预应力管桩施工中常见质量问题及防治措施

７４　文章编号：１００９—３８４２（２００７）０１～００７４—０３　铜　业　工　程　预应力管桩施工中常见质量问题及防治措施　李凯翔　（惠州市长江建设监理咨询有限公司，广东惠州　５１６００８）　摘　要：针对预应力管桩在各类建筑工程基础应用中出现的桩体挤土、沉桩困难、斜桩、桩身开裂、桩身上抬等　问题进行合理分析，并提出相应的预防措施及解决方案。　关键词：预应力；管桩；施工　中图分类号：ＴＵ７５３　文献标识码：Ｂ　１前言　预应力管桩由于其适应性广，耐冲击性能好，穿　透力强，具有承载力高，抗弯抗裂性能好，施工快捷、　距小于３倍桩径，特别对于６桩以上承台的可采用　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，视桩距较密及地下水位而　定，施工时应随钻随打。对于地下水位较高的地方　不宜采用上述方法，因水压力较大时会造成管桩纵　方便、污染小，造价低、耐久性好等优点，从而被广泛　应用于各种建筑工程的基础中。预应力管桩的沉桩　方式有锤击法、振动法及压人法（即静力压桩），由于　前种方式施工时产生噪声较大，在城市中心区施工　受到一定限制；而静力压桩施工则具备无噪音、无振　动、无冲击力等优点，适应今后对绿色岩土工程的要　向劈裂，可以采用间隔跳打法，但在施工过程中严禁　形成封闭桩。　（２）控制沉桩速率，一般控制在ｌｍ／ｍｉｎ左右；　并制定有效的沉桩流水路线，根据桩的人土深度，宜　先长后短、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　求，但其较锤击法施工的稳定性差，下面根据本人的　经验就静力压桩施工方法，在施工中常见质量问题　及防治措施进行分析。　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，　待承台内其它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　２桩体挤土效应及防治措施　２．１桩体挤土效应原因分析　静压法施工预应力管桩属于挤土类型，由于沉　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。　（３）设置袋装砂并或塑料排水板，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　桩时使桩四周的土体结构受到挤压，改变了土体的　应力状态，产生挤土效应。由于桩机施工过程中焊　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、压桩速度太快、布桩过多过密等因素影　响，进而加剧了挤土效应。　２．２桩体挤土效应防治方法　（１）控制布桩密度，对桩距较密部分的管桩如间　收稿日期：２００６—１卜２１　墙；开挖地面排土沟，消除挤土效应。　作者简介：李凯翔（１９６３一），女．湖南湘乡人，１９８３年７月毕业于江西工学院水利分院水工建筑专业，现任建筑结构工程师，注册造价工程　师，注册监理工程师，主要从事工程监理，多个担任总监理工程师的监理项目获得“市优良样板工程”奖励。　维普资讯 http://www.cqvip.com

李凯翔：预应力管桩施工中常见质量问题及防治措施　（４）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。　线上。　７５　（４）接桩时桩身、桩帽不在同一直线上。　（５）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　施工的一边已有孑Ｌ洞，再施工一面时桩身极易滑动。　（５）控制施工过程中停歇时间，避免由于停歇时　间过长，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　（６）沉桩过程中遇到大块坚硬物，把桩挤向一　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。　３沉桩时遇到障碍无法继续沉桩　３．１沉桩障碍原因分析　由于地质勘察报告中未能准确强调地下障碍物　及局部的岩石分布情况，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　粘土和非常密实的砂层、沙砾石层等情况无法施工。　３．２沉桩障碍防治办法　（１）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，然后在孑Ｌ内插桩后沉桩，严禁移动桩架等强行回　扳的方法纠偏。　（２）当桩已人土较深，桩无法拔出时，可采用小　型钻机将钻具放人管桩中间的空洞中钻孑Ｌ，将障碍　物钻穿后继续沉桩。　（３）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。　４斜桩　４．１斜桩原因分析　（１）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。　（２）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。　（３）施工中桩身不垂直，桩帽、桩身不在同一直　侧。　（７）采用预钻孔法时，钻孔垂直偏差较大，沉桩　过程桩又沿着钻孑Ｌ倾斜方向发生偏移。　（８）桩布置过多过密，沉桩时发生挤土效应。　（９）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。　４．２斜桩防治方法　（１）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。　（２）场地要平整坚硬，在较软的场地中应适当铺　设道渣，避免桩机在打桩过程中产生不均匀沉降。　静压桩桩机及配重达５００ｔ以上，对施工场地要求较　高，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。　（３）施工过程中要严格控制好桩身垂直度，重点　应放在第１节桩上，垂直度偏差不得超过桩长的　０．５　９／６，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２个方向上进行校准。　（４）尽量减少接桩，预制管桩接头不宜超过３　个，接桩宜在桩尖进人硬土层后进行。接桩时上、下　段桩的中心线偏差不宜大于２ｒａｍ，节点弯曲矢高不　得大于桩段的０．１　９／６。　（５）制定合理的施工顺序，桩基施工后的孑Ｌ洞应　及时回填，施工过程中加强对垂直度的控制。　（６）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，桩进人一定深度后，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。　（７）采用预钻孔法时，严格控制钻孔垂直度。　（８）合理布置桩位，桩与桩的中心距不小于３倍　桩径。　（９）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。　维普资讯 http://www.cqvip.com

７６　铜　业　工　程　段检测桩身情况，确定处理方法。　５桩身开裂　６桩身上抬　５．１桩身开裂原因分析　（１）施工过程中由于斜桩现象的出现桩端、送桩杆　６．１桩身上抬原因分析　不平整导致桩端应力集中，使桩帽滑落或桩头爆裂。　（２）对于较硬土质，在反复复压情况下，管桩桩身　横向产生强烈应力，造成桩顶混泥土抗拉不足开裂；桩　施工过程中由于挤土效应而引起局部桩身上抬，　从而降低桩的承载力造成基础不均匀沉降。　６．２桩身上抬防治方法　机施工压力值超高。　（３）桩机施工过程中擅自移动机架校正桩位、桩身　垂直度，导致桩身断裂；施工结束后人工凿桩野蛮施工　以及桩机施工后不合理的土方开挖。　（４）桩堆放、起吊、运输的支点或吊点位置不当；桩　（１）事前选择较典型的桩进行测量观察，随时掌握　桩身抬高情况。　（２）按造第１条防治方法尽可能减少桩体挤土效　应的产生。　（３）桩基完成后根据所观测的情况对桩身进行复　身材料质量残次。　５．２桩身开裂防治方法　压，对小于１４　Ｉｎ的短桩应进行多次复压。桩基完成以　后应在嵌固期后才能进行土方施工，嵌固期根据土质　（１）选择合理有效的施工方法及完好施工设备，控　制桩身的垂直度，避免斜桩的发生。　有不同要求一般为７￣２１ｄ。　（４）送桩深度不宜过大，一般应控制在３ｍ内，切　（２）控制好桩机施工终止条件。对纯摩擦桩，终止　条件宜以设计桩长为控制条件；对长度大于２１ｍ的端　不可为减少配桩而盲目送桩。　７　结语　静压桩的沉桩机理非常复杂，与土质、土层排列、　硬土层厚度、桩数、桩距、施工顺序、进度等有关，有待　进一步研究。静压桩施工中出现的问题也各种各样，　承摩擦桩，宜以设计桩长控制为主，终压力值作对照；　对在长１４￣２１ｍ的静压桩，应以终压力达满载值为控　制条件。　另可参考广东省《静压桩基础技术规程》提出的桩　极限承载力与终压力之间的关系经验公式：　当Ｌ－￣１４ｍ时，Ｑｕｋ＝ａ・Ｒｓｍ一（Ｏ．６～Ｏ．８５）Ｒｓｍ；　当１４ｍ＜Ｌ＜２１ｍ时，Ｏｕｋ—ａ・Ｒｓｍ一（Ｏ．７５～　１．０５）Ｒｓｍ：　当Ｌ￣２１ｍ时，Ｑｕｋ＝ａ・Ｒｓｍ一（１．Ｏ～１．２０）Ｒｓｍ。　最常用的处理方法是提高终压力进行复压。桩在做完　静载试验发现不合格后，要增加静载试验或大应变检　测，以确定更大范围不合格桩数量分布。有时基坑已　开挖，桩头已凿去，位置难确定，压桩机撤出现场，复压　式中：Ｏｕｋ为静压桩单桩竖向极限承载力标准值，　Ｒｓｍ为静压桩的终压力值，ａ为土体恢复系数。　（３）桩机施工结束后合理的进行土方开挖以及凿　桩施工。土方开挖过程中的施工质量与水平直接关系　到桩基的成败，施工过程中要慎之又慎。　（４）管桩堆放地点根据桩机施打路线和配桩情况　进行选择，管桩堆放要符合规范要求，施工过程中应加　强对桩身原材料的检查验收。　施工中发生桩身破坏，宜采用小应变等有效的手　或补桩有一定困难，这时要采取其它一些措施处理不　合格桩，如灌浆补强、降低桩承载力标准或扩大承台　等。相信随着工程实践的不断丰富，能为静压桩规程　的制定提供更多的依据。　参考文献：　［１］陈跃庆．地基与基础工程施工技术．机械工业出版社．　［２　伟伟．工程质量与系统控制．武汉大学出版社．　［３］建筑工程质量检查验收一本通编委会．建筑工程质量检查验收一本　通．中国建材工业出版社．　Ｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ａｎｄ　Ｐｒｅｖｅｎｔｅｄ　Ｍｅａｓｍ＇ｅｓ　ｉｎ　ＰＩ１ｅ—ｓｔＩ　ｓｓ　Ｔｕｂｕｌａｒ　Ｐｉｌｅ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ＬＩ　Ｋａｉ—ｘｉａＩ１ｇ　（Ｃｈａｎｇｊｉａ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ＆Ｃｏｎｓｔｄｔａｎｃｙ　Ｃｏ．Ｌｔｄ，Ｈｕｉｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　５１６００８，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｐｒｅｖｅｎｔｅｄ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ａｎｄ　ｏｐｔｉｏｎｓ　ｔＯ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｅｘｔｒｕｄｅｄ．ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ　ｄｉｆ—　ｆｉｃｕｈｉｅｓ，ｃｒａｃｋｅｄ　ａｎｄ　ｕｐｌｉｆｔ　ｆｏｒ　ｐｒｅ－－ｓｔｒｅｓｓ　ｔｕｂｕｌａｒ　ｐｉｌｅ　ｉｎ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｂａｓａｌ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：Ｐｒｅ－－ｓｔｒｅｓｓ；Ｔｕｂｕｌｒ　Ｐｉａｌｅ；Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；Ｓｅｃｕｒｉｔｙ　Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ；Ｒｅｐｏｒｔ；Ｐｒｏｂｌｅｍ；Ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎ