建筑施工中預應力管樁施工質量問題及處理的研究

李然

（云南省房地產(chǎn)開發(fā)經(jīng)營公司，云南 昆明 650051）

1 預應力管樁的適用范圍

預應力管樁適用于基巖埋藏深、強風化巖層或風化殘積土層厚的地質條件。管樁持力層一般選在強風化巖層中，樁尖進入強風化巖層1~2m，一般可滿足設計承載力要求，且其沉降量與沖、鉆孔灌注樁差不多。在下列條件下不宜采用預應管樁：（1）孤石和障礙物；(2）有堅硬隔層的地區(qū)；（3）石灰?guī)r地區(qū)；（4）多的地層；從軟塑層突變到特別堅硬層地區(qū)。

2 預應力管樁的構造

預應力管樁是一種空心圓柱形細長桿件，主要由圓筒形樁身、端頭板和鋼套箍等組成。端頭板是管樁頂端的一塊圓環(huán)形鐵板,厚度一般為18mm～22mm，端板外緣一周留有坡，供對接時燒焊之用。

管樁按外徑可分為:300mm、400mm、500mm、550mm、600mm、800mm、1000mm 等規(guī)格，壁厚為60mm～130mm，視管徑、設計承載力大小而不同。

3 預應力管樁的承載特性

預應力管樁的底樁端部的樁尖（靴）形式主要有十字型、圓錐型和開口型。前兩種屬于封口型。采用封口型樁尖的預應力管樁的承載性能與鋼筋混凝土預制樁的承載性能相似，其承載力主要由樁周的側摩阻力及樁端的端阻力組成；采用開口型樁靴的預應力管樁則在沉樁過程中樁身下部1/3～1/2樁長的內腔被土體充塞，擠土作用大大減少，但是內腔土塞卻為管樁提供了內側摩阻力，使得管樁的承載力的組成變得更為復雜。影響預應力管樁承載特性的因素很多，比如樁側土性、樁端土性、樁徑、開口管樁的壁厚、入土深度、施工順序等。

4 預應力管樁施工中的質量問題

4.1 樁身斷裂

樁身斷裂是一種較為常見的質量問題，在施打過程中一般不易被發(fā)現(xiàn)，很多情況下都是在打樁完成后通過檢測才能發(fā)現(xiàn)，引起的原因有以下幾個方面。首先預應力管樁制作時所用原材料如水泥、砂、石不符合要求致使樁身局部強度不夠，樁身在制作時就存在薄弱部位，施打時薄弱部位易出現(xiàn)斷裂，或者制作時幾何尺寸偏差過大，樁身彎曲超過規(guī)范要求，這樣樁尖偏離樁縱軸線，錘擊沉樁時因彎曲導致斷裂。其次地層中存在管樁難以穿過的堅硬障礙物，或者存在較厚松軟的上覆土層，而強風化層很薄甚至沒有，施打時樁尖直接進入堅硬的中風化層，這些情況下施打時反彈特別強烈，有時樁尖被擠向一側，容易出現(xiàn)斷裂。再從預應力管樁的力學性能分析，樁在反復施打過程中，樁身承受拉、壓應力作用，當拉應力超過抗拉強度樁身會出現(xiàn)裂縫，甚至發(fā)生破碎。另外收錘標準過嚴，設計樁尖持力層不當或進入持力層深度過大也是原因之一。

4.2 樁頂碎裂

樁頂碎裂也即接施打中樁頂混凝土被打碎，主要有以下幾個方面的原因。首先樁頂局部抗沖擊強度不夠，樁頂面凹凸不平，沉樁時未加緩沖墊、緩沖墊不符合要求或者緩沖墊損壞后未及時更換。其次施工機具選擇與操作不當，例如選用樁錘自由落距過大，都會導致樁頂承受過大的沖擊荷載而碎裂。未充分參考地質條件和當?shù)氐某晒?jīng)驗，選擇收錘標準過嚴、設計選擇樁尖持力層不當或要求進入持力層深度過多也是造成樁頂碎裂的一個重要原因。

4.3 樁頂位移

樁頂位移也即樁發(fā)生過大的橫向位移或者樁身上升，主要是由于樁位放線不準、偏差過大或者放線后管理不嚴，樁位標志丟失、偏移，這些都會造成樁位錯位過大。其次本地區(qū)軟土地基較多，如樁較密施工中沉樁引起的空隙壓力把相鄰的樁推向一側或涌起，同時沉樁時土被擠密而向上隆起，相鄰樁也會被涌起。

4.4 樁身傾斜

樁身傾斜即樁身垂直偏差過大，主要原因是打樁機架固定時不垂直或者施工過程中發(fā)生傾斜而未及時糾正，穩(wěn)樁時樁不垂直或者樁帽、樁錘和樁不在同一直線上。

4.5 接樁處脫裂

接樁處脫裂也接樁處經(jīng)過錘擊后，因焊接質量不符合要求，出現(xiàn)松脫開裂等現(xiàn)象，主要原因是焊接時未嚴格按焊接操作規(guī)程進行，導致焊接質量不好或者接樁時兩節(jié)樁不在同一軸線上，接樁處產(chǎn)生偏位，錘擊時接樁處局部產(chǎn)生應力集中而破壞連接。

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4.6 收錘控制達不到設計要求

本地區(qū)預應力管樁的收錘標準一般以控制最后三擊貫入度為主，同時參考入土深度，總錘擊數(shù)，最后一米錘數(shù)，但在實際工程中有時達不到設計要最終控制要求，這主要有以下幾個方面的原因，首先地質勘探資料不準確或不詳細，未能全面反映地質情況，或者地質情況較復雜，存在障礙物、夾層等地質資料未能說明，這些都會導致施工時不能達到設計控制標準要求。其次群樁施工會引起被擠密，這樣后施工的樁有時不能達到入土深度的要求，另外如樁錘選擇太小也會使沉樁達不到設計控制要求。

5預應力管樁施工中的質量控制與處理

預應力管樁施工質量控制主要包括樁身質量和打樁機具、樁位、打樁順序、樁身垂直度、收錘標準、樁的連接和加強施工質量管理等方面的質量控制。

5.1 樁身質量和打樁機具

樁身質量是預應力管樁工程質量的基礎，應按有關規(guī)范的規(guī)定和設計要求進行現(xiàn)場檢查，并檢查出廠合格證；打樁機具必須能正常準確地操作并且通過年檢合格。

5.2 樁位

5.3 打樁順序

為防止出現(xiàn)過大的樁頂位移應選擇正確的打樁順序，一般宜先深后淺樁，先大樁后小樁，先中間施打后向四周施打或隔行施打。

5.4 樁身垂直度

打樁機保持穩(wěn)固垂直，樁錘、樁帽和樁身保持在同一軸線上，同時施工過程中經(jīng)常進行檢查，發(fā)現(xiàn)偏斜及時糾正。

5.5 收錘標準

收錘標準必須根據(jù)工程地質情況和當?shù)匾酝慕?jīng)驗通過試打樁確定，一般以貫入度作為主要控制標準，同時也要考慮實際入土深度和總錘擊數(shù)、最后一米錘擊數(shù)。同時如施打過程中遇到:貫入度突變，樁身突然發(fā)生傾斜、移位、下沉或施打時嚴重回彈，樁身破壞等情況應立即停止施打，待會同設計、監(jiān)理、監(jiān)督等單位共同處理后再繼續(xù)下一工序。

5.6 接樁

目前本地區(qū)一般采用焊接接樁，焊接質量很大程度上決定了接樁的質量，因此應嚴格按焊接操作規(guī)程進行焊接，同時控制上下兩節(jié)樁連接的中心偏差。

5.7 施工質量管理

實際工程中相當一部分質量問題都是由施工中的人為因素引起，如施工人員未做到持證上崗，不具備相應資質，管理人員責任心不強，技術素養(yǎng)不夠，建設、施工、設計、監(jiān)理和監(jiān)督單位職責不清，未能形成良好的質保體系，對此應加強管理，有關各方必須嚴格按有關法規(guī)進行操作，建立起相應的質保體系。

[1]《巖土工程手冊》編寫委員會.巖土工程手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1994

[2]史佩棟.實用樁基工程手冊.北京：中國建筑工業(yè)出版社[M].1999

[3]金興平.預應力管樁承載力性狀的研究[碩士學位論文][D].杭州:浙江大學,2002

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