管桩成桩分析

预应力管桩具有施工工期短、质量稳定、承载力高、施工速度快、穿透力强、无污染、运输吊装方便等优点，得到了广泛的应用。但由于预应力管桩管壁薄、混凝土标号高,施工中不注意容易发生桩身倾斜、跑位、地面隆起、邻桩上浮、桩身裂缝、进而造成桩身断裂、沉桩达不到设计深度等问题，处理不当影响成桩质量。现对软土地区影响管桩成桩质量的主要原因进行分析探讨。

一、产生桩身断裂的主要原因分析

1、桩位下存在坚硬障碍物或块石、孤石时，勘察深度不够，对施工场地内的不良地质现象（如孤石、已有建筑基础等）未能很好地揭示，桩压入后桩尖接触到地下障碍物时，被挤向一侧，局部应力增大导致桩身破坏。

2、纵向上各土层软硬程度的极不均匀。桩基持力层为中密以上砂土、碎石类土、风化岩等坚硬土层，其上覆土层为软弱土层，当桩达到坚硬土层时，因没有“缓冲层”，桩尖一下子碰到硬岩，而桩身四周又都是摩擦力很小的松软土层，强大的打桩冲击力全部传向桩尖并由桩尖处再以压力波形式反射回来，桩身会突然偏离原位或高度倾斜、回弹，桩身混凝土受压破坏出现裂隙，降低桩的使用寿命，严重的造成断桩。

3、成桩方式的影响。锤击打桩桩身容易开裂，桩顶易被击碎。锤击桩锤的选择、落距、锤击方式等不当会造成对管桩的桩身质量的不利影响。施工中虽用“重锤低击”的方法，无法减弱锤击应力和不均匀应力分布，也很难控制桩身质量，而静压法施工可根据桩机压力表读数初步确定桩承载力及据此直观判断桩的完整性，可以减轻冲击反力、减少断桩，有利于桩身质量控制，提高施工质量。

4、桩发生倾斜后采用移动桩架等强行的方法纠偏，导致桩身破坏。

二、产生桩身倾斜主要原因分析

1、施工场地不平、烂泥、积水多，造成压桩机身不平稳，打桩机导杆不垂直，造成桩身倾斜。有些场地填土下就是淤泥，地面承载力很低，巨大压桩机传到地面的压力超过地面承载力，压桩机会产生“陷机”现象，把附近的成桩挤成倾斜。

2、软土地基上混凝土闭口管桩大面积施工时，桩平面密度系数较大，土被挤到极限密度而向上隆起，由于沉桩引起的孔隙水压力把相邻的桩推向一侧或浮起。

3、地下水位较高的软土地基施工群桩，由于淤泥质土的渗透系数极小10-7-10-8cm/s，孔隙水压力在短时间内很难消散，在沉桩期间或沉桩完毕后孔隙水压力未消散的情况下即开挖基坑，开挖不当引起淤泥流动，对桩产生侧向推力，造成断桩、倾斜等质量问题。

4、接桩质量问题。接头焊缝不饱满，造成桩接头焊接不牢，影响桩身质量和桩的耐久性。接桩时两节桩不在同一轴线上，产生了曲折，桩压入一定深度后发生倾斜。

三、沉桩达不到设计要求的原因分析

沉桩终止值由设计确定，设计根据场地土质条件及桩的类型、大小、单桩竖向承载力大小等综合考虑。施工中经常会出现桩长达不到设计要求的情况，有时甚至在同一承台内有的桩可打至持力层设计标高，有的桩就打不下去，桩长相差很多，主要原因：

1、工程地质条件复杂，持力层层面起伏很大或土性质变化很大，勘探资料粗，勘探点布置密度不够，未能

探明持力层层面起伏以及持力层存缺情况，对局部硬夹层、软夹层及地下障碍物的分布存在状况了解不够，因而无法准确预测桩长。

2、中断沉桩时间过长，接桩时或由于设备故障等原因，致使沉桩过程突然中断，桩尖停留在硬土层内，如粘土，粉性土层中，在这类土中打桩，桩周围土体结构受振动迅速破坏，桩的贯入相当容易，但一旦停歇下来，桩周围土体迅速固结，且原来游离出来的孔隙水压力消失，桩身很容易和土体固结成直径较大的土桩，停歇时间越久，固结力越大，造成沉桩困难。

3、群桩施工时穿越较厚的砂夹层，由于砂土结构的不稳定性，桩沉入到该层时砂层越挤越密，沉桩阻力会越来越大；另外由于砂层渗透系数较大，沉桩产生的孔隙水压力迅速消散，压桩力随桩入土深度增加而增加，两种作用的结果，最后会有沉不下去的现象。

四、预应力管桩施工通病及预防措施

1、施工前对桩位处进行钎探，认真清理障碍物；根据不同的地质条件合理选择桩型、沉桩方式、沉桩设备。当桩身突然偏离原位或高度倾斜、回弹，应会同设计单位采取相应技术措施。当桩端持力层为中密以上砂土、碎石类土时，设计要求桩进入持力层一定深度，在承载力有保证的情况下，可采用轻打的施工工艺，减少桩身拉应力，保证桩身质量。桩身倾斜时，不宜采用移架方法校正。

2、保证施工场地平整坚实，有必要时对场地进行处理，增加砂土垫层厚度以提高地面承载力。严格控制桩身倾斜度，倾斜度应不大于0.5%。合理安排打桩顺序，控制打桩速度，减少沉桩挤土效应，如发现桩有上浮可对桩进行复打。沉桩期间不得开挖基坑，基坑开挖前应制定好开挖方案，应先分区后均匀开挖，且桩两侧土高差不宜超过2m，在淤泥、填土等软弱土层较厚的场地，基坑开挖应对管桩进行必要的监测，发现桩倾斜、损伤时，要进行桩身完整性检测，检测不合格应进行处理。接桩严格按照操作规程。

3、发生管桩沉不下去时，应详细查明工程地质情况，及时调整施工控制参数。根据场地工程地质情况、单桩承载力大小、桩的规格、锤的大小和冲击能量、桩端持力层的岩土类别及桩入持力层深度、桩土弹性压缩量等指标后给出。压桩时中间停歇时间不可太久。

五、结束语

预应力管桩的设计与施工技术，是一门涉及工程设计、施工及结构与岩土工程理论的综合性应用技术，对预应力管桩的科学、合理地应用，勘察、设计、施工三个环节必须紧密地结合。准确可靠的勘察报告，是一切工作的基础；设计是重点，针对工程地质条件、拟建工程的荷载及设计要求进行选用，并且针对地质条件的变化提出各种指导施工的技术参数与质量标准；施工是实现设计方案的手段和保证，施工中对各种常见病及突发性施工质量问题要有应对措施，以确保施工质量与安全。