PHC管桩基础施工常见质量问题的分析

PHC管桩基础施工常见质量问题的分析
发布时间：2021-09-10T03:11:01.501Z 来源：《基层建设》2021年第17期作者：王猛[导读] 摘要：本文针对管桩基础施工中常见的质量问题，就其产生的原因和预防措施进行了分析和阐述，为加强管桩基础施工质量管理，确保和提高工程质量，优化施工方案提供参考。

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摘要：本文针对管桩基础施工中常见的质量问题，就其产生的原因和预防措施进行了分析和阐述，为加强管桩基础施工质量管理，确保和提高工程质量，优化施工方案提供参考。

关键词：PHC管桩施工控制要求；挤土效应；桩间距
引言
PHC预应力管桩基础由于其具有施工工期短、单桩承载力较高、检测方便、工程造价较低、对周边环境影响小等优点，近几年来在工程建设中得到广泛应用，由此而引发的许多关于管桩的质量问题也备受人们的关注。

根据近几年来管桩基础工程的施工经验，管桩基础施工中的质量问题通常为：压桩达不到设计的控制要求；桩位偏差及桩身倾斜率较大；桩端碎裂；桩身破损；单桩承载力达不到设计要求等。

我仅对管桩基础施工中常见的压桩达不到设计的控制要求和桩身破坏问题谈谈其产生的原因及应对措施。

一、压桩达不到设计的控制要求
主要原因有：
1 勘察钻孔密度不符合规定要求，勘探报告未能提供准确的地质资料；或设计选择持力层不当，或设计要求过高。

2压桩时遇到地下障碍物或厚度较大的硬隔层。

3压桩设备能力选择偏小，或压桩设备的夹桩箱破旧。

4 布桩密集或压桩顺序不当，使后压的桩无法达到设计深度，并使先压的桩上浮。

济南的某工地，设计采用Ф500管桩，当时做静载试验能够满足设计要求，由于特殊原因一年后重新做试验桩基验收时发现因挤土效应造成管桩有些上浮，承载力达不到设计要求。

5 送桩过程中桩端被压碎或桩身被压断，无法继续压桩。

6 采用静压沉桩终压值显示刚满足设计要求时就停压，并且没有进行复压，桩端遇到落实的粉土或粉细砂层时，会产生“假凝”现象，也很可能造成极限承载力不够。

主要应对措施是：
1通过认真的试桩过程而后合理设计。

由于影响桩承载力的因素多而复杂，且各地的土质情况变化又很大，所以先通过打试桩后做静载试验来确定单位竖向承载力，应该说是最基本而且较合理的，目前也是最普遍的应用方法。

试桩可验证地质报告的准确性，检验该地质条件下某一管桩型号的适用性，为合理设计提供最为可靠的依据。

在认真深入研究地质勘探报告的基础上，合理选择桩径、合理布置桩位，可大大地避免出现沉桩达不到设计控制要求的现象。

对于一些地质情况相对较为复杂的地基，建议选用抗弯性能相对较高的B型管桩。

2遇到地质情况异常时如果是静压施工，可通过预引孔的方法解决；如周围环境允许，可选用锤击施工，因为锤击穿透能力比较强，可以穿过厚度较大的硬隔层。

3选用的桩机能量大小应与设计要求、桩径、桩长及地质情况相匹配，即桩机选型、配重应符合施工要求。

4制定合理的施工方案，并根据桩的入土深度不同而采取不同施工流水线，宜先长后短、先高后低。

①若桩较密集，且距建筑物较远，场地开阔时，宜从中间向四周进行；
②若桩较密集，场地狭长，两端离建筑物较远时，宜从中间向两端进行；
③若桩较密集，且一侧靠近建筑物时，宜从相邻建筑物的一侧开始，由近向远进行；
④桩数多于30根的群桩基础，应从中心位置向外施打；
⑤承台边缘的桩，待承台内其他桩打完并重新测定桩位后，再插桩施打；
⑥有围护结构的深基坑中的管桩，宜先打桩后再做基坑的围护结构，
5如产生“假凝”现象时，应使终压值大于设计极限承载力的1.2～1.5倍，间隔一段时间以后可继续压下去，这样就会满足要求。

二、静压沉桩桩破损
1PHC桩在施工中，桩破损有桩身破损与桩端破损两种形式，或两者的组合型破损（包括断桩、破桩、碎桩等），一般表现为桩顶端头爆裂和桩身混凝土爆裂。

2破损原因分析。

①与送桩器相接触不良的桩顶端头爆裂；
②压桩时操作不当而引起的桩身横向剪断；
③桩身尺寸超差和缺陷而引起的桩身断裂。

3抱压式桩机的压入过程中，桩处于3向受力状态（既有横向压应力又有竖向压应力），桩损坏多出现在桩压入的最后阶段，不仅与桩本身的质量有关，更与静力压桩机夹桩器的结构与钳口的特性、现场施工的工作方式有关。

4端面破损原因分析。

桩端面主要承受压桩时的反力，在接桩处的桩端面或送桩端面，若两节桩端面平行且纵向轴线无错位，则处于对混凝土预制桩有利的纯压应力受力状态，此时桩端面上的应力分布均匀；若出现两节桩端面不平行或有错位时，则在桩端面上形成应力集
中，除了压应力外还存在剪应力，特别是在压桩力较大时，这时桩端面容易出现破损现象。

5避免桩端面破损的方法是：
①控制压入桩的垂直度：第一节桩在压入前的垂直度调整，是靠机身调平来实现的，应特别注意；
②接桩时微调行走机构，小幅度移动机身，使两节桩端面对齐；
③在压桩的最后阶段，要用特制送桩器送桩，禁止使用预制桩送桩，以减少压桩不均匀受力对被送桩的破坏。

6桩身破损原因分析。

抱压式桩机是依靠径向抱夹桩身产生的静摩擦力来克服桩压入时的压力，为此，桩身必须承受大于抵抗压桩反力而产生的桩身径向受力。

①当对桩身的夹持力大于预制桩的抗压强度时，桩身也会夹裂；
②当上、下两层夹桩油缸产生不对中的夹持力时，桩身会受到剪切而破坏；
③当夹桩器在压桩台中摆动时，桩身也会受到剪切；
④当4个压桩缸不同步压下时，桩身会受挠曲而破坏；
⑤当同时作用夹桩力及摩擦力这种复杂受力状态产生的大主应力高于预制桩混凝土的强度时，桩身会因强度不足而破损。

7控制桩身破损的方法：
①改变钳口材料与高强度预制桩身的材料配对，增加摩擦系数，从而减少夹桩器对桩身作用的正压力；
②改变桩身的应力分布情况，采用二层或多层夹持式的夹桩器，使之均匀受力，避免应力集中；
③在同一平持面上增加受力点，采用多液压缸、多点在同一桩段上的夹持，降低每层夹持钳口的应力；
④在每层的每个钳口上采用弹性浮动夹紧技术，补偿由于桩的直径尺寸误差与圆柱度误差而引起的桩身单点或几点受力，使每个钳口至少有几十个受力点，且每点对桩身的压力相近；增大每个钳口对桩身的夹紧面积，降低桩身上单点的应力；
⑤同层的多个钳口在夹紧缸的作用下采用同步驱动技术，根据钳口对桩身的力反馈进行微调，使同层钳口对桩身夹桩过程的受力均衡；
⑥采用夹桩力与压桩力的匹配控制，减少桩身过度负荷径向加压的现象。

以上抱压式压桩技术应用大吨位静力压桩机时意义更大。

三、小结
PHC管桩基础工程质量主要取决于二个方面：一是管桩本身制作质量，二是沉桩施工质量。

而沉桩施工质量尤其与施工机具和操作方法关系非常密切。

只要我们严格把握住管桩进场质量关，坚决遵守沉桩施工操作规程，精心施工，就一定能够减少和避免出现工程质量问题，确保工程进度和质量，创出好效益。