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摘要：针对软弱土地区静压预应力混凝土管桩施工常见的质量问题，进行了分析，提出了出现裂缝、桩身倾斜等质量问题的主要原因和处理桩基质量的一般方法和相关施工措施，以确保工程的质量和建筑物的安全使用。
关键词：软弱土质；管桩；裂缝；桩身倾斜；偏位断桩；加固处理；质量控制
Prestressed concrete pipe pile tilt and the causes of cracks and the experience of the control treatment measures
Ding Guo-xiong1, Wang Shou-jiang2, Wang Yue-wen2, Zhang Mei1
(1. Zhejiang Huzhou Construction Engineering Group Co., Ltd.;
2..Huzhou neutral Construction Engineering Supervision Co., Ltd., 313000)
Abstract:common quality problems for the weak land area hydrostatic prestressed concrete pipe pile construction, analysis, the main cracks stake inclination quality problems and a general method for Treatment of pile foundation and construction measures,to ensure that the quality of the projects and the safe use of the building.
Keywords:weak soil; pile; cracks; stake inclination; deviation broken pile; reinforcement treatment; quality control
前言：先张法混凝土预应力管桩(以下简称管桩)具有抗压强度高、方便施工、缩短工期、施工不受季节限制等优点，被广泛地应用于各类房屋建筑和市政等各类工程的基础中，但管桩抗侧弯较薄弱，在软土地基中施工，或在挖土过程中稍有不慎便会发生倾斜、裂缝。从而影响工程质量乃至整个工程的安全。而在浙江湖州市，西南分区和仁皇山分区的软弱土层很弱、很厚，曾出现大量的混凝土管桩倾斜、裂缝的问题，经过多年的施工实践，在分析各种原因的基础上，我们总结了一些控制和加固处理的经验，供大家参考。
1．管桩施工中常见的质量问题
1．1裂缝
在管桩施工完成后，在桩顶或浅部出现裂缝，出现这种情况多数是采用顶压式静压桩机或锤击式桩机施工，在桩尖下部有相对比较坚硬的土层时，静压值过大或锤击数过多造成的。而裂缝位置如发生在深度8～10m以下时，一般是由于地基土上部软土层较厚，在上下二节桩的接桩位置出现，大多发生在接桩部位和桩箍筋间距变化处。此类管桩为缺陷桩，桩承载能力和耐久性大大降低。
1．2倾斜
管桩下部垂直，上部倾斜而无裂缝或出现少量的微裂缝，大多发生在地基土上部软弱土层较厚的情况，由于上部土层的抗剪强度C和内摩擦角Ø值较小，在桩机施工过程中，桩机的行走重压、或土方开挖过程中造成管桩上部发生倾斜。桩倾斜度超过0.5%，有的甚至达到了3%以上。值得注意的是此时桩虽未有裂缝，但弯曲部位桩身可能已产生较多的微裂纹。倾斜桩的危害在于倾斜桩虽然未出现大的裂缝，但其承载能力已大大降低。此时如桩倾斜的偏心距与所受荷载之积大于桩的抗弯能力，桩在受力的状态下可能发生脆性破坏，突然断裂而丧失承载力，由此可见桩倾斜度超过一定界限时必须处理。
2．导致管桩倾斜、裂缝的主要原因
2．1沉桩施工方法选择不当
地表土层较软，施工时未采取宕渣回填，提高地耐力的相应技术措施，桩机行走部分的支腿直接站压在桩顶或桩顶软土层上，形成对地表土层的强大挤压作用，当地基土上部有较厚的软土层或地表面较薄的硬土层下有较厚的软土层时，可将管桩推挤倾斜。
工程桩布置较密集，管桩施工时如不采取相应防止挤压、设置应力释放孔等的技术措施，沉桩施工参数控制不合理。如选用静压法沉桩，静压力值不能超过桩的材料限值，否则会造成桩身混凝土受损。如选用锤击法沉桩，锤击数一般单节桩控制在500锤以内，整根桩控制在1500-2000锤左右，最后贯入度过小时，继续锤击可能使桩顶、桩身受损。
2．2土方开挖施工方法不当
因土方开挖施工方法不当而引起土体位移，造成管桩倾斜裂缝的现象比较普遍，而且在上部软弱土层较厚，淤泥质土质尤其严重，由于湖州地区西南分区上部淤泥质土的厚度都在10-20米左右，含水量高达50%左右，土的抗剪强度C和内摩擦角Ø值较小，土体一般处于流塑状态，挖土施工机械的重量远远大于地基土的承受能力，一次性挖土深度过大，放坡不够，挖机和运输车辆如果直接压在桩顶土层上，可对桩顶土层形成强大的压力和推力，从而造成土体受挤压后滑动，使管桩倾斜甚至产生裂缝。
如果基坑支护没有足够的安全度，引起边坡失稳、滑坡现象，土体滑动对桩体产生强大的侧向挤压力也会使管桩产生倾斜和裂缝。
2．3管桩选型不当
当上部软弱土层较厚时，建设单位为了省钱的目的，要求设计单位选择薄壁型管桩或一般承受水平力较小、抗弯强度低的A型管桩，则出现倾斜、断桩现象概率较大。
3．控制裂缝、倾斜等问题的预防措施
（1）要根据工程地质条件、单桩承载力、沉桩设备条件选择类型。在上部软弱土层较厚的土层施工时，下部几节可选用薄壁型管桩(即PTC类型桩)，最上部一节可选用一般预应力管桩中的加强桩(即PC-B类型桩)。这样既能满足承载力要求，又可达到经济、方便施工的目的。
（2）在打桩或挖土施工前，如果地表土层较软，或地表土层虽然较硬，但厚度较薄，为防止土体的挤压作用，在桩机施工前回填50㎝以上的宕渣，并分层压实，一般达到地耐力80KPa以上，满足施工桩机的行走、移位要求，避免发生土体挤压产生桩顶偏位现象。
（3）合理选择桩机，控制好沉桩参数。锤击桩主要控制单节桩和整桩的总锤击数不要超过一定的限值。静压桩主要是根据选择的桩型控制静压力值，不要超过桩身材料强度限值。
（4）合理选择基坑支护与土方开挖施工方法，编制专项施工方案，基坑或挖土深度如果超过建设部《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质（2009）87号文件规定，挖土深度大于（5米以上），要对专项施工方案的进行专家论证。在施工过程中，应坚持先支护后挖土的原则，基坑支护，应特别注意基坑内外是否有给排水管道、及地下水位的变化情况，预防基坑因支护不当而引起土体位移，引起给排水管道破裂，渗水、涌水情况加剧基坑坍塌破坏等安全事故的发生。土方开挖一定要分段、分层开挖，软土每层挖土的厚度控制在1米左右，不应超过1.5m，并根据土质情况合理放坡，严防施工过程中土体滑动。深基坑在接近坑底时应采取连续接力开挖，前边(接近坑底层土)用小挖机和人工修土，后边用大挖机，这样可减小挖土机械对桩顶土层的挤压作用。
关键词：软弱土质；管桩；裂缝；桩身倾斜；偏位断桩；加固处理；质量控制
Prestressed concrete pipe pile tilt and the causes of cracks and the experience of the control treatment measures
Ding Guo-xiong1, Wang Shou-jiang2, Wang Yue-wen2, Zhang Mei1
(1. Zhejiang Huzhou Construction Engineering Group Co., Ltd.;
2..Huzhou neutral Construction Engineering Supervision Co., Ltd., 313000)
Abstract:common quality problems for the weak land area hydrostatic prestressed concrete pipe pile construction, analysis, the main cracks stake inclination quality problems and a general method for Treatment of pile foundation and construction measures,to ensure that the quality of the projects and the safe use of the building.
Keywords:weak soil; pile; cracks; stake inclination; deviation broken pile; reinforcement treatment; quality control
前言：先张法混凝土预应力管桩(以下简称管桩)具有抗压强度高、方便施工、缩短工期、施工不受季节限制等优点，被广泛地应用于各类房屋建筑和市政等各类工程的基础中，但管桩抗侧弯较薄弱，在软土地基中施工，或在挖土过程中稍有不慎便会发生倾斜、裂缝。从而影响工程质量乃至整个工程的安全。而在浙江湖州市，西南分区和仁皇山分区的软弱土层很弱、很厚，曾出现大量的混凝土管桩倾斜、裂缝的问题，经过多年的施工实践，在分析各种原因的基础上，我们总结了一些控制和加固处理的经验，供大家参考。
1．管桩施工中常见的质量问题
1．1裂缝
在管桩施工完成后，在桩顶或浅部出现裂缝，出现这种情况多数是采用顶压式静压桩机或锤击式桩机施工，在桩尖下部有相对比较坚硬的土层时，静压值过大或锤击数过多造成的。而裂缝位置如发生在深度8～10m以下时，一般是由于地基土上部软土层较厚，在上下二节桩的接桩位置出现，大多发生在接桩部位和桩箍筋间距变化处。此类管桩为缺陷桩，桩承载能力和耐久性大大降低。
1．2倾斜
管桩下部垂直，上部倾斜而无裂缝或出现少量的微裂缝，大多发生在地基土上部软弱土层较厚的情况，由于上部土层的抗剪强度C和内摩擦角Ø值较小，在桩机施工过程中，桩机的行走重压、或土方开挖过程中造成管桩上部发生倾斜。桩倾斜度超过0.5%，有的甚至达到了3%以上。值得注意的是此时桩虽未有裂缝，但弯曲部位桩身可能已产生较多的微裂纹。倾斜桩的危害在于倾斜桩虽然未出现大的裂缝，但其承载能力已大大降低。此时如桩倾斜的偏心距与所受荷载之积大于桩的抗弯能力，桩在受力的状态下可能发生脆性破坏，突然断裂而丧失承载力，由此可见桩倾斜度超过一定界限时必须处理。
2．导致管桩倾斜、裂缝的主要原因
2．1沉桩施工方法选择不当
地表土层较软，施工时未采取宕渣回填，提高地耐力的相应技术措施，桩机行走部分的支腿直接站压在桩顶或桩顶软土层上，形成对地表土层的强大挤压作用，当地基土上部有较厚的软土层或地表面较薄的硬土层下有较厚的软土层时，可将管桩推挤倾斜。
工程桩布置较密集，管桩施工时如不采取相应防止挤压、设置应力释放孔等的技术措施，沉桩施工参数控制不合理。如选用静压法沉桩，静压力值不能超过桩的材料限值，否则会造成桩身混凝土受损。如选用锤击法沉桩，锤击数一般单节桩控制在500锤以内，整根桩控制在1500-2000锤左右，最后贯入度过小时，继续锤击可能使桩顶、桩身受损。
2．2土方开挖施工方法不当
因土方开挖施工方法不当而引起土体位移，造成管桩倾斜裂缝的现象比较普遍，而且在上部软弱土层较厚，淤泥质土质尤其严重，由于湖州地区西南分区上部淤泥质土的厚度都在10-20米左右，含水量高达50%左右，土的抗剪强度C和内摩擦角Ø值较小，土体一般处于流塑状态，挖土施工机械的重量远远大于地基土的承受能力，一次性挖土深度过大，放坡不够，挖机和运输车辆如果直接压在桩顶土层上，可对桩顶土层形成强大的压力和推力，从而造成土体受挤压后滑动，使管桩倾斜甚至产生裂缝。
如果基坑支护没有足够的安全度，引起边坡失稳、滑坡现象，土体滑动对桩体产生强大的侧向挤压力也会使管桩产生倾斜和裂缝。
2．3管桩选型不当
当上部软弱土层较厚时，建设单位为了省钱的目的，要求设计单位选择薄壁型管桩或一般承受水平力较小、抗弯强度低的A型管桩，则出现倾斜、断桩现象概率较大。
3．控制裂缝、倾斜等问题的预防措施
（1）要根据工程地质条件、单桩承载力、沉桩设备条件选择类型。在上部软弱土层较厚的土层施工时，下部几节可选用薄壁型管桩(即PTC类型桩)，最上部一节可选用一般预应力管桩中的加强桩(即PC-B类型桩)。这样既能满足承载力要求，又可达到经济、方便施工的目的。
（2）在打桩或挖土施工前，如果地表土层较软，或地表土层虽然较硬，但厚度较薄，为防止土体的挤压作用，在桩机施工前回填50㎝以上的宕渣，并分层压实，一般达到地耐力80KPa以上，满足施工桩机的行走、移位要求，避免发生土体挤压产生桩顶偏位现象。
（3）合理选择桩机，控制好沉桩参数。锤击桩主要控制单节桩和整桩的总锤击数不要超过一定的限值。静压桩主要是根据选择的桩型控制静压力值，不要超过桩身材料强度限值。
（4）合理选择基坑支护与土方开挖施工方法，编制专项施工方案，基坑或挖土深度如果超过建设部《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质（2009）87号文件规定，挖土深度大于（5米以上），要对专项施工方案的进行专家论证。在施工过程中，应坚持先支护后挖土的原则，基坑支护，应特别注意基坑内外是否有给排水管道、及地下水位的变化情况，预防基坑因支护不当而引起土体位移，引起给排水管道破裂，渗水、涌水情况加剧基坑坍塌破坏等安全事故的发生。土方开挖一定要分段、分层开挖，软土每层挖土的厚度控制在1米左右，不应超过1.5m，并根据土质情况合理放坡，严防施工过程中土体滑动。深基坑在接近坑底时应采取连续接力开挖，前边(接近坑底层土)用小挖机和人工修土，后边用大挖机，这样可减小挖土机械对桩顶土层的挤压作用。