曹晓利
东莞市广强建筑基础工程有限公司
摘要：预应力混凝土管桩由于采用工厂化制桩，不需要湿作业，施工周期短，沉桩工艺简单，造价低，质量容易控制故广泛使用于各类基础工程中。本文结合工程实例，对预应力混凝土管桩的质量问题进行探讨，对工程桩基质量问题进行分析，并提出相应的处理方案。
关键词：预应力管桩 质量事故 处理方法
引言：预应力混凝土管桩（PHC桩）具有成桩质量好，施工工期短，工艺简单、单桩承载力高、造价相对较低的优点，因此广泛使用于工业与民用建筑低承台基础；同也可使用于港口、市政、桥梁、公路、水利等各类工程。但是预应力管桩也存在一定的缺陷：抗弯强度低，抗剪能力较差，承受较大水平推力的情况下，容易产生裂缝甚至发生断裂。笔者工程实践中，遇到不少由于机械碰撞、碾压，施工工艺不当等原因造成预应力混凝土管桩倾斜、断裂等重大质量事故。笔者就其中一个管桩工程质量事故及处理过程进行分析总结，以供同行参考。
一、工程概况、事故的成因
东莞某中学工程，基础采用预应力混凝土管桩，桩长约31m，管桩型号PHC－AB500（125），持力层为④层强风化泥岩，施工采用柴油锤击打桩机沉桩。工程地处东莞市麻涌镇，拟建场地主要分为四层，即：①层耕填土，黄褐一灰褐色，饱和，可塑；②层枯土，黄褐色，湿，软，可塑；③层淤泥质土，灰褐色，饱和，流塑；④层强风化泥岩。桩基础施工前，施工场地表面填砂1－2m以使场地标高达到设计要求，同时满足桩机施工的场地耐力要求。
由于施工工期紧，桩基施工完成后便开始进行基础承台开挖工作。为了加快工程进度，采用大范围一次性开挖到标高，由于开工的砂土没有及时转走，1天后开挖区就出现了管桩大面积倾斜情况。对已发生倾斜的管桩进行倾斜角度测量和低应变检测，测量和检测结果如下：有62％的管桩桩身发生4度左右的倾斜，低应变判断判定为二类桩；有30％管桩桩身发生6度左右：低应变判定为三类桩的倾斜；有8％的管桩桩身倾斜角度为7－10度左右，低应变判断桩身在出现裂缝，并被判定为三类桩。
二、管桩出现倾斜的原因分析
1、桩身偏位
桩身偏位产生原因不排除测量人员在放线与定桩位时产生偏差，但主要原因是由于：
（1）淤泥质土的流动性大，桩机移位及重型车辆行驶进过易引起淤泥土体流动挤压桩身，以至桩身发生位移偏位；
（2）预应力混凝土管桩属于挤土桩，多桩承台施工时由于挤土效应，使后续施工对先前已经完成的桩产生了一定的影响；
（3）基坑开挖时土方开挖方案不合理，或者一次开挖深度过大，以至土体局部应力释放而使土体移动引起的。
2、地质情况复杂
由于地质条件复杂、勘察难度较大，局部地质情况会出现不均匀性，所以在施工时，常会发生个别桩打不到设计标高的情况，其原因可能是
（1）桩尖碰到了局部的较厚夹层或其他使层，造成无法送桩；
（2）中断沉桩时间过长，以至沉桩阻力增加，使桩无法达到设计标高；
（3）施工人员桩头处理较随意，以至桩顶标高失控。
3、施工不当引起的桩倾斜、断桩情况
施工不当引起桩倾斜、断桩情况，直接起因就是土方开挖不当，将基坑挖的太深或挖出的土堆在基坑边坡附近，且未及时采取基坑支护措施，以至产生较大的侧向土压力：加上淤泥本身的流动性以及土体中未消散的孔隙水压力乘机向开挖方向释放，加剧了淤泥向开挖方向流动，而管桩对水平力的抵抗能力小，于是随着土体的位移而向开挖方向倾斜，造成大量桩顶位移，以至桩身断裂。
三、管桩倾斜的处理方法
1、一般说来管桩发生了倾斜总会与桩身偏位、断桩等情况一起出现。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆断桩情况，会对桩身承载力、
完整性都产生较大的影响，对整个结构的整体受力及安全性危害极大。
2、针对管桩出现倾斜质量问题或事故，必须采取有效的措施。
（1）补桩加固，即在检测报废的桩附近増加预应力管桩补足设计上的承载力要求；
（2）压密注浆，即通过在管芯中添置钢筋笼后再注入砂石混凝土进行补强；
（3）改变基础底板形式。一般是将原设计底板改为整板基础，此种方法一般用于桩身偏位情况的处理；
（4）设置锚杆静压桩，对于可能会出现不均匀沉降变形的结构，设计上也会在相应轴线设置锚杄静压桩进行调整处理。
四、本工程对倾斜的管桩进行处理
1、对倾斜角度大于7度的断桩，采取补桩处理。
2、对检测为Ⅲ类桩，倾斜角度在6度以内的进行。具体补强施工方法如下：
（1）桩空腔内填土：根据低应变报告及施工记录，计算桩身缺陷位置。对缺陷部位有土的桩人工取出，使桩内土在缺陷部位下约4米左右，管内没有土的桩，人工回填砂石至缺陷部位下4米处。
（2）桩内灌浆：抽干桩内积水，放入导管，进行注浆（浆体水灰比1：2），注浆厚底约200mm防止浇捣混凝土时出现漏浆。
（3）钢筋笼制作：现场制作钢筋，主筋为4Φ18，箍筋中60200，上下各设1道加强筋，钢筋笼长4．5米。
（4）浇筑混凝土：浇捣混凝土前，管桩内需要清理干净，无污泥、杂物、积水。浇筑C35标号的微膨胀细石混凝土，每浇50cm厚混凝土振捣1次，保证浇捣质量。
3、对于偏位不大，倾斜角度在3度左石的管桩，经设计院仔细核算、决定把该工程的承台底板扩大，并对西南侧偏位大处底板增大配筋量，以抵抗此处底板的偏心弯矩。
五、处理结果
1、56根断桩经桩芯加固处理后，经低应变检测，除有10根桩为Ⅱ类桩外，其余均为1类桩，基本达到了加固效果；同日时选取3根I类桩进行了静载检测，检测报告显示，经加固补强的管桩单桩极限承载力达到设计极限承载力，且变形很小。
2、对于桩的偏位问题，设计采取了扩大承台措施，增加上部的的刚度和调节变形的能力。
3、加强了建筑物的变形观测。从结构施工直到目前已经竣工的工程，根据累计沉降观测报告结果反映，工程最大沉降量为12m、最小沉降为7mm，沉降速率为0．013，基本趋于稳定。考虑到预应力管桩承载力的时间效应，预应力管桩在沉桩后随时间增长其承载力都会有较大幅度的提高，所以可以认定本工程的管桩加固是成功的。
结束语：
上述加固方法经过大量的工程实践是有效的。与其他方法相比施工难度低，费用省，有较大的实用价值。同时通过该工程的分析，应吸取一下经验教训。
1、打桩前应充分认读地质勘察资枓，了解地下地层土质的特性。打桩前根据地质条件制定有针对性的施工方案。
2、基坑开挖时，应充分重视土方开挖的组织工作，制定切合实际的土方开挖施工组织设计，开挖时安排专人值班，严禁超挖，需要加强土体变形检测，如有过大变形应立即停止挖掘及时处理
3、开挖淤泥层及砂层土方必须合理确定开挖断面和顺序基坑边缘按分层分段要求开挖，开挖长度和宽度均不大于5m，每层开挖控制在0．5米以内，第一层由挖土机挖掘直接运走，以后各层用挖土机接力运土，堆土高度不高于1．5米，堆土时间不应过长，必须及时运走。
4、做好成品保护，不利于机械挖掘的位置采用人工挖掘。为防止机械碰撞桩体，桩底设计标高以上30cm范用内及桩间土方，须人工清除。不得采用挖土机野蛮施工，避免对已施工的管桩产生损害。
参考文献：
［1］李凯翔．预应力管桩施工中常见质量问题及防治措施［J］．铜业业工程，2007，（1）
［2］李汉城等．浅析预应力管桩的质量问题及其控制措施［J］．东土木与建筑，2002，（12）
论文作者:曹晓利
论文发表刊物:《防护工程》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/5
标签：管桩论文; 预应力论文; 混凝土论文; 工程论文; 承载力论文; 标高论文; 基坑论文; 《防护工程》2018年第18期论文;