浅谈预应力混凝土管桩施工中常见的质量问题及预防措施

王智勇

厦门市杏林建发工程监理有限公司（361000）

浅谈预应力混凝土管桩施工中常见的质量问题及预防措施

王智勇

厦门市杏林建发工程监理有限公司（361000）

预应力混凝土管桩是一种相对成熟的基础工程施工方法。该施工方法有PHC、PC、PTC三种工艺，且质量稳定易于控制，单位承载力高，施工方便快速，价格合适，在珠三角和长三角应用很广泛，。这里就预应力混凝土管桩施工常见的质量问题和预防措施作简单介绍，以期给同行参考。

预应力混凝土管桩；质量；预防措施

0 引言

预应力混凝土管桩是当代混凝土施工技术进步与高新工艺水平发展相结合的一种预制混凝土桩。工程上对预应力混凝土管桩强度要求很高，一般最低是C60,在施工中只要保证其垂直度,预应力混凝土管桩是不会断掉的。若管桩是C80的混凝土，强度可以达到100MPa[1]。

1 预应力混凝土管桩的发展现状

近十年,预应力混凝土管桩在我国的长三角、珠江三角、渤海湾工业厂房、民用建筑中应用广泛。预应力混凝土管桩施工工艺简单、施工质量容易控制,多用于软弱地基，在港口工程中应用较多。沉桩工艺有两种:静压和锤击。目前长三角地区以静压桩为主。就上海地区而言，PHC-500（100）管桩单桩竖向承载力可达2000kN。PHC-A500（100）管桩价格为105元/m，施工费用约为15元/m。

2 预应力混凝土管桩的设计

预应力混凝土管桩包括高强预应力混凝土(PHC)管桩、预应力混凝土(PC)管桩、预应力混凝土薄壁(PTC)管桩以及用于锚杆静压的短节预应力管桩。管桩直径300～600mm，其制作要求应符合有关标准的规定[2]。

30层以上或高度超过100m的高层建筑，采用预应力混凝土管桩基础时，应通过专门论证。

3 预应力混凝土管桩的施工

3.1 施工程序

测量定位→桩机就位→复核桩位→吊桩插桩→桩身调直对中→静压沉桩→接桩→再静压沉桩→送桩→终止压桩→桩检验→切割桩头→填充管桩内的细石混凝土。

3.2 施工要点

1）静力压桩单桩竖向承载力，可通过桩的终止压力值来判断，然后利用系数和终止压力，求出单桩竖向承载力的标准值。如判断的终止压力值不能满足设计要求，应立即采取送压加深处理或补桩措施。压力表的压力达到单桩承载力2.7倍时，即停止压桩。

2）压桩应连续进行，采用硫磺胶泥接桩间歇不宜过长，接桩面应保持干净，浇筑时间不应超过2 min。上下中心线应对齐，偏差不大于10mm。节点矢高不得大于1%桩长。

3）调校桩的垂直度是沉桩质量的关键。插桩在一般情况下入土30～50cm为宜，然后进行调校。在沉桩过程中应随时观察桩的进尺变化，如地质层有障碍物、桩杆偏移时，应采取措施逐渐调直。

3.3 沉桩线路的选定

为使压桩中各桩的压力阻力基本接近，入桩线路应选择单向行进，不能从两侧往中间进行。这样可避免地基土上溢使地表升高，又不致因土的挤压造成部分桩身倾斜，保证了群桩的工作基本均匀并符合设计值。

3.4 管桩与承台的连接方式

工程管桩与承台采用刚接。管桩的桩头采用专用工具锯断，断口平齐，在桩头的桩管内填充4200 mm高的C30细石混凝土，并在混凝土中均匀插入6Φ14钢筋与承台连接。

4 预应力混凝土管桩的质量问题

4.1 桩头破碎

1）桩的质量问题。施工现场仅能根据施工规范对成品桩进行外观质量检查，但桩材内在质量问题施工现场是很难检查的。施工现场应重点检查预应

力主筋的墩头是否高出桩端面以及桩法兰盘附近是否出现空洞。对于桩法兰盘附近是否出现空洞可根据敲击声音判断。

2）打桩问题。在打桩过程中，桩身倾斜或者桩顶与接触面不在同一个平面，容易引起桩的不均匀受力而发生破碎。打桩过程中桩顶受到适当均匀的锤击力是顺利沉桩的关键，正常施工时桩顶应均匀地承受锤击。在桩顶局部面积受力或承受超允许数量锤击的状态下，超应力作用于桩顶易引起桩头破碎。

3）施工疏忽。桩帽的接触点没有放置垫木，施工规范中要求桩帽与桩头之间要设置垫木，避免桩头与混凝土直接接触。如果施工人员忘记放置垫木的话，就可能造成桩头破碎。

4.2 桩身破损断裂或出现裂纹

1）桩在制作过程中所存在的质量问题是导致打桩过程中出现桩身破损断裂或出现纵向裂纹的主要原因。桩材内在质量缺陷则表现在混凝土强度不满足设计要求、高压蒸养等生产工艺欠佳和钢材存在质量缺陷。某些断桩或出现纵向裂纹等质量问题往往是由内在质量缺陷引发的。

2）打桩施工不当引起的断桩或纵向纹裂。沉桩过程中若桩身倾斜过大，地面以上桩身因缺乏侧向约束易出现桩身竖向失稳而导致断桩。多节桩接桩施工中，由于桩身不垂直、接桩不直，桩中心线成折线形，锤击作用下可能断桩。

3）地质及设计原因造成沉桩质量问题。地质勘察的勘探孔不可能做到与实际地质情况完全一致，有可能出现桩尖实际已进入持力层，而地质资料却表明桩尖还未进入持力层的问题。在这种情况下，仍坚持原设计施工，则有可能出现桩因锤击过大而断桩。

4.3 沉桩达不到设计控制要求

1）勘察设计单位由于勘察资料太粗或有误，与实际地质情况有较大的出入，使得桩尖实际已经进入持力层，而从勘察资料方面反映沉桩还不到设计标高。

2）采用陈旧桩锤或长时间连续作业，使锤体发热；桩帽缓冲层过厚，造成锤击力不足；打桩锤太小，造成锤击力不足。

3）沉桩时遇到坚硬的障碍物或较厚的硬隔层，桩头被击碎或桩身被打断，无法继续施打使得沉桩达不到设计控制要求,后打的桩无法达到设计深度，先打的桩上浮，严重时还造成断桩。

5 预应力混凝土管桩的预防措施

1）按现行新编国家相关规范、标准规定，充分考虑到提高桩基的抗震性能，在桩顶与承台的连接部位及有液化土层时软硬土交接区段，要采取加强构造措施。

2）为便于工程选用桩型，不同规格和型号桩的桩身偏心受压N-M曲线和管桩设计要根据示例图来选用。

3）预应力混凝土管桩可用锚杆静压方法在建筑物内施工，桩段长度及配筋应视工程具体情况进行设计，桩径宜为300～400mm。

4）桩竖向静载荷试验综合确定。单桩竖向抗压承载力特征值应通过单桩竖向静载荷试验确定。试验数量不少于总桩数的1%且不应少于3根，总桩数50根以下者不应少于2根。对倾斜率超过1%的桩、低应变检测桩身存在缺陷的桩、偏位超限的桩，未经处理不得使用。

5）接桩处理时，受压桩接桩时外包混凝土应延伸至桩顶以下一倍桩径且不小于0.5m，混凝土强度等级应经计算确定且不应低于C30，配筋及构造应符合相关标准的要求[4]。

6）桩基础设计时，须根据上部荷载、工程地质条件等综合考虑，多方案比较后方可采用。同一工程中桩的规格、型号不应太多，以免造成施工错误。

7）压桩机应根据土质情况配足额重量或选用相应的液压桩机。若采用焊接法接桩时，须分层均匀地将套箍对焊的焊缝填满，焊毕停歇1min即可进行沉桩。

8）为减少静力压桩的挤土效应，可设置袋装砂井、塑料排水板或隔离板桩，以消除部分超孔隙水压力，减少挤土现象。在压桩过程中应加强对邻近建筑物、地下管线的观测、监护。

6 结语

国内外预应力混凝土管桩的发展情况已经有十多年的实践经验,预应力混凝土管桩的分类、原材料选择、制造工艺与设备、结构设计方法等都得到了长足的发展，但是质量检验、常见质量弊病以及片面追求工期等问题还有待解决。

[1]张曙辉.关于预应力混凝土管桩承载力的探讨[J].内蒙古质量技术监督,2000(06).

[2]张明义,时伟,王崇革,彭林君.静压桩极限承载力的时效性[J].岩石力学与工程学报,2002(S2).

[3]丛欣福.预应力混凝土管桩在砂土中竖向承载力的研究[D].武汉理工大学,2007.

[4]聂重军.预应力混凝土管桩成套技术研究[D].华中科技大学,2005.

[5]张曙辉.关于预应力混凝土管桩承载力的探讨[J].内蒙古质量技术监督,2000(06).