汤坚
广东省建筑材料研究院
摘要：通过对工程中PHC桩的检测，结合设计图纸、勘察报告和施工资料，发现存在的问题，分析问题产生的原因，提出补救处理措施，希望能在今后的基桩施工中尽量避免此类问题的发生。
关键词：PHC桩；检测；施工；处理
1、前言
从1984年广东省研制成功现代形式的预应力混凝土管桩至今，30多年的发展让预应力混凝土管桩在各工程领域得到了广泛应用，其中PHC桩（先张法离心高强预应力混凝土桩）因其桩身质量稳定、单桩竖向承载力高、施工快、适应性强、抗震、造价适宜等优点被大量应用到建筑、公路、水利工程中。而工地上常说的管桩即PHC桩。
PHC桩是在预制厂中制造成型，在目前混凝土配比、高效减水剂、先张法、离心成型、蒸压养护等成熟的材料及工艺流程下，PHC桩能做到很高的合格率，笔者在检测过程中还未发现因为PHC桩本身不合格而造成返工。在勘察正确、设计合理的情况下，主要问题还是存在于施工过程中。
2、影响原因分析
2.1短桩
某工地为二层地下室，地质情况从上往下为：1、粉质粘土；2、砂质粘性土；3、全风化花岗岩；4、强风化花岗岩；5、中风化花岗岩；6、微风化花岗岩。设计桩长约21m，桩基础施工采用静压法施工，从原地面标高处向下压桩。施工后桩长约18m～37m，基桩低应变和静载检测工作在原地面标高处已完成，均合格。整个桩基础施工完成后进行基坑开挖，开挖后的管桩如插蜡烛一样密密麻麻（见图一），锯桩后发现，最短的桩长仅7m左右，用高应变抽检了两条锯桩后约10m左右的桩，承载力达不到设计值的2/3，通过设计复核，对其中低于15m的桩进行补桩处理。该工地主要有两个问题：首先应该在基坑开挖后再进行桩基础施工，因为管桩的端阻力相比桩侧摩阻力要小很多，主要还是依靠桩侧摩阻力承担上部荷载，在桩身少了一半的情况下，承载力大大降低，达不到设计要求，很容易造成工程事故。其次检测单位的静载试验没有按照规范要求开挖到设计标高，就在原地面标高处试验，其试验结果包含了多出的约10m的桩侧摩阻力，真实的承载力可能达不到设计要求，检测结果应该视为无效。
图一
2.2桩身浅部开裂
实例一：佛山某工地在施工完成后进行土方开挖，开挖后陆续发现很多管桩桩身有横向开裂或断裂，严重的从上到下有三、四条裂缝，桩基施工单位与土方开挖单位相互指责，彼此推诿。甲方担心开裂会出现在更深的部位，于是委托进行低应变检测。在锯除上部开裂部分后进行的低应变检测结果显示所检桩均合格，由此可以判断是后期开挖造成管桩浅部横向开裂，挖掘机和泥头车在地面反复碾压，侧向挤压力超过管桩抗剪强度，随土层开挖部分受压严重的管桩会层层开裂，具体见图二、图三：
实例二：佛山某大型房地产工地管桩施工完后，为抢工期，在没有进行支护措施的情况下，直接开挖核心筒，地面与坑底高差将近十米，开挖一半后，地表粉砂和淤泥质粉质粘土向坑内流动，带动核心筒周边管桩一起移动，虽然马上进行了钢板桩支护，但部分管桩移位已达到1m多，对周边管桩进行低应变检测，相当一部分都已断裂，后进行扩大检测，又进一步检测出了部分不合格桩。因为断裂部位在较深的位置，故设计方要求补桩处理。对核心筒回填后打桩机进场补桩，补桩数量又较多，共花去3个多月时间，造成基础无法按原计划完成，工期延长，费用增加。
2.3焊缝问题
低应变检测管桩时大多数情况测不到桩底，而往往桩身出现缺陷后，桩身下部缺陷无法检测到。在检测中经常遇到焊缝存在问题，主要原因在于：1、端头板未清理干净；2、电焊工水平差；3、施焊后未自然冷却就继续锤击。而有资料显示由于管桩在沉桩过程中对桩周土的干扰，在桩侧土阻力未恢复前，用低应变检测管桩时，焊缝缺陷会很明显，通过试验后发现，如焊缝缺陷本身不明显时，随时间焊缝缺陷的确会变小，但焊缝缺陷本身明显时（开裂），将不会有太大变化，具体可见图四、图五：
图五 七天后测
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB20202-2002中规定，电焊接桩，重要工程应做10%的焊缝探伤检查。其中超声法和射线法无法操作，只能通过磁粉或渗透进行表面探伤，而检测时必须在施焊后进行一定时间的冷却，所以接桩焊缝探伤存在一定的不合理性。为减少人为因素影响，预制桩的接桩还可采用法兰连接或机械快速连接（螺纹式、啮合式），可靠性好过电焊接桩，且不存在冷却时间，大大提高施工速度。
另外如果预制桩处于有侵蚀性的水或土壤中，且外露钢结构未能采取保护措施，钢结构不断锈蚀，也可能会影响到建筑物的安全性。所以应该对管桩钢结构部位进行防腐处理。
2.4桩底封口及不适宜地质
管桩桩底的桩尖可分为开口型和闭口型，桩尖的作用：1、便于将桩顺利压入设计要求的土层；2、控制桩位和垂直度；3、减小压桩对周围土体的挤土效应（超孔隙水压力），减少邻桩上浮程度；4、压桩过程中增大桩端阻力，在有障碍物或石块的地层，防止桩底压裂。当存在桩尖焊接不好的情况时，地下水通过缝隙进入内腔或地面水由桩顶进入桩内通过缝隙渗入桩尖土层，由于管桩大部分持力层为强风化岩层，遇水易软化，影响到桩的承载力。工程中常用的措施为在管桩施压完毕后立即灌入高度为1.2m左右的混凝土封底，预防桩底渗水。笔者曾在一个工地发现有部分管桩从管内向外涌水，流量很大，通过低应变检测发现桩身均存在或大或小的缺陷反射，在之后随机抽检时又发现有相当部分桩为Ⅲ类或Ⅳ类桩，结合地质资料（1、杂填土；2、粉砂；3、淤泥质土；4、淤泥；5、粉砂；6、中风化砂岩）可知该栋楼地质为上软下硬、软硬突变的地层，管桩在打至中风化砂岩时，反冲力突增，贯入度变小甚至为零，很容易使桩产生失稳破坏或拉应力大于预加应力而使桩身拉裂。由于扩大抽检又发现了不少问题桩，甲方要求全数检测，后统计不合格桩超过总桩数15%，最后通过补灌注桩进行处理，造成较大的损失。
3、结束语
对于有着成熟施工工艺的PHC桩来说，施工质量控制的各个要点其实非常明确，但很多工地还是会出现一些原本可以完全避免的问题，诸如偏位、桩身倾斜、桩顶碎裂、挤土效应、承载力达不到要求等，究其原因归根结底都是人为因素造成的，而到检测再发现问题已经是亡羊补牢，不但增加费用，延长工期，也埋下了隐患。有鉴于此，在日常施工过程中应该提高管理水平，严格按照规范要求施工，明确责任，避免工程事故的发生。
参考文献：
[1] 建筑桩基技术规范 JGJ94-2008
[2] 建筑地基基础设计规范 GB5007-2011
[3] 建筑桩基检测技术规范 JGJ106-2014
[4] 建筑地基基础检测规范 DBJ 15-60-2008
[5] 建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202-2002
[6] 阮起楠 预应力混凝土管桩 中国建材工业出版社 2000
论文作者:汤坚
论文发表刊物:《基层建设》2015年20期供稿
论文发表时间:2016/3/22
标签：管桩论文; 承载力论文; 应变论文; 工地论文; 阻力论文; 发现论文; 缺陷论文; 《基层建设》2015年20期供稿论文;