复打技术在处理预应力管桩施工产生浮桩事故中的应用研究

复打技术在处理预应力管桩施工产生浮桩事故中的应用研究
随着高层建筑的增多，对于基础部分的处理要求越来越高，桩基础的应用逐渐广泛。

桩基按照成桩工艺主要分为管桩和现场灌注桩，其中管桩因其成桩速度快，承载力高且造价低廉而被广泛应用。

近些年，科研人员为了提高管桩的承载力和抗剪切能力，采取预应力技术来制作预应力管桩，大大提高了桩身的受力性能。

但是由于管桩施工工艺和设备的原因，经常会出现各种质量问题，以浮桩现象最为显著。

本文重点研究预应力管桩的浮桩问题产生的原因、处理方法和复打技术的应用。

标签：预应力管桩；复打技术；浮桩；控制
引言
预应力管桩由于其众多的优点，被广泛应用于高层建筑的地基处理中。

但是由于其自身特性，容易发生断桩、歪斜、标高不够、浮桩等质量问题，特别是浮桩现象严重影响了桩身的承载力，而影响整体建筑的质量。

因此研究浮桩的成因和控制方法，以及如何采用复打技术来处理浮桩问题是我们值得探讨的课题。

1 预应力管桩的优点
（1）承载力高：预应力管桩一般采用先张法进行施工，加入预应力钢筋，可以有效提高桩身的抗压能力和抵抗水平剪切荷载作用。

（2）施工速度快：钻孔灌注桩由于施工工艺的原因和混凝土凝结硬化需要28d的时间，因此整体施工时间较长。

预应力管桩可以从工厂拖运过来，到现场直接施工，减少了大量的现场制作的时间，而施工完成后即可进行检测和后续施工，从而加快整个工程建设的进程。

（3）噪音小：预应力管桩施工工艺通常是采用静力压桩法，此施工工艺噪音很小，特别是在城市中打桩的时候，可以有效避免对周围居民的干扰。

（4）施工方便：预应力管桩施工预应力的过程已经在工厂完成，现场只需要采用压桩机将桩体压入地下即可，且在预应力作用下，其桩身抗压能力变强，可以有效防止桩身的破坏和桩头的碎裂问题，更方便压桩的进行。

（5）造价低：预应力管桩从单桩的成本上看，比钻孔灌注桩要高。

但是众所周知，预应力管桩比钻孔灌注桩的单桩承载力高很多，因此对整体地下室来讲，可以减少桩体的数量，对造价有较大的节省。

2 产生浮桩的原因
2.1 挤土效应
桩基施工有先后顺序，后打的桩体在进入地下的过程中，会对土体产生较大挤压，特别是长短桩施工的时候这种挤压效应更加明显。

在土体受挤压的过程中会对已经打好的桩体产生一种向上的挤压力，导致桩体上浮。

2.2 打桩速度快导致地下水压力较大
预应力管桩在上部荷载的作用下，会对下部土体产生挤压。

在快速下沉的过程中，如果土体中的水不能得到及时的散失，而在内部形成较大的空隙水压力，在桩体达到设计标高后，上部停止施加荷载，下部强大的空隙水压会对桩体产生较大的浮力而导致桩体上浮。

2.3 打桩顺序不当
根据地质条件分部的不同，桩体直径、长度都有所不同。

打桩顺序通常应从中间往两边打或者从靠近建筑物的一侧向另一侧打，有承台的桩基应从中间往两边打。

正是基于这些原则，没有考虑到桩体的长度问题，如果先打的短桩，在旁边长桩击打的过程中，就会对短桩产生较大的土体挤压力，而使桩体上浮。

3 预应力管桩产生浮桩事故的复打处理
（1）复打的作用：当管桩发生浮桩的时候，下部由于没有接触基岩，整体承载力大幅降低。

当发现桩体上浮的时候，土体挤压和下部水压力已经形成稳定状态，采取复打处理，可以将桩体重新压入到基岩内，达到设计承载力。

（2）复打后的承载力检测：复打之后，是否达到设计标高和满足承载力，需要通过静载实验来完成，当实验的数据达到设计值后才可以说吗复打到了实际效果，否则还应继续复打。

（3）复打的技术要求：
①必须保证桩身是垂直的时候进行复打：很多桩体在收到不均匀的土体挤压的时候，发生了倾斜，如果在这种状态下进行复打，会加大桩体的倾斜度，导致越打越偏。

②复打前应检测桩体是否有发生断裂：由于预应力管桩是环状，中间是空的且管壁比较薄，所以抗剪切力相对较弱。

如果土体水泥剪切力过大，管桩很容易发生水平裂缝甚至断裂。

因此在复打之前必须要采用低应变做检测桩体是否发生断裂，只有在桩身完整的情况下才能复打。

③复打的顺序：很多桩体上部都有承台，在多桩承台的时候，要先采取复打中间的桩体，再向周边扩散，特别是打边上的时候，要先对孔位进行测量是否发生了大的偏移及时进行调整后，再进行复打。

4 预防浮桩的措施
4.1 根据地勘方案，选择合理的设计间距和深度
设计单位在进行桩体设计的时候，一定要详细查阅地质勘察报告，根据地质条件的分布情况，来合理设置桩体的类型和深度。

桩体的间距必须满足规范要求，不可过于密集，造成大的桩间挤压力，同时为建设方节省造价。

4.2 编制合理的施工方案
根据场地的具体条件和桩体设计的情况，来制定针对性的施工方案。

特别是对于施工的顺序和组织，务必保证先长后短、先中间后两边的施工原则。

当基坑一侧有建筑物的时候，必须要从靠近建筑物的一侧往另一侧打，保证基坑和周边建筑的安全。

4.3 控制压桩速度
桩体的下沉速度对土体的挤压有较大的影响，如果下沉速度过快，会在土体内部形成较大的空隙水压力，而且不易散失，在桩体产生较大的浮力和侧向剪切力。

如果采取匀速的下沉，水压可以逐步散失，土体也不会对桩体产生瞬间的剪切应力，可以有效减少事故的发生。

4.4 人员培训
预应力管桩施工是一个技术要求很高的工艺，要求施工作业人员有较好的业务素质和细致的工作态度，同时必须配备专业技术人员及时对施工过程进行管控，如果发生问题，要及时进行处理，防止事故的进一步恶化。

如果发生较大的问题，应及时进行汇报，通过其它层面的力量来共同研究处理方法，达到最优效果。

4.5 试桩施工
在预应力管桩大面积施工之前，一定要做试桩，对基础的承载能力和桩体的施工工艺都有较大的指导意义。

并且在试桩过程中发生任何问题都可以及时处理，为其它工程桩的施工提出警示作用。

4.6 质量检测和标高监测
预应力管桩施工完成后，要及时做好相应的承载力检测和桩身完整性检测试验，通过试验数据来反应桩的施工效果，并且对标高要实时进行监测，如果发生上浮，可以第一时间发现，并进行复打处理。

5 结语
预应力管桩是一个技术要求比较高的工作，从开始的施工组织设计，到施工过程的每一个细部处理，到后期的检测和监测，都必须严格按照规范要求进行。

做好每一个细节才能达到设计预期的效果。

参考文献
[1]施建勇桩基的挤土效应研究综述.上海交通大学出版社，2005.
[2]JGJ94–94建筑桩基技术规范[S].北京.中国建筑工程出版社，2001.
[3]桩基工程手册.北京.中国建筑工业出版社，1998.
作者简介：万云龙（1970-），男，籍贯河北省卢龙县人，副科职务，中级职称。