要求，故预应力钢筋混凝土桩（简称P.C桩，混凝土强度等级为C40～C80）和预应力高强度混凝土桩（简称P.H.C桩，混凝土强度等级不低于C80）使用越来越多。

PHC管桩在欧美、日本、前苏联及东南亚诸地区大量采用。日本使用的预制混凝土桩几乎均为PHC桩。从1970～1992年间，日本管桩的年产量在520～830万吨之间。