摘要：预应力混凝土管桩以其各种优势备受青睐，应用广泛，但受存放、吊装、运输和沉桩机械等条件的限制，单节预应力混凝土管桩长度不能太长，长桩需要接桩，接桩处是桩身的薄弱环节，施工方法不当时，可能造成桩身接头处断裂的工程事故。本文以某住宅小区预应力混凝土管桩基础为例，对预应力混凝土管桩接头断裂的原因进行分析，探讨处理预应力混凝土管桩接头断裂的方法，以降低工程事故影响，保障工程安全。
关键词：预应力混凝土管桩；完整性；接头；断裂；填芯插筋
1 引言
预应力混凝土管桩是由混凝土、骨架、钢结构（端板、桩套箍）三部分组成。因其强度高、工程造价低、施工速度快、设计选用范围广、沉桩质量可控性强、节能环保等诸多优点广泛应用于工业与民用建筑行业，是一种比较成熟的桩型。但受存放、吊装、运输和沉桩机械等条件的限制，单节预应力混凝土管桩长度不能太长，长桩需要接桩，接桩处是桩身的薄弱环节，施工方法不当时，可能造成桩身接头处断裂的工程事故，不妥善处理，则会给工程安全带来隐患，本文以某住宅小区预应力混凝土管桩基础为例，对预应力混凝土管桩接头断裂的原因进行分析，提出解决预应力混凝土管桩接头断裂的方法，以降低工程事故影响，保障工程安全。
2 预应力混凝土管桩接头断裂事故概况
2.1工程地质概况和设计概况
根据拟建场地的岩土工程勘察报告，场地内地形较平坦，自上而下的地层顺序为：①层耕土：灰黄色，松散。②层粉土：灰黄色，饱和，松散。③层淤泥质粉质粘土：灰黑色，饱和，流塑～软塑，局部夹薄层淤泥质粉土或粉砂。③-1层淤泥质粉土：灰黑色，饱和，松散。④-1层粉砂：灰黑色，饱和，中密。④层粉质粘土：灰黑色～灰色，湿，软塑～可塑，韧性低，干强度低，夹贝壳，局部夹薄层粉土或粉砂。⑤层粉质粘土：灰黄色～黄褐色夹灰色，湿，可塑～硬塑，韧性中等，干强度中等，含铁锰结核，偶见贝壳，局部夹薄层粉土或粉砂。⑥层细砂：灰黑色～灰色，饱和，中密～密实，夹贝壳，局部夹薄层粉质粘土或粉土。
本项目为18+1F的民用住宅楼，框剪结构，桩基础，桩型为：PHC-AB-400（95），设计桩长27m，强度C80，接桩方式为焊接连接，设计总桩数92根，承台布桩。
2.2预应力混凝土管桩接头断裂问题的发现
检测单位对本项目的41根工程桩进行了低应变桩身完整性检测，7#桩在4.81m左右处有明显缺陷，为Ⅲ类桩；32#桩在4.97m左右处桩身有明显缺陷，为Ⅲ类桩。为了全面掌握本项目工程桩的桩身完整性情况，对余下的51根桩的桩身完整性也进行了低应变检测，发现22#桩在5.33m左右处有明显缺陷，为Ⅲ类桩。波形如下：
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2.3预应力混凝土管桩接头断裂的确定
（1）调阅沉桩记录发现7#、22#、32#桩均为三节桩，自下而上的沉桩情况见下表。
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（2）现场观察7#桩、22#桩、32#桩没有发现桩身发生明显歪斜、偏移，垂直度良好；同时用一根长9m的钢管沿管桩内壁四周向下插入，没有遇到障碍物和台阶。
（3）现场询问上下节桩的连接情况，焊接前上下端板表面没有用铁刷子清刷干净，焊接破口处有残留污渍；焊好后的接头没有进行自然冷却，而是立即进行沉桩。
（4）根据设计图纸、现场配桩、沉桩记录、现场调查询问、低应变桩身完整性测试特点、桩身缺陷位置等资料，推断7#桩、22#桩、32#桩的缺陷为上下节桩接头处断裂。
3 预应力混凝土管桩接头断裂原因分析
结合该工程具体情况，可能造成预应力混凝土管桩接头处断裂的原因有：
（1）拟建场地工程地质条件比较差，静压桩机在移动的过程中对土体进行扰动，发生挤压滑移，产生复杂的附加应力，可能造成接头断裂。
（2）预应力混凝土管桩是挤土桩，沉桩造成四周土体结构的扰动，改变土体的应力状态，产生挤土效应，当桩周土体所受应力超过其抗剪强度时，土体会发生急剧的变形破坏，产生复杂的附加应力，可能造成接头断裂。
（3）现场管理不到为，基槽开挖的过程中，挖土方法不当，没有分层对称开挖、挖掘机碰撞已经施工好的桩基等因素，可能造成接头断裂。
（4）施工组织不合理，采用静压机沉桩时，最后一节桩的有效桩长不宜小于5m，而本工程3根桩的最后一节桩恰好为5m。最后一节桩的有效桩长小于5m时，很小外力作用下就可能造成接头断裂。
（5）接头质量不符合要求，焊接不牢固、焊缝不饱满，焊接破口处有残留污渍，焊好后的接头没有进行自然冷却，在接头处形成了薄弱带，外力的作用下发生断裂。
4 预应力混凝土管桩接头断裂的处理措施
在确保安全使适用，经济合理的情况下，针对本项目提出了如下的处理措施及建议：
（1）对7#桩、22#桩、32#桩进行“填芯插筋”处理，即在管桩内抽水清淤，底部灌砂，插入4根直径20mm的钢筋笼，钢筋笼的长度超过桩身缺陷位置以下2～3m，用C40的细石混凝土振捣密实至桩顶标高。
（2）7#桩所在承台与其右侧紧邻的承台合并成一个承台；22#桩所在承台与其左侧紧邻的承台合并成一个承台。示意图如下：
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（3）后续住宅楼桩基施工应加强现场管理、合理组织，压桩过程、接头焊接、基槽开挖等工序应按规范的要求进行，以确保桩基工程的质量。
5 结束语
预应力混凝土管桩凭借着自身的优势，应用范围在不断的扩大，但在施工的过程中产生质量问题也很多，如接头断裂、桩顶上浮、桩倾斜、对周边环境的影响等不良现象，对工程质量起着至关重要的作用，直接影响者结构的稳定性和耐久性，因此，应在施工的过程中不断的总结经验，采取有效、可行的预防措施，避免不良现象的出现，做到防重于治，提高桩基施工水平，确保工程质量。
参考文献：
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论文作者:夏园园
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/3/3
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