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摘要：本文介绍某高层住宅楼采用静压管桩基础，在施工过程中桩身发生倾斜，通过对倾斜事故的主要原因进行分析，采取提出处理措施，使存在倾斜的工程桩在保证结构安全的基础上得以合理使用。
关键词：静压预应力管桩；倾斜；原因；处理措施
1.静压预应力管桩施工特点
（1）静压法施工的主要优点。①低噪声、无振动、无污染，可以24h连续施工，缩短建设工期，创造时间效益，从而降低工程造价。②桩的单位面积承载力高。③桩身质量易于保证和检查。桩身混凝土的密度大，抗腐蚀性能强。④打桩的施工工序比较简单，施工工效高，同时场地整洁，施工文明程度高。⑤由于送桩器与工程桩桩头的接触面吻合较好，送桩器在送桩过程中不会左右晃动和上下跳动，因而可以送桩较深。⑥施工中由于压桩引起的应力较小，且桩身在施工过程中不会出现拉应力，桩头一般都完好无损，复压较为容易。
（2）静压法施工的主要缺点。①预制桩由于是挤土桩，施工时易引起周围地面隆起，有时还会引起已施工邻桩上浮，对周围建筑环境及地下管线有一定的影响。②施工场地的地耐力要求较高，在新填土、淤泥土及积水浸泡过的场地施工易陷机。③过大的压桩力（夹持力）易将桩身夹碎、夹破，或使桩出现纵向裂缝。④受起吊设备能力的限制，单节桩的长度不能过长（一般为10余米），长桩需接桩时，接头处形成薄弱环节，打桩时有可能在此处出现断桩。⑤不易穿透较厚的坚硬地层，不宜在有地下障碍物或孤石较多的场地施工。
总之，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。下文结合工程实例及近几年预应力混凝土管桩施工管理经验对倾斜断裂事故的主要原因进行分析探讨，并提出处理措施。
2.工程概况
某软土地基住宅工程总建筑面积约4.5万m2，由五幢18层高层建筑及一层满铺地下室，上部结构体系为框架-剪力墙。主楼基础形式为静压PC-AB600（130）管桩，桩长约52米，持力层为圆砾层，单桩极限承载力为5000KN，布桩489根；纯地下室部分区域基础形式为静压PC-AB550（110）管桩，桩长约42米，持力层为粘土层，单桩承载力为3000KN，布桩292根。地基土物理力学性质见表1。
表1 地基土物理力学性质指标
图1 管桩偏位示意图
3.桩倾斜事故原因分析与预防措施
3.1管桩倾斜事故原因分析
（1）本工程所在地为沿海地区，从表1可知淤泥质粉质粘土层较厚，埋深约为15米。淤泥质粉质粘土具有较强的流动性，受外力的影响容易产生流动推力，破坏工程桩与维护体结构，造成工程桩因流塑质土应力侧向释放导致桩身倾斜。
（2）围护工程完成后，施工单位在围护工程外侧修筑施工临时道路，塘渣填筑高度约1米，由于地面荷载超过了地基土的承载力，引起地面大量沉降和水平位移，而淤泥质粘土由于强度低，故其产生的侧向滑移较大，并因此使管桩产生倾斜。
（3）本工程管桩在施工时采取静压沉桩，根据设计要求采用500吨的抱压桩机。由于桩机質量大，在打桩行走过程中对土体性能破坏严重，导致土体之间的摩擦力降低，土地流动性增强，使得工程围护周边土体的强度降低，在一定程度上加剧了工程桩倾斜。
（4）本工程按设计要求进行了围护施工，考虑到工程造价，设计时安全系数考虑偏低。
（5）基坑开挖时开挖方案不合理、一次开挖深度过大，以至土体局部应力释放而使土体移动引起的。
上述几个因素共同作用，最终导致工程桩倾斜事故的发生。
3.2桩身倾斜事故预防处理方法
（1）从本工程的管桩倾斜情况来看，对淤泥层较厚的地区进行基坑开挖施工前应制定完备的基坑开挖方案，先对施工场地四周按设计要求进行基坑支护，再对基坑内淤泥进行开挖。
（2）基坑周边尽可能避免采用重型桩机静压沉桩，减少对原状土体性能的破坏。
（3）基坑周边尽可能避免存在堆场，尤其是土方、钢筋等堆场。
（4）当基坑监测出现异常时，尽快对基坑周边进行卸荷处理，防治事故进一步发展。
（5）基坑水位较高时，应采取降水措施。
4.管桩倾斜事故处理
4.1管桩倾斜事故常用处理方案
管桩倾斜后一般采用补桩加固和纠偏灌芯处理方式。
（1）补桩加固，即在检测报废的桩附近增加预应力管桩或钻孔灌注桩以补足设计上的承载力要求；
（2）纠偏灌芯，即先将管桩桩位纠正、通过在管芯中添置钢筋笼后再注入混凝土进行补强。
4.2管桩倾斜事故处理原则
在本工程管桩倾斜事故处理前对上述工程桩的偏位尺寸、倾斜角、低应变检测以及可能断裂部位进行了详细排查，并根据文献[4、5]提出如下处理意见：
a）I类工程桩：偏位值小于150mm，不进行处理；偏位值大于150mm，根据其所在部位，作适当灌芯处理。
b）II类工程桩：偏位值小于600mm，倾斜反方向侧打泄压孔回位处理，回位后偏位值小于200mm即认为符合处理要求，根据其所在部位，作适当灌芯处理；偏位值600-1000mm，倾斜反方向侧打泄压孔，倾斜反方向侧打泄压孔回位处理，回位后偏位值小于200mm即认为符合处理要求，然后灌芯补强处理，填芯前清洗桩管，通过吊机在管桩内下钢筋笼，主筋为6φ20，在断裂位置另加6φ20，钢筋笼下至断裂位置下3m，并保证填芯超过第一节桩身，钢筋笼底焊接5mm厚薄钢板托板，桩内浇灌C40微膨胀混凝土。
c）III类工程桩：偏位值小于1000mm，倾斜反方向侧打泄压孔，倾斜反方向侧打泄压孔回位处理，回位后偏位值小于200mm即认为符合处理要求，然后灌芯补强处理，填芯前清洗桩管，通过吊机在管桩内下钢筋笼，主筋为6φ20，在断裂位置另加6φ20，钢筋笼下至断裂位置下3m，并保证填芯超过第一节桩身，钢筋笼底焊接5mm厚薄钢板托板，桩内浇灌C40微膨胀混凝土。
d）偏位值大于1000mm或无法纠偏的工程桩：钻孔灌注桩补桩加固处理。
3.3管桩倾斜处理后检测结果
工程处理后，对所有纠偏处理工程桩进行低应变检测，I类桩25根、II类桩13根，满足设计要求；并对其中5根纠偏处理管桩和钻孔灌注桩进行了高应变检测，高应变的检测结果表明，纠偏处理管桩和钻孔灌注桩的竖向承载力满足设计要求。
5.结论
5.1软土地基深基坑施工时，应重视基坑围护设计，避免因基坑围护设计安全性不足引起基坑内管桩倾斜断裂事故发生。
5.2深基坑围护施工应严格按专家论证的基坑围护设计进行施工；土方开挖应严格按专家论证的土方开挖方案进行，避免超挖、乱挖现象发生。
5.3软土地基深基坑周边应避免采用超大型桩机行走引起基坑围护土地强度降低，导致基坑围护失稳，造成工程桩受土地挤压偏位。
5.4管桩倾斜事故采用纠偏-补强相结合的处理方式具有很强的可行性、可操作性以及经济性。
参考文献：
[1]徐至钧，李智宇.预应力混凝土管桩基础设计与施工【J】.北京：机械工业出版社，2007
[2]建筑地基与基础施工质量验收规范GB50202-2002[S].
[3]黄俊坤.静压预应力管桩常见施工质量问题及防治措施[J].中国城市经济，2011，（08）.
关键词：静压预应力管桩；倾斜；原因；处理措施
1.静压预应力管桩施工特点
（1）静压法施工的主要优点。①低噪声、无振动、无污染，可以24h连续施工，缩短建设工期，创造时间效益，从而降低工程造价。②桩的单位面积承载力高。③桩身质量易于保证和检查。桩身混凝土的密度大，抗腐蚀性能强。④打桩的施工工序比较简单，施工工效高，同时场地整洁，施工文明程度高。⑤由于送桩器与工程桩桩头的接触面吻合较好，送桩器在送桩过程中不会左右晃动和上下跳动，因而可以送桩较深。⑥施工中由于压桩引起的应力较小，且桩身在施工过程中不会出现拉应力，桩头一般都完好无损，复压较为容易。
（2）静压法施工的主要缺点。①预制桩由于是挤土桩，施工时易引起周围地面隆起，有时还会引起已施工邻桩上浮，对周围建筑环境及地下管线有一定的影响。②施工场地的地耐力要求较高，在新填土、淤泥土及积水浸泡过的场地施工易陷机。③过大的压桩力（夹持力）易将桩身夹碎、夹破，或使桩出现纵向裂缝。④受起吊设备能力的限制，单节桩的长度不能过长（一般为10余米），长桩需接桩时，接头处形成薄弱环节，打桩时有可能在此处出现断桩。⑤不易穿透较厚的坚硬地层，不宜在有地下障碍物或孤石较多的场地施工。
总之，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。下文结合工程实例及近几年预应力混凝土管桩施工管理经验对倾斜断裂事故的主要原因进行分析探讨，并提出处理措施。
2.工程概况
某软土地基住宅工程总建筑面积约4.5万m2，由五幢18层高层建筑及一层满铺地下室，上部结构体系为框架-剪力墙。主楼基础形式为静压PC-AB600（130）管桩，桩长约52米，持力层为圆砾层，单桩极限承载力为5000KN，布桩489根；纯地下室部分区域基础形式为静压PC-AB550（110）管桩，桩长约42米，持力层为粘土层，单桩承载力为3000KN，布桩292根。地基土物理力学性质见表1。
表1 地基土物理力学性质指标
图1 管桩偏位示意图
3.桩倾斜事故原因分析与预防措施
3.1管桩倾斜事故原因分析
（1）本工程所在地为沿海地区，从表1可知淤泥质粉质粘土层较厚，埋深约为15米。淤泥质粉质粘土具有较强的流动性，受外力的影响容易产生流动推力，破坏工程桩与维护体结构，造成工程桩因流塑质土应力侧向释放导致桩身倾斜。
（2）围护工程完成后，施工单位在围护工程外侧修筑施工临时道路，塘渣填筑高度约1米，由于地面荷载超过了地基土的承载力，引起地面大量沉降和水平位移，而淤泥质粘土由于强度低，故其产生的侧向滑移较大，并因此使管桩产生倾斜。
（3）本工程管桩在施工时采取静压沉桩，根据设计要求采用500吨的抱压桩机。由于桩机質量大，在打桩行走过程中对土体性能破坏严重，导致土体之间的摩擦力降低，土地流动性增强，使得工程围护周边土体的强度降低，在一定程度上加剧了工程桩倾斜。
（4）本工程按设计要求进行了围护施工，考虑到工程造价，设计时安全系数考虑偏低。
（5）基坑开挖时开挖方案不合理、一次开挖深度过大，以至土体局部应力释放而使土体移动引起的。
上述几个因素共同作用，最终导致工程桩倾斜事故的发生。
3.2桩身倾斜事故预防处理方法
（1）从本工程的管桩倾斜情况来看，对淤泥层较厚的地区进行基坑开挖施工前应制定完备的基坑开挖方案，先对施工场地四周按设计要求进行基坑支护，再对基坑内淤泥进行开挖。
（2）基坑周边尽可能避免采用重型桩机静压沉桩，减少对原状土体性能的破坏。
（3）基坑周边尽可能避免存在堆场，尤其是土方、钢筋等堆场。
（4）当基坑监测出现异常时，尽快对基坑周边进行卸荷处理，防治事故进一步发展。
（5）基坑水位较高时，应采取降水措施。
4.管桩倾斜事故处理
4.1管桩倾斜事故常用处理方案
管桩倾斜后一般采用补桩加固和纠偏灌芯处理方式。
（1）补桩加固，即在检测报废的桩附近增加预应力管桩或钻孔灌注桩以补足设计上的承载力要求；
（2）纠偏灌芯，即先将管桩桩位纠正、通过在管芯中添置钢筋笼后再注入混凝土进行补强。
4.2管桩倾斜事故处理原则
在本工程管桩倾斜事故处理前对上述工程桩的偏位尺寸、倾斜角、低应变检测以及可能断裂部位进行了详细排查，并根据文献[4、5]提出如下处理意见：
a）I类工程桩：偏位值小于150mm，不进行处理；偏位值大于150mm，根据其所在部位，作适当灌芯处理。
b）II类工程桩：偏位值小于600mm，倾斜反方向侧打泄压孔回位处理，回位后偏位值小于200mm即认为符合处理要求，根据其所在部位，作适当灌芯处理；偏位值600-1000mm，倾斜反方向侧打泄压孔，倾斜反方向侧打泄压孔回位处理，回位后偏位值小于200mm即认为符合处理要求，然后灌芯补强处理，填芯前清洗桩管，通过吊机在管桩内下钢筋笼，主筋为6φ20，在断裂位置另加6φ20，钢筋笼下至断裂位置下3m，并保证填芯超过第一节桩身，钢筋笼底焊接5mm厚薄钢板托板，桩内浇灌C40微膨胀混凝土。
c）III类工程桩：偏位值小于1000mm，倾斜反方向侧打泄压孔，倾斜反方向侧打泄压孔回位处理，回位后偏位值小于200mm即认为符合处理要求，然后灌芯补强处理，填芯前清洗桩管，通过吊机在管桩内下钢筋笼，主筋为6φ20，在断裂位置另加6φ20，钢筋笼下至断裂位置下3m，并保证填芯超过第一节桩身，钢筋笼底焊接5mm厚薄钢板托板，桩内浇灌C40微膨胀混凝土。
d）偏位值大于1000mm或无法纠偏的工程桩：钻孔灌注桩补桩加固处理。
3.3管桩倾斜处理后检测结果
工程处理后，对所有纠偏处理工程桩进行低应变检测，I类桩25根、II类桩13根，满足设计要求；并对其中5根纠偏处理管桩和钻孔灌注桩进行了高应变检测，高应变的检测结果表明，纠偏处理管桩和钻孔灌注桩的竖向承载力满足设计要求。
5.结论
5.1软土地基深基坑施工时，应重视基坑围护设计，避免因基坑围护设计安全性不足引起基坑内管桩倾斜断裂事故发生。
5.2深基坑围护施工应严格按专家论证的基坑围护设计进行施工；土方开挖应严格按专家论证的土方开挖方案进行，避免超挖、乱挖现象发生。
5.3软土地基深基坑周边应避免采用超大型桩机行走引起基坑围护土地强度降低，导致基坑围护失稳，造成工程桩受土地挤压偏位。
5.4管桩倾斜事故采用纠偏-补强相结合的处理方式具有很强的可行性、可操作性以及经济性。
参考文献：
[1]徐至钧，李智宇.预应力混凝土管桩基础设计与施工【J】.北京：机械工业出版社，2007
[2]建筑地基与基础施工质量验收规范GB50202-2002[S].
[3]黄俊坤.静压预应力管桩常见施工质量问题及防治措施[J].中国城市经济，2011，（08）.