浅谈预应力管桩施工问题及解决措施

关键词：建筑工程；桩基础；施工技术；质量控制 

　　前言 

　　随着建筑市场的繁荣，越来越多的新的建筑技术得以开发与运用，特别是高层建筑的出现，桩基础形式被越来越多的运用到工业与民用建筑工程中，并发展成为一种常用的基础形式。当采用天然地基时，不能满足建筑项目对地基强度和变形的要求时，能够合理的利用下部的硬土或岩石层作为基础持力层而设计成深基础，估算出上层建筑的荷载大小，再按照估算设计好相对应的桩，其中较为常用的就是桩基础。桩基础作为深基础，具有承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀、沉降稳定快、良好的抗震性能等特性，因此在各大建筑工程中得到了广泛应用，特别适用于建造在软弱地基上的各类建（构）筑物。 

　　施工过程中，桩基工序复杂，工艺要求也很高，如工程地质勘察报告不详、施工设计时取值不合理、施工过程不规范将影响桩基质量，以及在桩基施工过程中对质量问题及隐患的分析与处理是否合理，都将影响建筑物的结构安全。下面介绍了桩基施工中常见质量问题的类别、原因分析、常用处理方法。 

　　1 桩基质量问题及其原因分析 

　　（1）笔者根据多年桩基工作经验，将经常可能发生的桩基工程质量问题总结如下：①单桩承载能力低于设计值；②桩倾斜过大；③断桩；④桩接头之间断离；⑤桩位偏离过大等五种情况。 

　　（2）桩基质量问题发生原因 

　　①单桩承载能力低于设计值 

　　工程（建筑物）的上部结构传递给基础的荷载大小是控制单桩承载力要求的主要因素，最终单桩的承载能力低于设计值，原因通常是：a、最终沉桩的深度不够；b、地质条件复杂，桩深虽己达设计值，但桩端还没有进入设计规定的持力层；c、最终贯入度过大；d、勘测报告所描述的地质剖面、地基承载力等相关数据与实际情况工程地质条件、地下水位状况和桩端持力层深度等有差异；e、其他相关因素，比如桩倾斜、断裂等使单桩承载力下降。 

　　②桩倾斜过大的原因 

　　工程施工中桩倾斜过大通常原因如下：a、预制桩存在质量问题，如桩的顶面不规范、桩尖位置倾斜或变形，导致植入后的桩处于倾斜状态；b、沉桩机械在安装时不是竖直状态，桩架不与水平面垂直；c、打桩时，桩锤、桩帽、桩身不在同一中心线上，导致锤击时产生偏差，最终倾斜；d、桩距过小，打桩时桩之间产生强烈的挤土，压力过大时发生倾斜；e、沉桩过程中桩端遇坚硬的障碍物而用力过猛导致桩倾斜。 

　　③断桩的原因 

　　桩的断裂有多种原因，如：a、桩在起吊和搬运时吊点不符合设计要求，甚至在吊运过程中桩和桩机发生碰撞，最终造成桩的损坏；b、沉桩过程中缺乏检查和校正，导致桩身弯曲过多；c、沉桩时锤击过猛或次数过多、过度导致桩断裂。 

　　④桩接头断离的原因 

　　有时设计桩较长，施工时下节桩露出地面0.5～1.0m时停止压桩，进行焊接。因施工工艺的需要，桩分段预制，段与段之间一般用钢制焊接连接件做桩接头，但桩接头处常出现断离现象，除常见原因外，还有如上下节的中心线不重合、桩接头施工质量差，焊接不连续饱满等因素。 

　　⑤桩位偏离过大的原因 

　　通常利用纵横轴线控制桩，按设计的布点图放出桩点具体位置，然后把钢钉打入地下100mm处定位，来保证机械碾压后桩点不错位。而实际中桩位也存在着偏离的现象，原因是测量放线差错过大、沉桩工艺不恰当，桩身倾斜，最终造成竣工时桩位偏差较大。 

　　2 常用处理方法 

　　桩基工程是地下工程，比较隐蔽，质量监管只能依靠经验及仪器设备，过程中必须细心施工、严格监管，确保每一根桩符合设计要求，来保证工程基础的质量及上部结构的安全。 

　　施工单位施工时中如发现桩存在质量问题，切忌自行处理，应报监理单位及业主，然后与设计、勘察等相关部门探讨，最终由设计部门出具修改设计。通常处理的方法有：补沉法、补桩法、送补结合法、扩大承台法、纠偏法、复合地基法等。 

　　2.1 补沉法 

　　当施工中预制桩沉入土层深度不足，或打入桩因土体隆起将桩上抬时，再次沉桩，将桩下沉至设计深度，满足荷载力的需要。 

　　2.2 补桩法 

　　通常补桩分为两种：①桩基承台前补桩。即当桩距较小时，先钻孔，后植桩，再沉桩；②桩基承台或地下室完成时补静压桩，利用承台或地下室结构承受静压桩的反力，这种方法所需的设施简单，操作起来也较方便，且不会耽误工期。 

　　2.3 补送结合 

　　当桩较长较深、打入桩采用分节连接而逐根沉入时，施工质量差的接桩可能发生连接节点脱开的情况。遇到该情况时，首先要对有疑点的桩重新打，使其下沉，把松开的接头再拧紧，使之具有一定的竖向承载力，然后按结构要求补充全长完整的桩。 

　　2.4 纠偏法 

　　桩基施工中如发现桩身倾斜，但未断裂，且桩长较短，或因基坑开挖造成桩身倾斜的情况，可采用纠偏法使桩复位。 

　　2.5 扩大承台法 

　　施工中有时原有的桩基承台面积满足不了上部结构或基础承载力的要求，则应扩大桩基承台的平面尺寸。有以下几种情况：①桩位偏差过大。原先设计的桩基承台平面尺寸满足不了建筑物规定的构造要求，可用扩大承台尺寸来解决；②桩土共同作用。当单个桩基的承载力达不到设计要求时，需要扩大承台并考虑桩和天然地基累共同承担上部结构的重量；③桩基本身的质量不均匀，防止独立承台出现不均匀沉降，或为增强防震能力，可采用把单个个体的承台连成整块的，设置抗震地梁，以此来提高基础的整体性。 

　　2.6 复合地基法 

　　复合地基法利用的原理是桩土共同作用，夯实地基，提高地基的荷载水平，能够更有效的分担桩基上部的重量。常用方法如下：①承台下做换土地基。在桩基承台施工前，挖掘一部分程度的土，换成砂石填层分层夯填，然后再做成人工地基和桩基上施工承台；⑦增设水泥土桩。当桩承载力满足不了设计要求时，可利用在桩间土中干喷水泥形成的方法，形成复合地基基础。 

　　2.7 修改桩型或沉桩参数 

　　①变换桩型。比如，把预制方桩可换为预应力管桩等其它桩型；②改变桩入土的深度。如果预制方桩在施工过程中碰到较厚的密实粉砂层或粉土层，导致桩下沉困难，甚至还会发生断桩等严重事故，此时可采用缩短桩长，增加一定的桩基数量，并取密实的粉砂层作为持力层；③改变桩位。如果沉桩过程中遇到坚硬的、不是很大的地下障碍物，导致桩产生倾斜，甚至发生断裂的可能时，可利用改变桩位重新沉桩的方法；④改变沉桩设备。当桩沉入深度满足不了设计要求时，可应用大吨位桩架工具，用重锤低击法沉桩。 

　　2.8 其它的方法 

　　①底板架空。最下部底层地面修改为架空楼板，为了减填土自重，降低承台结构上部的重量；⑦上部结构卸荷。有些大型的桩基事故处理比较困难，耗资巨大，耗时过多，只有采取削减上层结构数量，减小桩基的荷载；③结构验算。如果发生了桩身混凝土强度不足够、单桩的承载力偏低等事故，则可利用结构验算的方法，制定合理的处理方案。如果验算结果仍旧还是符合规定的要求时，可与设计单位协商，但不作特殊处理，只是此方法必须征得设计部门的同意，用时且应慎之又慎；④综合处理法。综合应用前述的几种方法，往往可取得比较好的效果；⑤采用外围补桩，增加周边嵌固，防止或减少桩位侧移等。 

　　3 结语 

　　桩基质量关系到整个建筑物的安全使用，施工时遇到的问题都要因时制宜，不能生搬硬套，须保证建筑工程质量和人员安全，过程中遇到各种意外情况，应及时与设计部门联系，按设计部门设计修改通知进行施工，最终做出稳固的地基基础，服务于上层建筑。 

　　参考文献 

　　[1]刘大勇，地基基础工程施工细节详解，机械工业出版社，2008