PHC管桩Ⅲ类桩问题的处理与分析

第３期（总第１２２期）　工程应用一　ＰＨＣ管桩Ⅲ类桩问题的处理与分析　钱英福　（福建二建建设集团公司，福建福州３５００（）１）　摘　要本文通过工程实例对ＰＨＣ管桩Ⅲ类桩出现的原因进行分析．并根据工程的实际情况提出对Ⅲ类桩　的处理措施方案，最终检测结果表明了该方案在实际应用中的可行性。　关键词Ⅲ类桩：原因分析：处理措施　ＣｌａｓｓⅢＰＨＣ　ｐｉｌｅｓ　ｐｉｐｅ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ＱＩＡＮ　Ｙｉｎｇ—ｆｕ　（Ｆｕｊｉａｎ　Ｅｒｊｉａｎ　Ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ　Ｇｒｏｕｐ　ＣＯ．Ｆｕｚｈｏｕ　３５０００１）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｅｘａｍｐｌｅ　ＰＨＣ　ｐｉｌｅ　ｐｉｐｅ　ｃｌａｓｓⅢａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃａｕｓｅｓ　ａｐｐｅａｒ．ａｎｄ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ａｃｔｕａｌ　ｓｉｔｕａ—　ｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｍｊｅｃｔ　Ｏｎ　ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｙｐｅ　ｌｌＩ　ｐｉｌｅ　ｐｒｏｇｒａｍ　ｏｆ　ｍｅａｓｕｒｅｓ．Ｆｉｎａｌ　ｔｅｓｔ　ｒｅｓｔｄｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｅ　ｓｃｈｅｍｅ＇ｔｓ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｉｎ　ｔｙｐｅ　ｐｉｌｅ；ｃａｕｓｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ；ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　Ｏ引言　近年随着我国经济建设和城市建设的快速发展。高层建　筑越来越多。随着层数的增加，基础也越来越多地采用桩基　础。其中高强预应力ＰＨＣ管桩由于其施工所需时问短、不会　污染施工场地、桩身强度高等优点而达到大量的应用。但其　在应用时，由于受地质因素、人员因素、工艺及ＰＨＣ管桩本身　的“高脆性”特点等因素的影响。也易发生各种质量问题，从　而影响到施工工期及工程造价。其中出现的Ⅲ、Ⅳ类桩问题　较为常见，为此应予以重视。　北路西侧，机场高速公路南侧，长乐城关内河一河下江北侧。　工程为ｌ５幢１７～３０层高层住宅楼，地下室埋深为４．９５ｍ，场　地征地面积为８３９３９．２ｍ　。总建筑面积为２９４１８４．２３ｍ！．其中　地上为２３６９７５．２３ｍ：．地下室为５７２０９ｍ！．桩基础采用ＰＨＣ管　桩及冲孑Ｌ灌注桩。ＰＨＣ管桩采用中５００一ｌ２５ＡＢ型及　６００—　１３０ＡＢ型两种，其单桩竖向抗压承载力设计值分别为　２７５ＯｋＮ和３７５ｏｋＮ　根据岩土工程勘察报告，场区内地质情况自上而下情况　如表１。　１工程概况　福建长乐万业锦江城工程位于长乐市里仁工业区。朝阳　该工程管桩采用ＨＤ６２型锤击桩机进行施打，持力层为　强风化凝灰岩（砂土状）或强风化凝灰岩（碎块状）。各幢楼号　表１场区内的地质情况　序号　ｌ　２　３　４　土层　杂填土　粘土　淤泥　粉质粘土　性质　松散软塑一可塑流塑　可塑厚度　０．３～３．９　０．４～２．１　２１．９～３０．６　０．３～２．９　序号　７　８　９　ｌ０　土层　凝灰岩残积粘性土　全风化凝灰岩　强风化凝灰岩（砂土状）　强风化凝灰岩（碎块状）　性质　可塑密实　密实　稍硬　厚度　０．７～８．６　１．４～５　Ｏ．５～９．８　５～８　５　６　卵石（圈砾）一砾砂　粉质粘土　稍密可塑０．５～５．８　０．４—６．９　ｌ１　中风化凝灰岩　坚硬　４～７．５２　表２各幢楼号桩数及型号　序号　幢号　桩数　桩型　序号　幢号　桩数　桩型　ｌ　２　３　４　５　６　１＃、１　楼２＃楼　３＃楼　５鼻楼　６｝｝楼　７＃楼　４６１根　３２１根３６Ｏ根２４４根　ｌｌ７根１０５根　ＰＨＣ５００—１２５ＡＢ　ＰＨＣ５００—１２５ＡＢ　ＰＨＣ５Ｏ０—１２５ＡＢ　ＰＨＣ５ｏｏ—ｌ２５ＡＢ　ＰＨＣ５００—１２５ＡＢ　ｌ　ＨＣ５００—１２５ＡＢ　８　９　１０　ｌ】　１２　１３　１ｌ＃楼　１３＃楼　１５＃楼　１６＃楼　１７＃楼　１９＃楼　１６ｏ根　２２９根　２７２根１２１根１Ｏ６根３４根　３９５根ＰＨＣ５０ｏ一１２５ＡＢ　ＰＨＣ５ｏｏ一１２５ＡＢ　ＰＨＣ５００—１２５ＡＢ　ＰＨＣ５００～１２５ＡＢ　ＰＨＣ５００—１２５ＡＢ　ＰＨＣ５ｏｏ～ｌ２５ＡＢ　ＰＨＣ５００—１２５ＡＢ　７　９＃、１　ｏ｛｝楼　各７５根ＰＨＣ５００—１２５ＡＢ　１４　地下室　４２７根　ＰＨｃ６０ｏ～１３０ＡＢ　・４１・　■工程应用　２ｆ）】１年　桩数　丧２（设计桩长约４０ｍ）　岩层面时及时注意砒入度突变并汁挝贯人度．　未适　阈整　２施工简况及原因分析　落距，做到雨锤低击，从而造成锤击能量过大，义未能通过客　在后朗的低应变动力检测过程中．发现有部分桩其桩身　服桩删摩阻力消耗多余的能量，造成往尖入岩时，过多的能　质量评述为有明显缺陷（Ⅲ类桩），其检测结果如表３。　量作州于桩端及振动耗能．使得桩身出现反弹现象．导致局　表３部分桩身的缺陷情况　对于本工程出现管桩缺陷的位置通过表３可知。其分别　部桩身及接头焊缝处出现局部应力超限和过度振动。造成桩　在８ｍ附近及１０ｍ附近。也就是出现于桩身及接头部位，其　身质量存在缺陷。　出现三类桩的原因主要有以下几个方面：　２－２接头焊缝原因　２．１施工工艺原因　施工班组中某些焊工技术不娴熟、或为追求进度朱认真　本工程淤泥层较厚．根据设计及现场施工情况比照地质　施焊、或端头板锈迹未清除干净就施焊．造成两节管桩之问　勘查报告可知桩端全截面进入持力层约３～５ｍ．其余部分均　的端头板焊缝出现了裂纹、孔穴、未熔合、未焊透等缺陷．从　处于软弱层中（见图１），使得管桩嵌入深度不足；并由于本工　而影响到整根桩的质量。　程工期紧，安排有８—１Ｏ台锤击桩机于场内同时施工，每栋楼　施工中首节桩桩身垂直度控制超出规范范围．造成两端　内桩数较密．且锤击管桩属挤土桩。因此未能在施工顺序及　头板处缝隙增大，在填充垫片时不均匀或由于缝隙过大未能　时间安排上做好周密安排。造成了挤土效应且对桩身及接头　填满，造成缝隙不能被完全焊满或焊好。　焊缝处的质量产生影响。　２．３管桩本身的质量原因　桩身本身存在微小裂隙。管桩进场由于基本上是在晚　上，照明不足，且在卸管桩堆放于场内时是放成２层，造成质　检人员未能及时准确发现，而被用于工程之中，在施打过程　中裂隙得到发展。　桩端端头板与桩身砼之问在制作过程中由于离心的作　用，两者之问存在微小裂隙没有紧密结合，影响到声波传递。　２．４土方开挖原因　由于本工程淤泥层巨厚．土方开挖过程中挖斗在开挖时　碰撞管桩．造成桩身断裂及接头出现裂缝。土方开挖阶段重　型挖土机械及运输机械在场内的行走，也容易对桩身产生挤　压效应，从而影响到桩身质量。　３补强措施　根据ＰＨＣ管桩的缺陷位置距桩顶距离可分为桩头部位　缺陷（缺陷位置距桩顶２倍桩径左右）、浅部缺陷（缺陷位置　距桩顶３－６ｍ）、深部缺陷（缺陷位置距桩顶大于６ｍ）。其处理　方法一般有接桩法、填芯法及补桩法。　由于本工程现场土方已经开挖、开挖面以下均为淤泥，　且都为群桩承台。因此补桩及接桩方案的实施都较为困难。　为此，最终选择在桩芯增设钢筋砼并进行注浆加固的方案。　３．１前期准备工作　根据设计及现场施工情况确定注浆工艺参数：　（Ｄ泵压１￣２ＭＰａ，②泵量１０～４０Ｌ／ｍｉｎ，③浆液浓度水厌比　０．５～Ｏ．６，（　比重１．７～１．８，（　水泥注入量０．５　１．Ｏｔ，桩（第一次注　图１桩端嵌入土层情况　浆０＿３～０．４ｔ，第二次注浆０．５～０－８【）。　根据地质助查报告可知持力层强风化凝灰岩（砂土状）、　３．２具体做法　强风化凝灰岩（碎块状）上全为软弱层，在施工过程中，施工　（１）三类桩处理前，人工将桩芯空腔里　为送桩及土方　人员往往由于麻痹思想及赶工需求，未能对当桩端接近持力　开挖时掉人的填土清理至桩端。清除完后从桩芯处下等同桩　・４２・　第３期（总第ｆ２２期）　工程应用一　身长度的采朋６根Ｉｎ级钢　ｌ８为主筋、ｄ￣８＠１５０筛筋的钢筋　的目的为１『填补　隙、补强Ｊ』Ｉｆ网．以及　眭　隙他置外删形　笼。住下钢筋笼的刷时．随钢筋笼顶埋二　ＤＮ１５的注浆符．　成浆包，ＪＪＪＪ火｝庄裂隙部位断面，纽桩的献面影ｌＪＪＪ｝大，　桩裂隙　一根为下端开ｆ１（在缺陷部位上方），一根为注浆仡管（住缺　部位得到修复，达到符桩设汁所需　．桩ｒ　ｍ抗　承戟力的受　陷部位下方）．注浆管用白行车内胎包扎和铁丝捆扎，下管后　力要求。第二次注浆时要求注浆压力逐步提Ｉ岛，吸浆量逐步　灌满水（见圈２）。　降低＿并稳定。　４施工效果分析评价　在对出现的Ⅲ类桩进行补强处理后．于补强之后２８ｄ之　内对其进行桩身质量完整性进行复测．检验结果为８０＃桩Ｉ　类桩、１０６＃桩为Ⅱ类桩（复测结果、波形图见图３）．满足设计　及规范要求。　大样１　大样２　在后期的主体施工过程中进行沉降观测，沉降观测均符　带开口注浆管　带花管注浆管　合设计及规范要求．无异常情况。说明本工程对出现的Ⅲ类　桩采用的在桩芯增设钢筋砼并进行注浆加固的方案是有效　带开口一次注浆管　带花管二次注浆管　的。在一定条件下可值得推广和应用。　６中１８钢筋笼　５结语　ＰＨＣ管柱　叫填碎石　出现三类桩情形时应及时与相关单位进行沟通协调，并　断桩部位　根据工程实际情况及时对之予以处理补强，并进行复测，确　回填砂圭料　保桩基础工程的质量合格。影响ＰＨＣ管桩出现Ⅲ类桩的因素　图２　ｌｌ１类桩处理示意图　较多，施工中应采取积极有效的措施，严格控制各工序、各环　（２）回填碎石：用粒径为中１０～２０ｍｍ较均匀的无粉末碎　节的操作，加强各项工作的管理并提高操作者的素质，合理　石将桩芯空腔内回填并至孑Ｌ口。　采用施工工艺，尽量避免出现Ⅲ类或其他缺陷桩．确保ＰＨＣ　（３）洗孔：用缺陷部位下方的注浆管匿水冲洗孑Ｌ内泥皮、　管桩施工质量。　杂物及碎石表面的污物，直至回水变清为止。　（４）第一次注浆（采用在裂隙上方的管）：采用水灰比为　参考文献　ｎ＜ｎ　６浓浆。灌至孔口冒浓浆为止，若出现浆液沉析或碎石　【ｌ】Ｊｑ９４～２００８，建筑桩基技术规范．中国建筑工业出版社　压实下降，应继续加碎石及继续注浆，浆液材料使用４２．５Ｒ　［２】地基与基础工程施工工艺标准，中国建筑工业出版社　水泥，加Ｕ型膨胀剂和活性硅粉（掺量为水泥重量的８％～　［３】ＧＢ５０２０２～２００２，建筑地基基础工程施工质量验收规范．中　１０％）。　国计划出版社　（５）第二次注浆（采用在裂隙上方的管）：第一次注浆把　【４】樊富春，王英锐，罗云峰．ＰＨＣ断桩问题的处理与分析研　空腔的管桩变成为了实心桩．也为第二次注浆创造了施工条　究．建筑施工，２００９，３１（６）：４４２－４４３．　件。在第一次注浆后６－１２ｈ内，进行第二次注浆。第二次注浆　｝８　５０ａ　：　３　．　Ｓ　ｌ　‘ｊ的　ｌ霄警　ｌ　｝　；　Ｓ＿１　５００　；４１　１　５　ｌ　　ｉ盎整堑杰盟墼　ｔ　｛　｛　＿Ｉ　Ｉ；　（１　５。。　ｊ１．ｔ；　　｛｛ｔ　０　　；警　ｌ　　Ｉ｝　２　铷　；　３７　ｊ　ｓ　　｛；　０　１毙墼　｝　　】｛　Ｓ５　跚Ｏ　｝　ｊ　．ＩＳ　ｌ　｛：∞　ｉ　簪　｛　ｆ　ｉ　０　∞　ｉ　３４．１　５　　ｉ｛：∞　ｉ瓮嫠　　｛ｌ　９　２　∞　：　３４　ｔ　５　｝４拍０　瓮鳢　　Ｊｌ　｛　９５　∞　　ｌ３ｉ．ｉｊ　ｌ　｛２　０　｛宽荣　　ｊＩ　　：４０　ｓ∞　３５．１ｓ　｛　４　§Ｏ　茳芷　｝　ｉ　　ｌ１ｔ　９　Ｏｆｌ　ｆ　３５．１５　ｆ　“ｍ　ｉ　簪　｝　ｉ　｛。ｌ　５　　｝３４．ｔ　５　Ｉ　ｚ：ｊ　０　，宠簪　ｌ　Ｉ　｛　：０　加　　；Ｉ　Ｉ５　｝　；　“ｏ　；笼蔓　ｊ　Ｉ　Ｌ　１０　８０＃桩补强前后动测结果　８０　＆１：讣强麓　功测波　暇　图３管桩补强前后检测情况　・４３・