高强预应力管桩常见的质量问题及防治措施

高强预应力管桩常见的质量问题及防治措施

[提要] 高强预应力管桩由于具备单桩承载力高；成桩质量好；强度高；耐静压贯入；施工快捷；单位承载力造价便宜；穿越土层能力强；特别是施工过程振动小、无噪音、无有害气体排放、场地文明、获得很大赞许，在辽宁省可以用静压桩进行冬季施工。结合我市海鸥花园、新景小区、东盛产权式酒店、江海大酒店等工程对高强预应力管桩在施工过程中质量问题及防治措施进行一些如下认识。

[关键词] 预应力 ；管桩 ；质量问题 ；防治措施

1、桩身断裂

预应力管桩管壁薄、混凝土标号高，施工中不注意容易产生断裂，主要原因：一是桩制作时混凝土强度不够，管壁厚薄不均匀，桩身弯曲超过规定，桩尖偏离桩的纵轴线较大，桩在堆放、吊运过程中产生裂纹或断裂未被发现，沉入过程中桩身发生倾斜或弯曲；二是接桩焊缝不饱满，焊后自然冷却时间不够，接桩时两节桩不在同一轴线上，产生了曲折；三是地质土层软硬变化或有坚硬障碍物时，把桩尖挤向一侧；四是施工场地不平、烂泥、积水多，造成压桩时机身不平稳。

预防措施：一是对桩身质量进行全面检查，测量管桩的外径、壁厚、桩身弯曲度等有关尺寸，并详细记录，发现桩身弯曲超过规定或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用。桩的堆放、吊运应严格按照有关规定执行；二是在稳桩过程中如发现桩不垂直应及时纠正，桩压入一定深度发生严重倾斜时，不宜采用移架方法来校正。接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上，接头处应严格按照操作规程；三是施工前应对桩位下的障碍物进行清理，必要时对每个桩位用钎探了解；四是应保证施工场地平整坚实，有排水措施，让机台行走或施压过程机身平稳不晃动。

2、桩顶位移

在沉桩过程中，相邻的桩产生横向位移和桩身上浮，主要原因：一是桩入土后，遇到大块坚硬障碍物，把桩尖挤向一侧；二是两节桩或多节桩施工时，相接的两桩不在同一轴线上，产生弯曲；三是桩数较多，土饱和密实，桩间距较小，在沉桩时土被挤到极限密实度而向上隆起，相邻的桩被浮起；四是在软土地基施工较密集的群桩时，由于沉桩引起的孔隙水压力把相邻的桩推向一侧或浮起。

预防措施：一是施工前应对桩位下的障碍物进行清理，对桩构件要进行检查，发现桩身弯曲超过规定或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用；二是在稳桩过程中，如发现桩不垂直应及时纠正，接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上，接头处应

严格按照规程操作；三是采用井点降水、砂井和盲沟等降水或排水措施；四是沉桩期间不得开挖基坑，需要沉桩完毕后相隔适当时间方可开挖，相隔时间应视具体地质情况、基坑开挖深度、面积、桩的密集程度及孔隙水压力消散情况来确实。

3、沉桩达不到设计深度

静压管桩施工时，桩设计是以最终贯入度和最终桩长作为施工的最终控制，如发现个别桩长达不到设计深度时，主要原因：一是勘探资料粗，勘探点不够，对局部硬夹层、软夹层及地下障碍物了解不够；二是中断沉桩时间过长，由于设备故障或其他特殊原因，致使沉桩过程突然中断，或接桩时，桩尖停留在硬土层内，若延续时间过长，沉桩阻力增加，使桩无法沉到设计深度；三是在群桩施工时穿越较厚的砂夹层，由于其结构的不稳定，同一层土的强度差异很大，桩沉入到该层时，砂层越挤越密，最后会有沉不下的现象。预防措施：发生管桩沉不下去时，应详细查明工程地质情况，正确选择持力层或标高，合理选择施工方法及压桩顺序，冷静分析原因，找出对策才能继续施工。

4、挤土效应和振动影响

原因分析：静压法施工预应力管桩属于挤土类型，往往由于沉桩时使桩四周的土体结构受到扰动，改变了土体的应力状态，产生挤土效应；桩机施工过程中焊接时间过长；桩的接头较多而且焊接质量不好或桩端停歇在硬夹层；施工方法与施工顺序不当，每天成桩数量太多、压桩速率太快、布桩过多过密，加剧了挤土效应。预防措施：一是 控制布桩密度，对桩距较密部分的管桩可采用预钻孔沉桩方法，孔径约比桩径小50－100MM，深度宜为桩长的1/3－1/2，施工时应随钻随打；或采用间隔跳打法，但在施工过程中严禁形成封闭桩。二是 控制沉桩速率，一般控制在1m/min左右；并制定有效的沉桩流水路线，并根据桩的入土深度，宜先长后短、宜先高后低，若桩较密集，且距建筑物较远，场地开阔时，宜从中间向四周进行；若桩较密集，场地狭长，两端距建筑物较远时，宜从中间向两端进行；若桩较密集，且一侧靠近建筑物时，宜从相邻建筑物的一侧开始，由近向远进行；桩数多于30根的群桩基础，应从中心位置向外施打；承台边缘的桩，待承台内其他桩打完并重新测定桩位后，再插桩施打；有围护结构的深基坑中的静压管桩，宜先压桩后再做基坑的围护结构，这样的施工顺序可以避免由于基坑四周的围护结构使压桩的土体无法扩散，造成先施工的管桩被后施工的管桩挤上来，使桩的承载力达不到设计要求，又避免了在基坑的压桩过程中土体扩散而挤坏四周的围护结构及降低基坑围护结构的止水效果；同时应对日成桩量进行必要的控制。三是 设置袋装砂井或塑料排水板，消除部分超孔隙水压力，减少挤土现象；设置隔离板桩或地下连续墙；开挖地面排土沟，消除挤土效应。四是 沉桩过程中应加强临近建筑物、地下管线的观测、监护，对靠近特别重要的管线及建筑物处可改其它桩型。五是控制施工过程中停歇时间，避免由于停歇时间过程，摩阻力增大影响桩机施工，造成沉桩困难。同时，应避免在砂质粉土、砂土等硬土层中焊接，制定合理的桩长组合。桩机施工时应注意同一承台内的群桩，需接桩的接头不宜在同一截面内，应相互错开，避免产生土压力以及水压力

效应较大时，对整体桩身产生剪切破坏；同时应认真查看地质报告，了解土层分布情况，合理确定桩体组合长度，避免接头处于土层分界处及土层活动较多处，以防土层活动时对桩身的破坏。

5、沉桩时遇到浅层障碍无法继续沉桩

原因分析：由于地质勘察报告中未能特别强调浅层障碍物及局部的土层分布深度和性质，导致沉桩时遇到浅部（3－4M）的老基础、大孤石，较深部（20M左右）的硬塑老粘土和非常密实砂层、沙砾石层等情况无法施工。预防措施：一是 打桩前应对场地原有建筑情况进行详细了解，并安排进行探桩施工；对浅层障碍物可采用挖土机挖除，当无法操作施工时，可采用钻机将障碍物钻穿，然后在孔内插桩后沉桩，严禁移动桩架等强行回扳的的方法纠偏。二是 当桩已入土较深，桩无法拔出时，可采用小型钻机将钻具放入管桩中间的空洞中钻孔，将障碍物钻穿后继续沉桩。三是 选用的桩机能量大小应与设计要求、桩径、桩长及地质条件相匹配，即桩机选型、配重应符合施工要求。

6、斜桩

原因分析：一是静压桩机机械维修不及时，如液压系统漏油导致桩机支撑下滑；二是静压桩机自重加配重总重量大，桩机基础如不平整坚硬，沉桩过程中，桩机容易产生不均匀沉降，桩身极易发生偏移；三是施工中桩身不垂直，桩帽、桩身不在同一直线上；四是接桩时桩身、桩帽不在同一直线上；五是施工顺序不当，导致应力扩散不均匀；尤其是有地下室深基坑的承台相邻桩身过近过密，使先施工的一边已有孔洞，再施工一面时桩身极易滑动。六是沉桩过程中遇到大块坚硬物，把桩挤向一侧；七是采用预钻孔法时，钻孔垂直偏差较大，沉桩过程桩又沿着钻孔倾斜方向发生偏移；八是桩布置过多过密，沉桩时发生挤土效应；九是基坑开挖方法不当，一次性开挖深度太深，使桩的一侧承受很大的土压力，使桩身弯曲变形。预防措施：一是静压桩桩机施工前注意机械设备的维修，以避免影响施工质量；二是场地要平整坚硬，在较软的场地中适当铺设道渣，不能使桩机在打桩过程中产生不均匀沉降，静压桩桩机对施工场地要求较高，由于桩机及配重达500吨以上，为防止桩机下陷而造成桩身倾斜、桩机挤压对桩位的影响，影响施工质量及施工安全，必须对施工场地进行局部回填平整，采取必要的措施提高地基承载力，使其达到静压桩施工要求。三是施工过程中要严格控制好桩身垂直度，重点应放在第一节桩上，垂直度偏差不得超过桩长的0.5％，桩帽、桩身及送桩杆应在同一直线上，沉桩时宜设置经纬仪在两个方向上进行校准。四是尽量减少接桩，预制管桩接头不宜超过3个，接桩宜在桩尖进入硬土层后进行。接桩时上、下段桩的中心线偏差不宜大于2mm，节点弯曲矢高不得大于桩段的0.1%。五是制定合理的施工顺序，桩基施工后的孔洞应及时回填，施工过程中加强对垂直度的控制。六是当遇到障碍物时应及时排除后再进行沉桩；沉桩时发现不垂直应及时纠正，必要时应把桩拔出重打，桩进入一定深度后，不宜采用移动机架进行校正，以免发生断桩，应采取其他措施。七是采用预钻孔法时，严格控制钻孔垂直度。八是合理布置桩位，桩与桩的中心距不小于3倍桩径。九是桩基施工后应在停歇期后再进行基坑开挖施工，基坑开挖应分层均匀进行，必须加强围护措施，防止土体对桩的侧压力在桩身上产生附加弯矩，以确保桩基工程的桩

身结构的完整性。