２０１０年第６期 民营科技 建筑・规划・设计 静压预应力管桩的常见质量问题及预防措施 王勇 （江西省建筑科学研究院，江西南昌３３００７７） 摘要：介绍静压预应力管桩的施工程序，对常见的质量问题进行分析，提出预防措施。 关键词：静压；预应力混凝土管桩；质量控制 静压法沉桩是利用桩机自重及配重为反作用力，挤压、切削桩周和 桩端土体，使桩逐渐下沉，桩尖进入持力层，最终达到设计控制标高或承 载力。利用静压法施工预应力混凝土管桩，可使土中的孔隙水压力急剧 上升，土的抗剪强度大幅度下降，沉桩阻力减少，特别适用于持力层为硬 塑、坚硬粘性土、中密密实砂土、粉土、全风化岩及强风化岩；而持力层以 上为软土的高压缩性土层，不适用于需穿越较厚硬夹层的地质情况。 静压预应力管桩具有施工工期短、质量稳定、承载力高、穿透力强、 低噪声、无震动、无污染、运输吊装方便等特点，近年来在城乡建设中得 到广泛的应用。目前采用静压法施工的预应力混凝土管桩长度已达７０ｍ 以上，压桩力可达７０００～８０００ｋＮ，应用范围进一步扩大，但是当前施工中 亦存在较多问题，如断桩、偏桩、挤土、单桩承载力达不到设计要求等，如 何加强静压预应力混凝土管桩施工质量控制成为目前施工中的关键 问题。 １ 静压预应力管桩的施工程序 施工现场情况勘察一编制施工方案一订购预应力管桩一测量定 位一压桩一接桩、再压桩一送桩。 １．１测量定位 施工前放好轴线并标志在永久固定体上，以利于复核桩位。再放好 桩位，在桩位中心钉一根短钢筋，并涂上明显标志。由于桩机在行走过程 中会挤动标志，因此，在桩机基本就位后利用周边控制轴线对桩位进行复 核，控制桩位的最大偏差不大于２０ｍｍ。 ｌ－２压桩 用汽车起重机将预应力管桩吊离桩堆，送到桩架前，桩身对着经纬仪 方向的侧面弹出基线。该工程采用ＹＺＹ一３００Ｂ型液压静力压桩机，起动 压桩机纵向和横向行走油缸，将桩尖对准桩位，开动压桩油缸将桩压入土 中Ｉｍ左右后停止压桩，通过２台正交设置的经纬仪对准已弹出的基准 线，调整桩在两个方向的垂直度，首节桩体是否垂直是保证成桩质量的关 键。垂直度满足要求并经现场监理确定后开机沉桩，通过夹持油缸将桩 夹紧，然后通过压桩油缸将压力施加到桩体上。压桩力由压力表反映，当 压力达到一定的限值时，压桩油缸３个缸同时起动施压，这时压力表读数 反而会下降，随着施压再逐渐升高。 在压桩过程中要认真记录每个行程桩人土深度和压力表读数的关系， 以判断桩的质量和承载力。当压桩油缸数不变时压力表突然上升或下降， 要停ＪＳ，ｘｑ照地质资料分析，确定是否产生断桩现象或是遇到障碍物。 １．３接桩 规范要求桩长一般不宜超过１２ｍ，超长的预应力管桩必须分段接 长。接桩一般有焊接和锚接法。桩形有方桩、圆桩和管桩等区别，故接头 形式亦略有不同。在此以方桩接头为例做些说明。当下节桩沉至桩顶离 地０．８ｍ左右时，吊上节桩，用长为Ｌ的等边角钢焊接四角，两个桩头间 隙用薄钢板垫实焊牢，焊缝连续饱满。接桩过程中严格要求端头钢板与 轴线垂直，钢板平整，使相接的两节桩轴心线重合，连接后的桩身保持垂 直。由于本工程一节桩已达到持力层，不需接桩。不再多述。 １．４送桩 采用钢制送桩管，待桩压至自然地坪以上１ｍ左右时，将送桩管的下 口抵住桩顶，使送桩管竖直，再施压压桩至设计标高。 ２静压预应力管桩的常见质量问题及预防措施 ２．１桩位的偏移 在静压预应力管桩的施工过程中，最常见的质量问题就是桩位的偏 移，偏移的原因多种多样，危害也相当大。 ２．１．Ｉ地下障碍物的影响 地下障碍物通常是地下的管网、防空洞、大石块及老基础等硬块杂 物，阻碍桩体的正常下沉，发生质量事故。这类问题常见于老城区的扩建 改建工程中。 因此，在老城区施工时 一定要弄清楚地下是否有管网或 老基础，若有管网则需报请设计院更改设计或与有关单位协商迁移管网； 若有老基础等物，则一定要将其排除干净，再行压桩施工。 ２．１．２控制点位移导致桩位偏移 轴线控制点的位移往往出现在新开发区，这类地区一般是由菜地或 沟渠池塘填平而成，其地基表层承载力较小，承受不了静压桩机高达数百 吨的重量，桩机在行走时，会使土壤挤动、拱起，导致控制点的移动，或直接 挤走桩位。 为了避免桩位移动造成质量事故，可采用两条措施进行预防：１）桩机 进场前，在施工现场满铺碎石或建筑垃圾硬化场地，但此种方法费时费 力，挖基桩时还需取走，不够经济；２）保护好控制点，在静压桩机工作范围 以外５ｍ～１０ｍ保留２～３个控制点，并在桩机就位后，重新对桩位进行校正 复核，再进行压桩。 ２．１．３施工顺序不合理引起桩顶位移 在压桩过程中，有时会发现已施工的桩产生横向位移，这一般是因为 桩太密，压桩时土壤被挤密，密实度相当高，而向上隆起，相邻的桩一起被 涌起，并挤向土壤较松的一边。因此，在遇到桩数多和桩距近的情况时，必 须要因地制宜制定好施工顺序，采取分段压桩，或自向边缘压桩，严 格按设计进行沉桩施工。另外，土方开挖不当也会引起桩位偏移。 ２．２断桩或斜桩 断桩、斜桩在施工中经常遇到。地形地质、设备状况、材料质量、操作 工艺等各方面都可能成为断桩或斜桩的因素。 ２．２．１桩体质量差造成断桩 桩身在制作过程中混凝土强度达不到设计要求，砂石含泥量大或碎 石中有大量碎屑，使桩身局部抗压强度不够，该处受到夹持的集中荷载也 会断裂。为了预防此类问题的发生，严把材料进场关，进场桩体必须要有 合格证；必须对预应力管桩的外形尺寸严格要求；对进场的桩体，要进行 外观质量检查，检查是否有翘曲，在吊装运输过程中是否出现裂缝和断 裂，一旦有，坚决不能在工程中使用。 ２．２．２操作工艺不当造成断桩 在压桩过程中，偶尔也会由于操作不当引起断桩。如夹桩时，只夹触 到桩的一部分，因为接触面太小，荷载较大而集中，造成桩体断裂；或配桩 太长又压不进去；或在截桩时强行截桩，也容易将桩的土下部分挤断。 因此，必须提高操作工的职业素质和操作技能，实行有证上岗，保证技术 措施的贯彻执行，操作方法规范到位。 ２．２３接头质量羞引起的断桩 桩的接头是整根桩的最薄弱处，容易发生松脱开裂，接桩方法通常采 用硫磺胶泥锚接和焊接两种方法。 两节桩相接时，必须调整两桩的轴心在同一条直线上，当桩端不平 时，接头处的空隙必须用垫铁垫满焊牢，或满铺硫磺胶泥。 在焊接时，必须采用满焊，焊缝饱满，以免因两节桩的微小空隙在挤 压时造成脱焊，导致断桩。 硫磺胶泥的熬制必须严格控制熬制时间和熬制温度，灌注硫磺胶泥 时必须严格按施工规范操作。 ２－３压桩时达不到设计要求，一般有两种情形 ２．３ １桩底尚未到设计标高，而油压值已到最大工作压力，出现这种现象 的原因比较复杂。 １）桩尖遇到局部较硬的夹砂层或孤石等障碍物。 ２）设备出现故障或其它原因，桩在下沉过程中突然中断，耽搁时间过 长，继续压人时阻力增加，桩无法下沉到设计标高。 ３）桩距太密太近，施工顺序不合理，沉桩也困难。 ４）地质资料或钻探资料不全面、不准确，设计值出现差错也会使桩 达不到设计标高。 ２．３．２桩已达到设计标高，而油压值未到设计工作压力，这种情况通常也 是因为地质资料不准确、钻探资料不全面造成的；一般采取送桩、接桩处 理即可。如果仍不能满足要求，当为群桩上承台时，可以考虑增大其他桩 的承载力来满足承台基础的整体要求；当是单桩承台时，则应提请有关部 门另行处理。 ３结语 预应力管桩特别是采用静压法施工的桩，其应用已十分普遍，但在设 计和施Ｔ中仍存在不少问题，有待工程技术人员进一步探讨解决。由于静 压预应力管桩应用过程的质量控制是一个系统工程，因此必须通过生产、 设计、施工和检测验收等各环节加强质量管理，才能有效克服上述问题。 参考文献 『１１余永桢，建筑施＿Ｔ－规范（第一版）ｆＭ】．北京：中国建筑工业出版社，１９８８． ｆ２１昊国兴．建筑施工验收『Ｍ１．北京：中国环境科学出版社，２ｏｏ３． ［３】陈季春．建筑安装工程质量预控法（第二版）ＩＭ］．北京：中国建筑工业 出版社．１９９１． 李继业，刘福臣．建筑工程质量问题与防治措施ｆＭ１．北京：中国建材工 业出版社２００３． ‘ ｆ５１ ＧＢ５０２０２—２００２．建筑地基基础工程施工质量验收规范ｆｓ１． 『６１ ＪＧＪ９４—９４．建筑桩基技术规范ｆＳ１．
