中铁二局工程有限公司 四川省成都市 610032
摘要：预应力高强度混凝土管桩以其高强度、高抗侵蚀性、造价低、工厂化生产质量可靠、施工周期短等优点，在软土地基、杂填土地区得到了广泛的使用。然而，如果使用的预应力管桩在生产、运输和施工过程中，桩身产生细小裂纹或者断裂，在滨海垃圾填埋场化学侵蚀环境下，加速了对桩身混凝土及其内部预应力结构的侵蚀，缩短了有效使用年限。因此要控制预应力管桩的生产、运输和施工等，防止出现裂纹和断裂。
关键词：PHC管桩；滨海垃圾填埋场；裂纹和断裂；质量控制
前言：滨海垃圾场地质条件下，地基处理方案选择尤为关键且复杂，本工程采用高强度预应力管桩，则管桩的选型和施工质量的控制尤为重要，为减少地下水对管桩的侵蚀，选用高强度、高密度、低水灰比、耐冲击、结构承载力高的C80高强度预应力管桩，其耐久性能够满足使用要求，严格控制管桩的生产、运输、施工质量，规范进行施工后的检测。
一、施工场地地质情况
本场地原属海湾沉积沼泽地，后改为生活垃圾、建筑垃圾填埋场，上部为混凝土块、石块、碎砖块等建筑垃圾，厚度1-3米，中部为腐殖质夹塑料袋、橡胶等生活垃圾，厚度约为5-8米，其中生活垃圾层腐化比较严重，有强烈的臭味，还有沼气产生。下部为海滩淤泥质土、粉质粘土等。地下水十分丰富、一般水位埋深1.5米，水质对钢筋混凝土结构具有中等腐蚀—强腐蚀，氯盐环境作用等级L2。因修建市政道路需要，路基基础处理设计为预应力高强混凝土管桩，地基处理一侧毗邻地下一层房建结构物。
二、预应力管桩桩身裂纹或断裂的现象
在锤击沉桩过程中，桩身突然倾斜错位；桩尖处土质条件没有特殊变化时，而贯入度逐渐增大或者突然增大；当桩锤跳起后，桩身随之出现回弹现象；或者地面以上桩身直接断裂或出现明显裂纹。
三、原因分析及预防措施
1、工厂制作桩身时、桩身弯曲超过规定，桩尖偏离桩的纵轴线较大。锤击沉桩过程中桩身发生倾斜或者弯曲，偏心受力，造成桩身断裂。在工厂化生产过程中，每次倒用模具前应检查模具的规格尺寸偏差是否符合要求，及时调整或者更换部合格模具，桩身混凝土的养护必须符合标准要求，常压蒸汽养护和压蒸养护采用带模养护，不得提前拆模，介质为饱和蒸汽，压蒸养护应采取有效措施使管桩缓慢降温，防止因温差过大而引起管桩混凝土的开裂，且拆模后的堆码应符合要求，不宜超过四层，防止出现桩身变形，桩身混凝土强度等级达到设计强度的100%后才能出厂，发现桩身弯曲超标或者桩尖不在纵轴线上的不应使用。
2、桩入土后，遇到大块孤石等坚硬的障碍物，把桩尖挤向一侧，造成桩身贯入不垂直，引起折断，遇坚硬的夹层等地质时，严禁强行穿越，否则易引起桩身或者桩头破裂。特别是本建筑垃圾填埋场中，地表1-3米厚的建筑垃圾和大石块一定要在施工前清理出场地，施工前对桩位下的障碍物清除干净，必要时对桩位进行钎探了解。
3、稳桩不垂直，沉入一定深度后，发现桩身不垂直，采用走架法进行校正，使桩身产生弯曲，产生裂纹或者断裂。起吊桩身并稳桩后，应测定桩身垂直度，及时纠正不垂直，采用低锤重击，保证桩身入土初期的垂直度，桩身垂直度偏差不得超过0.5%，必要时宜拔出重打，当桩尖进入硬土层后，严禁使用走架法等强行回扳的方法纠偏。选用的锤击设备应根据工程地质条件、桩身轴心受压承载力设计值、桩的规格及入土深度等因素选用选用时应遵循重锤低击的原则，过大的设备会使首锤的贯入深度过大，极易引起桩身倾斜或者直接断裂，锤击设备施工时，地基基础应平坦，承载力满足设备施工要求。
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4、两节桩或者多节桩施工时，相连接的两节桩不在同一轴线上，产生了弯曲。施工中，多采用端头板焊接连接，上下板应对齐，并检测上节桩的垂直度，同时应该测量打桩机导杆的垂直度，可用两台经纬仪在离打桩架15m以外成正交方向进行观察，也可在正交方向上设置两根吊垂线进行观察校正。每台打桩机尚应配备一把长条水准尺，可随时量测桩身的垂直度。
5、焊接处表面油污、泥土、铁锈等没有处理干净，焊接质量不合格等因素造成沉桩时接桩焊接出现松脱开裂现象。焊接宜采用二氧化碳气体保护焊，焊接前首先用钢丝刷将两个对接桩头上的泥土、铁锈等刷清，露出金属光泽，再在下节桩桩头上扣上一个特制的接桩导向夹具，将待接的上桩吊入夹具内就位，调直后先用电焊枪在接缝剖口圆周上均匀对称点焊4～6点，待上下节桩固定后拆除导向夹具再正式焊接，焊接宜有两个焊工对称进行，焊接层数不得小于二层，焊缝应饱满连续、无虚焊、漏焊，焊缝外观质量应达到二级焊缝要求，待焊缝自然冷却8～10min，便可继续锤击沉桩，单桩接头数不宜超过3个，如有防腐措施设计，应在冷却完成后涂刷防腐层。
四、施工质量检测
采用单桩载荷试验进行承载力检测，施工结束25天后进行抽检率2‰，且不得少于3根。桩身完整性采用小应变法检测，抽检数量不应小于总桩数的20%，且不得少于10根。若检测发现桩体存在歪斜、断裂、承载力不足现象，应加倍扩大抽检数量，断桩、歪桩或承载力达不到要求应进行补桩或返工处理。
五、其它注意事项
1、施工前必须进行成桩工艺性试验，以确定沉桩参数和主要工艺参数是否符合设计要求
2、桩顶和桩身不得出现裂缝，如检测或者观察后发现，应采取补强措施。
3、桩的入土深度控制，对于承受轴线载荷的摩擦桩，以标高为主，贯入度作为参考；端承桩则以贯入度为主，以标高作为参考。
4、沉桩应选择好施工顺序，打桩应逐排打设或从中间开始分头向四周或两边进行；对于密集群桩，从中间开始分头向四周或两边对称施打；一侧毗邻建筑物时，由毗邻建筑物一侧向另一方向施打；打桩应避免自外向内或者从周边向中间进行，以避免中间土体被挤密，桩难以打入，或勉强打入使邻桩侧移或上冒；对基础标高不一的桩，宜先深后浅，对不同规格的桩，宜先大后小，先长后短，可使土体挤密均匀，以防止位移或者倾斜。
5、施工时，应注意做好施工记录，同时，应随时注意观察打桩入土的速度、打桩架的垂直度桩锤回弹情况、贯入度变化情况等，发现有异常现象，应立即通知有关人员及时研究处理。
结语：通过施工后的全面检测表明，加强对桩身制作、运输、施工质量的控制，能够避免桩身产生裂纹或者断裂；在滨海垃圾填埋场采用高强度预应力混凝土管桩处理道路基础是可行的，既能充分发挥承载能力，又能避免对垃圾填埋场进行开挖时造成的二次污染，具有重大的经济和社会效益。
参考文献：
[1]丁昕.预应力管桩基础在滨海相场地中的设计[C].2012.
[2]于景操.预应力高强混凝土管桩在软土地基中应用关键技术研究[D].合肥工业大学，2012.
[3]顾宋华.预应力高强混凝土管桩在软土地基中的应用[J].居业，2016.
[4]国家建筑标准设计图集（10G409）.
论文作者:杜云
论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期
论文发表时间:2018/5/23
标签：预应力论文; 管桩论文; 混凝土论文; 滨海论文; 裂纹论文; 承载力论文; 垃圾论文; 《基层建设》2018年第4期论文;