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摘要本文对预应力混凝土管桩的特点进行了简单介绍，结合工程实例，详细地阐述了软土地基中静压预应力混凝土管桩施工中出现的质量事故及处理方案。
关键词 静压 管桩 质量事故 处理方案
中图分类号：TU47 文献标志码：A
Quality Accident Analysis and Processing of Static Pile in Soft Land
CHEN Yong
(Zhangzhou Shuntong Road and Bridge Construction Co., Ltd., Zhangzhou, Fujian 363000)
AbstractThis paper introduces the characteristics of prestressed concrete pipe, combines with engineering examples, detailed descrips of the soft ground in the static pressure in the prestressed concrete pile construction quality accidents and treatment programs.
Key wordsstatic; pile; quality accident; processing
1 预应力混凝土管桩特点简介
预应力混凝土管桩具有以下优点：单桩承载力高；应用范围广；沉桩质量可靠；施工无噪音、无污染，适宜于城市中环境保护要求严格的地区；工程造价经济，工期短。
预应力混凝土管桩具有以下缺点：由于其空心且箍筋、纵向钢筋配置较少，因而管桩抗弯、抗剪和抵抗水平荷载能力较差，这是管桩的最大不足，另外对场地要求高，要求场地地基承载力不应小于压机接地压强的1.2倍，且场地应平整；对桩身质量要求高，不致于因桩身承载力不够引起桩体破坏；不适宜用于地下有较多障碍物、碎石土、硬夹层的情况。在软土地基施工过程中注意对场地条件、桩身质量、施工程序进行控制，否则就可能造成断桩、斜桩、偏位等桩体破坏、桩位偏移的质量事故。本文结合工程实例，对静压预应力管桩在软土地基施工过程中发生的质量事故进行分析，并提出相应的处理方案。
2 工程实例
（1）工程概况：某住宅小区3幢高层，地上17层、16层、15层，地下1层，现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构体系，基础采用PHC-500(100)AB-C80预应力混凝土管桩，有效桩长为25m、26m、27m，总桩数为469根，采用静压法沉桩，设计单桩竖向承载力特征值为1250KN、1200KN、1100KN。持力层为⑨层土。
（2）工程地质概况：本工程场地原为农田、沟渠，有部分回填杂土，地下水位较高，地形条件较复杂，场地上部软土层厚度变化较大，层底坡度大，下部土层分布稳定、均匀。属典型的软土地基，各土层特性如下：①填土：杂色，松散，揭露厚度0.3~1.6m，工程特性差；②粉质粘土：灰黄-灰色，软～可塑，揭露厚度0~2.5m，工程特性一般；③淤泥质粉质粘土：灰-浅灰色，流塑，揭露厚度13.7~25.8m，工程特性差；④粉质粘土：青灰色，可硬塑，揭露厚度0~5.8m，工程特性好；⑤粉砂：灰黄色，中密~密实，揭露厚度0~5.2m，工程特性较好；⑥粉质粘土：灰黄~灰色，可塑，揭露厚度3.6~9.2m，工程特性较好；⑦粉质粘土：青灰~灰绿色，可硬塑，揭露厚度最大为6.5m，工程特性好；⑧粉质粘土夹粉砂：青灰色，软-可塑，揭露最大厚度为9.1m，工程特性一般；⑨粉质粘土：灰黄色，可-硬塑，揭露厚度最大为12.9m，工程特性好。
（3）桩基检测结果：桩基施工完成后21天按现行规范要求1%（每幢3根）进行静载检测，所测桩竖向抗压承载力均满足设计要求。随后便开始进行地下室基坑开挖工作，基坑开挖深度为5.6m，一次性开挖至设计标高。待土方开挖完成后发现部分桩偏位及桩顶倾斜，偏位超过规范要求。根据现场测量发现：偏位桩及倾斜桩有33根，占总桩数的7%；低应变测试100%，经低应变检测发现Ⅲ类桩95根，占总桩数的20%。Ⅲ类桩存在明显缺陷，对桩身结构承载力有影响。
3 事故原因分析
（1）施工机械移位引起桩身位移。该工程③层淤泥质粉质粘土埋深浅且较厚，地下水位较高，由于淤泥质粉质粘土呈流塑状，加上地下水的作用，施工机械移位时极易引起浅部土体侧移，作用于桩身发生偏移。
（2）挤土效应。挤土效应在软土地基中极易引起超孔隙水压力。施工时没采取有效措施进行应力释放，引起基桩水平位移。
（3）基坑开挖对已成基桩的影响。因本工程工期较紧，基坑开挖顺序不当，为加快进度，开挖时采用一次性机械开挖至设计标高且局部有超挖现象，挖出的土临时堆在基坑边坡附近，未能及时清运，且未采取保护措施，以致产生较大的侧向土压力。
总之，根本原因是桩周上部分布很厚的淤泥质粉质粘土，它对基桩的约束力很差，再加上述三个原因，更影响了桩的稳定性及桩身质量。
4 事故处理方案
（1）对于倾斜桩，在土方开挖后至设计标高后记录原桩位号报设计，经设计确认后采用补桩处理。
（2）对于偏位桩，经过设计复核，确定将偏心部位的承台、梁扩大，并对偏位大处承台、底板梁增大配筋量，以抵抗偏心弯矩。
（3）对于Ⅲ类桩，即桩体存在明显缺陷，采用下列方法进行补强处理：①清理桩管内壁：原预应力管桩在静压施工过程中，桩管内会有土体和杂物。加固前采用清孔器或人工清理对管桩内腔内的土体和杂物进行清理和疏通，清理完毕用清水冲洗，应注意清洗后桩孔内水的标高，疏通的深度为桩身缺陷位置向下增加2米的深度。②安放封底袋：防止漏浆，在处理深度底部放一个止浆袋，止浆袋应与桩体固定、牢靠，止浆袋安放的位置为缺陷位置向下增加2米深处。③钢筋笼制作：钢筋笼长度为清孔深度加桩顶锚入承台的长度，每根桩的钢筋长度不一样，具体长度需要在现场对每根成孔完成的桩孔进行实际长度的测量。根据检测报告提供的Ⅲ类桩缺陷具体位置，待施工方下放钢筋笼时认真核查下放深度是否满足要求。钢筋的接头应错开，搭接焊缝长度不小于10倍钢筋直径。本工程钢筋笼采用6根20，箍筋为8@200，钢筋笼直径为250。④安放注浆管：注浆管采用塑料软管，浆管直径在20MM~25MM，出浆口用黑胶布临时封口。注浆口可临时固定在钢筋笼上，然后随着钢筋笼缓缓放入桩孔内，注意注浆管不能固定的太牢，应当能在注浆完成后方便拔出。⑤投料：等钢筋笼和注浆管下止浆袋位置后，开始向桩孔内进行投料，料为砂石的混合物，投料过程中易采用漏斗向管桩内投入，可使料石缓缓进入桩孔内，并轻摇钢筋笼促使石子下沉和密实，直至灌至距离孔口1米左右停止。⑥封孔：投料完成后，为保证注浆的压力，在注浆之前需要对桩口进行封口处理。封口所用的材料为C45微膨胀砼，必须保证封口砼在72小时能达到设计强度的70%，砼内需要加入适量的早强剂，封口砼须覆盖和养护。⑦注浆：当桩顶封口砼达到设计强度的70%后，就能进行注浆了。注浆需要保持一定的压力，加压时压力值不小于1.2MPa，保持10分钟不得间隙。注浆管向上拔时，注浆液从管口冒出或注浆量超过规定值时，应当停止注浆，立即上拔注浆管，每拔1米须注浆一次，直至注浆管拔出，注浆水泥用量不得少于350KG/m，水泥强度不低于425号，砂石的比例为1:1，水泥浆的水灰比为0.4-0.5.管桩芯内经压浆形成的砼标号要大于C30.以上配合比在现场配置时应精确控制。
处理结果：
（1）95根Ⅲ类桩经桩芯注浆处理后，经低应变检测，除有12根桩为Ⅱ类桩，其余均为Ⅰ类桩，基本达到了加固补强效果。同时选取3根桩进行静载检测，检测报告显示，经加固补强的管桩竖向抗压承载力均能满足设计要求，且沉降量满足要求。
（2）对于偏位桩的问题，设计采取了扩大基础承台措施，增加了上部的刚度和调节变形的能力。
（3）工程在后续施工中加强了对建筑物的变形观测，从结构施工直至竣工，根据累计沉降检测结果的反映，桩基整体加固方案是成功的。
5 結语
在软土地基中施工静压管桩，除保证桩体自身质量达到要求外，还需注意以下几点：
（1）重视对桩端持力层以上软土性状的分析和研究，确定能否适宜采用预制管桩。
（2）场地浅部分布有软土时，对场地要铺设道渣、碎石或铺设钢板，防止机械移动引起桩体偏位、倾斜。
（3）软土地基中采取静压管桩，注意合理的布桩密度，施工时应采取消减孔隙水压力和挤土效应的技术措施，并应控制沉桩速率，减小挤土效应对成桩质量的不利影响。
（4）要选用适宜型号的管桩。
（5）考虑有水平力的影响，宜全长灌实微膨胀混凝土。
（6）当先成桩后开挖基坑时，必须严格实行均衡开挖，高差不应超过1米，不得在坑边弃土，以确保已成基桩不因土体滑移而发生水平位移和折断。
（7）实践证明，本文所述对预制管桩的事故处理方案是有效的。
参考文献
[1]建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202-2002.
[2]建筑工程施工质量验收规范（修订版）.
[3]建筑桩基技术规范 JGJ94-2008.
[4]既有建筑地基基础加固技术规范 JGJ123-2000.
[5]预应力混凝土管桩基础技术规程 DGJ32/TJ109-2010.
关键词 静压 管桩 质量事故 处理方案
中图分类号：TU47 文献标志码：A
Quality Accident Analysis and Processing of Static Pile in Soft Land
CHEN Yong
(Zhangzhou Shuntong Road and Bridge Construction Co., Ltd., Zhangzhou, Fujian 363000)
AbstractThis paper introduces the characteristics of prestressed concrete pipe, combines with engineering examples, detailed descrips of the soft ground in the static pressure in the prestressed concrete pile construction quality accidents and treatment programs.
Key wordsstatic; pile; quality accident; processing
1 预应力混凝土管桩特点简介
预应力混凝土管桩具有以下优点：单桩承载力高；应用范围广；沉桩质量可靠；施工无噪音、无污染，适宜于城市中环境保护要求严格的地区；工程造价经济，工期短。
预应力混凝土管桩具有以下缺点：由于其空心且箍筋、纵向钢筋配置较少，因而管桩抗弯、抗剪和抵抗水平荷载能力较差，这是管桩的最大不足，另外对场地要求高，要求场地地基承载力不应小于压机接地压强的1.2倍，且场地应平整；对桩身质量要求高，不致于因桩身承载力不够引起桩体破坏；不适宜用于地下有较多障碍物、碎石土、硬夹层的情况。在软土地基施工过程中注意对场地条件、桩身质量、施工程序进行控制，否则就可能造成断桩、斜桩、偏位等桩体破坏、桩位偏移的质量事故。本文结合工程实例，对静压预应力管桩在软土地基施工过程中发生的质量事故进行分析，并提出相应的处理方案。
2 工程实例
（1）工程概况：某住宅小区3幢高层，地上17层、16层、15层，地下1层，现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构体系，基础采用PHC-500(100)AB-C80预应力混凝土管桩，有效桩长为25m、26m、27m，总桩数为469根，采用静压法沉桩，设计单桩竖向承载力特征值为1250KN、1200KN、1100KN。持力层为⑨层土。
（2）工程地质概况：本工程场地原为农田、沟渠，有部分回填杂土，地下水位较高，地形条件较复杂，场地上部软土层厚度变化较大，层底坡度大，下部土层分布稳定、均匀。属典型的软土地基，各土层特性如下：①填土：杂色，松散，揭露厚度0.3~1.6m，工程特性差；②粉质粘土：灰黄-灰色，软～可塑，揭露厚度0~2.5m，工程特性一般；③淤泥质粉质粘土：灰-浅灰色，流塑，揭露厚度13.7~25.8m，工程特性差；④粉质粘土：青灰色，可硬塑，揭露厚度0~5.8m，工程特性好；⑤粉砂：灰黄色，中密~密实，揭露厚度0~5.2m，工程特性较好；⑥粉质粘土：灰黄~灰色，可塑，揭露厚度3.6~9.2m，工程特性较好；⑦粉质粘土：青灰~灰绿色，可硬塑，揭露厚度最大为6.5m，工程特性好；⑧粉质粘土夹粉砂：青灰色，软-可塑，揭露最大厚度为9.1m，工程特性一般；⑨粉质粘土：灰黄色，可-硬塑，揭露厚度最大为12.9m，工程特性好。
（3）桩基检测结果：桩基施工完成后21天按现行规范要求1%（每幢3根）进行静载检测，所测桩竖向抗压承载力均满足设计要求。随后便开始进行地下室基坑开挖工作，基坑开挖深度为5.6m，一次性开挖至设计标高。待土方开挖完成后发现部分桩偏位及桩顶倾斜，偏位超过规范要求。根据现场测量发现：偏位桩及倾斜桩有33根，占总桩数的7%；低应变测试100%，经低应变检测发现Ⅲ类桩95根，占总桩数的20%。Ⅲ类桩存在明显缺陷，对桩身结构承载力有影响。
3 事故原因分析
（1）施工机械移位引起桩身位移。该工程③层淤泥质粉质粘土埋深浅且较厚，地下水位较高，由于淤泥质粉质粘土呈流塑状，加上地下水的作用，施工机械移位时极易引起浅部土体侧移，作用于桩身发生偏移。
（2）挤土效应。挤土效应在软土地基中极易引起超孔隙水压力。施工时没采取有效措施进行应力释放，引起基桩水平位移。
（3）基坑开挖对已成基桩的影响。因本工程工期较紧，基坑开挖顺序不当，为加快进度，开挖时采用一次性机械开挖至设计标高且局部有超挖现象，挖出的土临时堆在基坑边坡附近，未能及时清运，且未采取保护措施，以致产生较大的侧向土压力。
总之，根本原因是桩周上部分布很厚的淤泥质粉质粘土，它对基桩的约束力很差，再加上述三个原因，更影响了桩的稳定性及桩身质量。
4 事故处理方案
（1）对于倾斜桩，在土方开挖后至设计标高后记录原桩位号报设计，经设计确认后采用补桩处理。
（2）对于偏位桩，经过设计复核，确定将偏心部位的承台、梁扩大，并对偏位大处承台、底板梁增大配筋量，以抵抗偏心弯矩。
（3）对于Ⅲ类桩，即桩体存在明显缺陷，采用下列方法进行补强处理：①清理桩管内壁：原预应力管桩在静压施工过程中，桩管内会有土体和杂物。加固前采用清孔器或人工清理对管桩内腔内的土体和杂物进行清理和疏通，清理完毕用清水冲洗，应注意清洗后桩孔内水的标高，疏通的深度为桩身缺陷位置向下增加2米的深度。②安放封底袋：防止漏浆，在处理深度底部放一个止浆袋，止浆袋应与桩体固定、牢靠，止浆袋安放的位置为缺陷位置向下增加2米深处。③钢筋笼制作：钢筋笼长度为清孔深度加桩顶锚入承台的长度，每根桩的钢筋长度不一样，具体长度需要在现场对每根成孔完成的桩孔进行实际长度的测量。根据检测报告提供的Ⅲ类桩缺陷具体位置，待施工方下放钢筋笼时认真核查下放深度是否满足要求。钢筋的接头应错开，搭接焊缝长度不小于10倍钢筋直径。本工程钢筋笼采用6根20，箍筋为8@200，钢筋笼直径为250。④安放注浆管：注浆管采用塑料软管，浆管直径在20MM~25MM，出浆口用黑胶布临时封口。注浆口可临时固定在钢筋笼上，然后随着钢筋笼缓缓放入桩孔内，注意注浆管不能固定的太牢，应当能在注浆完成后方便拔出。⑤投料：等钢筋笼和注浆管下止浆袋位置后，开始向桩孔内进行投料，料为砂石的混合物，投料过程中易采用漏斗向管桩内投入，可使料石缓缓进入桩孔内，并轻摇钢筋笼促使石子下沉和密实，直至灌至距离孔口1米左右停止。⑥封孔：投料完成后，为保证注浆的压力，在注浆之前需要对桩口进行封口处理。封口所用的材料为C45微膨胀砼，必须保证封口砼在72小时能达到设计强度的70%，砼内需要加入适量的早强剂，封口砼须覆盖和养护。⑦注浆：当桩顶封口砼达到设计强度的70%后，就能进行注浆了。注浆需要保持一定的压力，加压时压力值不小于1.2MPa，保持10分钟不得间隙。注浆管向上拔时，注浆液从管口冒出或注浆量超过规定值时，应当停止注浆，立即上拔注浆管，每拔1米须注浆一次，直至注浆管拔出，注浆水泥用量不得少于350KG/m，水泥强度不低于425号，砂石的比例为1:1，水泥浆的水灰比为0.4-0.5.管桩芯内经压浆形成的砼标号要大于C30.以上配合比在现场配置时应精确控制。
处理结果：
（1）95根Ⅲ类桩经桩芯注浆处理后，经低应变检测，除有12根桩为Ⅱ类桩，其余均为Ⅰ类桩，基本达到了加固补强效果。同时选取3根桩进行静载检测，检测报告显示，经加固补强的管桩竖向抗压承载力均能满足设计要求，且沉降量满足要求。
（2）对于偏位桩的问题，设计采取了扩大基础承台措施，增加了上部的刚度和调节变形的能力。
（3）工程在后续施工中加强了对建筑物的变形观测，从结构施工直至竣工，根据累计沉降检测结果的反映，桩基整体加固方案是成功的。
5 結语
在软土地基中施工静压管桩，除保证桩体自身质量达到要求外，还需注意以下几点：
（1）重视对桩端持力层以上软土性状的分析和研究，确定能否适宜采用预制管桩。
（2）场地浅部分布有软土时，对场地要铺设道渣、碎石或铺设钢板，防止机械移动引起桩体偏位、倾斜。
（3）软土地基中采取静压管桩，注意合理的布桩密度，施工时应采取消减孔隙水压力和挤土效应的技术措施，并应控制沉桩速率，减小挤土效应对成桩质量的不利影响。
（4）要选用适宜型号的管桩。
（5）考虑有水平力的影响，宜全长灌实微膨胀混凝土。
（6）当先成桩后开挖基坑时，必须严格实行均衡开挖，高差不应超过1米，不得在坑边弃土，以确保已成基桩不因土体滑移而发生水平位移和折断。
（7）实践证明，本文所述对预制管桩的事故处理方案是有效的。
参考文献
[1]建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202-2002.
[2]建筑工程施工质量验收规范（修订版）.
[3]建筑桩基技术规范 JGJ94-2008.
[4]既有建筑地基基础加固技术规范 JGJ123-2000.
[5]预应力混凝土管桩基础技术规程 DGJ32/TJ109-2010.