论文部分内容阅读
摘要：本文笔者结合某工程案例，重点介绍管桩施工中常见质量问题的类别、原因分析、常用处理方法。
关键词：管桩；单桩承载力；处理
Abstract: in this paper the author combined with an engineering example, the paper focuses on the construction quality problems common in the pipe of the category, cause analysis, commonly used treatment method.
Keywords: pipe; Single pile bearing capacity; processing
中圖分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：管桩工程常见质量问题有：单桩承载力低于设计值，桩倾斜过大、断桩、桩接头断离、桩位偏差过大等五大类。造成以上问题的原因：（一）单桩承载力低于设计要求的常见原因有：1、桩沉人深度不足；2、桩端未进入设计规定的持力层，但桩深已达设计值；3、最终贯人度过大；4、其他，诸如桩倾斜过大、断裂等原因导致单桩承载力下降；（二）桩倾斜过大的常见原因有：1、预制桩质量差，其中桩顶面倾斜和桩尖位置不正或变形，最易造成桩倾斜；2、桩机安装不正，桩架与地面不垂直；3、桩锤、桩帽、桩身的中心线不重合，产生锤击偏心；4、桩端遇石子或坚硬的障碍物；5、桩距过小，打桩顺序不当而产生强烈的挤土效应；（三）出现断桩的常见原因有：除了桩倾斜过大可能产生桩断裂外，其他原因还有三种：1、桩堆放、起吊、运输的支点或吊点位置不当；2、沉桩过程中，桩身弯曲过大而断裂。如桩制作质量造成的弯曲，或桩细长又遇到较硬土层时，锤击产生的弯曲等；3、锤击次数过多。如有的设计要求的桩锤击过重，设计贯入度过小，以致于施工时，锤击过度而导致桩断裂。（四）桩接头断离的常见原因有：设计桩较长时，因施工工艺的需要，桩分段预制，分段沉人，各段之间常用钢制焊接连接件做桩接头。这种桩接头的断离现象也较常见。其原因，除了上述提到原因，还有上、下节桩中心线不重合；桩接头施工质量差，如焊缝尺寸不足等原因。（五）桩位偏差过大的常见原因有：
测量放线差错；沉桩工艺不良，如桩身倾斜造成竣工桩位出现较大的偏差常用处理方法：打桩过程中，发现质量问题，施工单位切忌自行处理，必须报监理、业主，然后会同设计、勘察等相关部门分析、研究，作出正确处理方案。由设计部门出具修改设计通知。一般处理方法有：补沉法、补桩法、送补结合法、纠偏法、扩大承台法、复合地基法等，下面分别简要介绍：1、补沉法。预制桩人土深度不足时，或打入桩因土体隆起将桩上抬时，均可采用此法。2、补桩法。可采用下述两种的任一种：（1）桩基承台前补桩。当桩距较小时，可采用先钻孔，后植桩，再沉桩的方法。（2）桩基承台或地下室完成再补静压桩。此法的优点是可以利用承台或地下室结构承受静压桩的施工反力，设施简单，操作方便，不延长工期。3、补送结合法。当打入桩采用分节连接，逐根沉人时，差的接桩可能发生连接节点脱开的情况，此时可采用送补结合法。首先是对有疑点的桩复打，使其下沉，把松开的接头再顶紧，使之具有一定的竖向承载力；其次，适当补些全长完整的桩，一方面补足整个基础竖向承载力的不足，另一方面补打的整桩可承受地震荷载。4、纠偏法。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，而未断裂，可采用局部开挖后用千斤顶纠偏复位法处理。5、扩大承台法由于以下三种原因，原有的桩基承台平面尺寸满足不了构造要求或基础承载力的要求，而需要扩大桩基承台的面积。（1）桩位偏差大。原设计的承台平面尺寸满足不了规范规定的构造要求，可用扩大承台法处理。（2）考虑桩土共同作用。当单桩承载力达不到设计要求，需要扩大承台并考虑桩与天然地基共同分担上部结构荷载。（3）桩基质量不均匀，防止独立承台出现不均匀沉降，或为提高抗震能力，可采用把独立的桩基承台连成整块，提高基础整体性，或设抗震地梁。6、复合地基法此法是利用桩土共同作用的原理，对地基作适当处理，提高地基承载力，更有效的分担桩基的荷载。常用方法有以下几种。（1）承台下做换土地基。在桩基承台施工前，挖除一定深度的土，换成砂石填层分层夯填，然后再在人工地基和桩基上施工承台。（2）桩间增设水泥土桩。当桩承载力达不到设计要求时，可采用在桩间土中干喷水泥形成水泥土桩的方法，形成复合地基基础。7、修改桩型或沉桩参数（1）改变桩型。如预制方桩改为预应力管桩等。（2）改变桩人土深度。例如预制桩过程中遇到较厚的密实粉砂或粉土层，出现桩下沉困难，甚至发生断桩事故，此时可采用缩短桩长，增加桩数量，取密实的粉砂层作为持力层。（3）改变桩位。如沉桩中遇到坚硬的、不大的地下障碍物，使桩产生倾斜，甚至断裂时，可采用改变桩位重新沉桩。（4）改变沉桩设备。当桩沉人深度达不到设计要求时，可采用大吨位桩架，采用重锤低击法沉桩。
工程案例：某项目一期工程，基桩为静压管桩，持力层为6号粉质粘土层，φ600管桩承载力特征值取950KN，φ500取750KN。根据58#、59#、62#、63#成桩桩头打爆统计表简报，共计650根管桩，共有13根桩欠送150~600，7根欠送1000~1500左右，3根超送300左右。其中桩头均被打爆。基于此我们分两种情况予以处理：（1）根据建设单位提供的桩基检测报告,桩头打碎的桩，桩身完整、贯入度达到要求且无上浮，经对欠送的该类桩，可采取将桩头碎裂及欠送部分截除至设计桩顶标高，将断面清理凿毛并清洗干净, 与承台连接参见图集桩顶与承台连接详图(一)。（2）对超送的该类桩,将碎裂处清理凿毛并清洗干净,与承台连接可参图一做法。此外，分析后对本工程中桩偏位的处理方式为加大承台截面和配筋，还需复核地梁的截面和配筋。鉴于本工程成功经验即归纳了以下处理方法，供日后参考：
第一类：该类管桩仅造成上端质量缺陷，下部桩身完整，桩位准确，具体处理方案为：桩周边50cm范围内开挖土方至开裂部位下，采用机械切割桩身，将开裂桩身完全截除，在管桩内先插筋，后按常规接桩方式接桩至设计桩顶标高即可。 第二类：该类管桩经低应变检测，桩身未造成裂隙等缺陷，主要问题为桩偏位倾斜超出施工技术规范要求，可采取纠偏措施达到规范要求。具体处理方案为：先在桩偏位的相反方向外侧取土，然后用钢丝绳和手动葫芦对桩端缓步施加拉力，密切注意纠偏情况，随时调节手动葫芦，在纠正过程中桩偏位侧出现回倾空隙时及时回填中粗砂，直到桩纠正。纠正完毕后在偏位管桩周边打松木桩挤密桩间土，布桩数量及位置根据现场土质情况进行调整。 第三类：该类管桩由于土体滑移造成开裂、偏斜，经目测观测及低应变检测，开裂部位基本一致，均在自然地面下5-6m处，桩身单侧开裂，未完全折断发生位移，断桩面以下部分的管桩桩身完好，且断桩面以下部分管桩偏位满足施工规范要求。综合考虑上述因素，并经设计复核纠偏灌芯的各项技术参数，制定出纠偏灌芯加固处理方案如下： 纠偏灌芯加固施工应在偏桩周边区域基础已浇筑完毕，且基础砼强度达到80%以上后进行。
预应力砼管桩是采用先张法预应力工艺加工而成的预应力砼管、口型桩尖和桩帽组成。施工采用静压法沉桩，其原理是外荷载由桩体传递给持力层或桩身侧摩擦力承担。广泛应用于软土地基上的土建工程，分为PTC、PC、PHC三种桩型。优点为：工厂预制，混凝土强度高，成桩质量可靠，检测方便，施工便捷，施工周期短，适用范围广，穿透土层能力强，对持力层起伏变化大的地质条件适应性强，噪声小，无振动，无污染，符合环保要求。缺点为：外表光滑呈圆形，当作为摩擦桩使用时，与土的摩擦力小；薄壁管桩的抗弯性能较差，尤其是桩身的抗剪力、抗拉性能差，给建筑的基础埋下隐患。
预应力砼管桩目前应用广泛，但在基坑开挖过程中易出现上述质量事故，采用文章提出的处理方案可以在确保工程质量的前提下，最大限度的节省费用和缩短处理时间，供同行参考。
总之，桩基施工质量问题以防为主，遇到问题要及时会同设计院和勘测院，以及监理的监督配合，直至把有问题的管状处理好，以安全为第一，进度和经济次之，确保手中的工程安全，既是对业主的负责，也是对人民的负责，更是对生命的负责。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：管桩；单桩承载力；处理
Abstract: in this paper the author combined with an engineering example, the paper focuses on the construction quality problems common in the pipe of the category, cause analysis, commonly used treatment method.
Keywords: pipe; Single pile bearing capacity; processing
中圖分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：管桩工程常见质量问题有：单桩承载力低于设计值，桩倾斜过大、断桩、桩接头断离、桩位偏差过大等五大类。造成以上问题的原因：（一）单桩承载力低于设计要求的常见原因有：1、桩沉人深度不足；2、桩端未进入设计规定的持力层，但桩深已达设计值；3、最终贯人度过大；4、其他，诸如桩倾斜过大、断裂等原因导致单桩承载力下降；（二）桩倾斜过大的常见原因有：1、预制桩质量差，其中桩顶面倾斜和桩尖位置不正或变形，最易造成桩倾斜；2、桩机安装不正，桩架与地面不垂直；3、桩锤、桩帽、桩身的中心线不重合，产生锤击偏心；4、桩端遇石子或坚硬的障碍物；5、桩距过小，打桩顺序不当而产生强烈的挤土效应；（三）出现断桩的常见原因有：除了桩倾斜过大可能产生桩断裂外，其他原因还有三种：1、桩堆放、起吊、运输的支点或吊点位置不当；2、沉桩过程中，桩身弯曲过大而断裂。如桩制作质量造成的弯曲，或桩细长又遇到较硬土层时，锤击产生的弯曲等；3、锤击次数过多。如有的设计要求的桩锤击过重，设计贯入度过小，以致于施工时，锤击过度而导致桩断裂。（四）桩接头断离的常见原因有：设计桩较长时，因施工工艺的需要，桩分段预制，分段沉人，各段之间常用钢制焊接连接件做桩接头。这种桩接头的断离现象也较常见。其原因，除了上述提到原因，还有上、下节桩中心线不重合；桩接头施工质量差，如焊缝尺寸不足等原因。（五）桩位偏差过大的常见原因有：
测量放线差错；沉桩工艺不良，如桩身倾斜造成竣工桩位出现较大的偏差常用处理方法：打桩过程中，发现质量问题，施工单位切忌自行处理，必须报监理、业主，然后会同设计、勘察等相关部门分析、研究，作出正确处理方案。由设计部门出具修改设计通知。一般处理方法有：补沉法、补桩法、送补结合法、纠偏法、扩大承台法、复合地基法等，下面分别简要介绍：1、补沉法。预制桩人土深度不足时，或打入桩因土体隆起将桩上抬时，均可采用此法。2、补桩法。可采用下述两种的任一种：（1）桩基承台前补桩。当桩距较小时，可采用先钻孔，后植桩，再沉桩的方法。（2）桩基承台或地下室完成再补静压桩。此法的优点是可以利用承台或地下室结构承受静压桩的施工反力，设施简单，操作方便，不延长工期。3、补送结合法。当打入桩采用分节连接，逐根沉人时，差的接桩可能发生连接节点脱开的情况，此时可采用送补结合法。首先是对有疑点的桩复打，使其下沉，把松开的接头再顶紧，使之具有一定的竖向承载力；其次，适当补些全长完整的桩，一方面补足整个基础竖向承载力的不足，另一方面补打的整桩可承受地震荷载。4、纠偏法。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，而未断裂，可采用局部开挖后用千斤顶纠偏复位法处理。5、扩大承台法由于以下三种原因，原有的桩基承台平面尺寸满足不了构造要求或基础承载力的要求，而需要扩大桩基承台的面积。（1）桩位偏差大。原设计的承台平面尺寸满足不了规范规定的构造要求，可用扩大承台法处理。（2）考虑桩土共同作用。当单桩承载力达不到设计要求，需要扩大承台并考虑桩与天然地基共同分担上部结构荷载。（3）桩基质量不均匀，防止独立承台出现不均匀沉降，或为提高抗震能力，可采用把独立的桩基承台连成整块，提高基础整体性，或设抗震地梁。6、复合地基法此法是利用桩土共同作用的原理，对地基作适当处理，提高地基承载力，更有效的分担桩基的荷载。常用方法有以下几种。（1）承台下做换土地基。在桩基承台施工前，挖除一定深度的土，换成砂石填层分层夯填，然后再在人工地基和桩基上施工承台。（2）桩间增设水泥土桩。当桩承载力达不到设计要求时，可采用在桩间土中干喷水泥形成水泥土桩的方法，形成复合地基基础。7、修改桩型或沉桩参数（1）改变桩型。如预制方桩改为预应力管桩等。（2）改变桩人土深度。例如预制桩过程中遇到较厚的密实粉砂或粉土层，出现桩下沉困难，甚至发生断桩事故，此时可采用缩短桩长，增加桩数量，取密实的粉砂层作为持力层。（3）改变桩位。如沉桩中遇到坚硬的、不大的地下障碍物，使桩产生倾斜，甚至断裂时，可采用改变桩位重新沉桩。（4）改变沉桩设备。当桩沉人深度达不到设计要求时，可采用大吨位桩架，采用重锤低击法沉桩。
工程案例：某项目一期工程，基桩为静压管桩，持力层为6号粉质粘土层，φ600管桩承载力特征值取950KN，φ500取750KN。根据58#、59#、62#、63#成桩桩头打爆统计表简报，共计650根管桩，共有13根桩欠送150~600，7根欠送1000~1500左右，3根超送300左右。其中桩头均被打爆。基于此我们分两种情况予以处理：（1）根据建设单位提供的桩基检测报告,桩头打碎的桩，桩身完整、贯入度达到要求且无上浮，经对欠送的该类桩，可采取将桩头碎裂及欠送部分截除至设计桩顶标高，将断面清理凿毛并清洗干净, 与承台连接参见图集桩顶与承台连接详图(一)。（2）对超送的该类桩,将碎裂处清理凿毛并清洗干净,与承台连接可参图一做法。此外，分析后对本工程中桩偏位的处理方式为加大承台截面和配筋，还需复核地梁的截面和配筋。鉴于本工程成功经验即归纳了以下处理方法，供日后参考：
第一类：该类管桩仅造成上端质量缺陷，下部桩身完整，桩位准确，具体处理方案为：桩周边50cm范围内开挖土方至开裂部位下，采用机械切割桩身，将开裂桩身完全截除，在管桩内先插筋，后按常规接桩方式接桩至设计桩顶标高即可。 第二类：该类管桩经低应变检测，桩身未造成裂隙等缺陷，主要问题为桩偏位倾斜超出施工技术规范要求，可采取纠偏措施达到规范要求。具体处理方案为：先在桩偏位的相反方向外侧取土，然后用钢丝绳和手动葫芦对桩端缓步施加拉力，密切注意纠偏情况，随时调节手动葫芦，在纠正过程中桩偏位侧出现回倾空隙时及时回填中粗砂，直到桩纠正。纠正完毕后在偏位管桩周边打松木桩挤密桩间土，布桩数量及位置根据现场土质情况进行调整。 第三类：该类管桩由于土体滑移造成开裂、偏斜，经目测观测及低应变检测，开裂部位基本一致，均在自然地面下5-6m处，桩身单侧开裂，未完全折断发生位移，断桩面以下部分的管桩桩身完好，且断桩面以下部分管桩偏位满足施工规范要求。综合考虑上述因素，并经设计复核纠偏灌芯的各项技术参数，制定出纠偏灌芯加固处理方案如下： 纠偏灌芯加固施工应在偏桩周边区域基础已浇筑完毕，且基础砼强度达到80%以上后进行。
预应力砼管桩是采用先张法预应力工艺加工而成的预应力砼管、口型桩尖和桩帽组成。施工采用静压法沉桩，其原理是外荷载由桩体传递给持力层或桩身侧摩擦力承担。广泛应用于软土地基上的土建工程，分为PTC、PC、PHC三种桩型。优点为：工厂预制，混凝土强度高，成桩质量可靠，检测方便，施工便捷，施工周期短，适用范围广，穿透土层能力强，对持力层起伏变化大的地质条件适应性强，噪声小，无振动，无污染，符合环保要求。缺点为：外表光滑呈圆形，当作为摩擦桩使用时，与土的摩擦力小；薄壁管桩的抗弯性能较差，尤其是桩身的抗剪力、抗拉性能差，给建筑的基础埋下隐患。
预应力砼管桩目前应用广泛，但在基坑开挖过程中易出现上述质量事故，采用文章提出的处理方案可以在确保工程质量的前提下，最大限度的节省费用和缩短处理时间，供同行参考。
总之，桩基施工质量问题以防为主，遇到问题要及时会同设计院和勘测院，以及监理的监督配合，直至把有问题的管状处理好，以安全为第一，进度和经济次之，确保手中的工程安全，既是对业主的负责，也是对人民的负责，更是对生命的负责。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。