預應力管樁施工中常見問題分析及有效治理措施

任 海 勇

(山西藍焰煤層氣集團有限責任公司，山西 晉城 048204)

預應力管樁施工中常見問題分析及有效治理措施

任 海 勇

(山西藍焰煤層氣集團有限責任公司，山西 晉城 048204)

通過對預應力管樁的使用，綜合概述國內預應力管樁的發展趨勢，分析了預應力管樁的類型、特點及施工方法，并對預應力管樁存在的樁身斷裂、傾斜、接樁處松脫開裂等問題進行了探討，為今后預應力管樁的研究發展提供參考。

預應力管樁，常見問題，有效措施

預應力管樁(Prestressed concrete pipe pile)是綜合運用預應力技術與離心制管技術而制成的一種空心筒體細長混凝土預制構件。預應力管樁具有單樁承載力高、穿透力強、施工周期短、成樁質量可靠、造價低廉等優點，同時在多種地層條件，如軟土、粘性土、粉土、砂土等條件下均可采用，已被廣泛應用于工業建筑基礎工程、民用建筑基礎工程、道路工程、橋梁工程及港口、碼頭等工程中。

1 預應力管樁的分類

目前生產的管樁產品品種按強度等級和壁厚分為三種：預應力混凝土管樁(PC樁)、預應力高強混凝土管樁(PHC樁)和預應力混凝土薄壁管樁(PTC樁)。目前預應力管樁的生產規格十分齊全，有多種規格型號。其中，按管樁外徑大小分，有300 mm～1 000 mm九種規格；按混凝土的有效預壓應力分，有A型、 AB型、B型、C型四種型號；按管樁的單節長度分，有7 m～15 m九種規格，詳見表1。

表1 預應力管樁分類

2 預應力管樁的施工方法及特點

目前，預應力管樁施工的沉樁方法主要有兩種：靜壓法和錘擊法。靜壓法施工是通過靜力壓樁機的壓樁機構自重和樁架上的配重利用靜壓力將樁壓入土中的一種沉樁方法，施工中沒有振動和噪聲。錘擊法施工是通過樁機的重錘捶打樁，利用樁錘的沖擊克服土對樁的阻力，使樁沉到預定深度的沉樁方法，施工中噪聲很大，并且會產生振動甚至對附近建筑的地基造成破壞。所以，鑒于錘擊法施工中存在的這些缺點，目前工程實際中多采用靜壓法施工。預應力管樁施工的主要優點及缺點見表2。

表2 預應力管樁特點

3 預應力管樁施工中的常見問題

預應力混凝土管樁產品本身雖然具有強度高、耐久性好、施工速度快、成樁質量可靠的優點，但由于受管樁制作工藝、場地條件、機械設備、施工人員素質等多種因素的影響，容易產生一些質量問題，如樁身斷裂、樁身傾斜、接樁處出現松脫或開裂及沉樁達不到設計標高或不易沉入等現象。下面就這些常見問題的癥狀表現、產生原因進行分析，并給出有效防治措施。

3.1 樁身斷裂

1)問題表現：樁身出現斷裂，包括樁尖破損、樁身出現橫向、豎向裂縫或斷裂，嚴重降低樁的強度和承載力(見圖1)。2)原因分析：a.樁身在施工中出現較大彎曲，承受不了抗彎強度而斷裂。b.樁的長細比過大，沉入時又遇到較硬的土層。c.樁入土后，遇到大塊堅硬障礙物，使得樁尖偏向一側，產生附加應力。d.穩樁時沒有進行垂直度校核，樁沉入地下一定深度后再校正，致使樁身產生彎曲。e.兩節樁或多節樁施工時，相連接的兩節樁接樁時，使上下節樁不在同一軸線上，產生了曲折。f.樁在制作過程時，由于水泥強度不符合要求、砂石中有大量碎屑等原因，造成樁身局部強度不足，強度不足處出現斷裂。3)有效措施：a.在砂土層中沉樁，樁端應設樁靴；遇孤石或基巖面要及時處理，避免硬打。b.多節樁施工時，接樁要保持上、下節樁在同一軸線上；采用焊接接樁時，填塞鋼板應緊密，焊接焊縫應飽滿；焊后自然冷卻8 min～10 min方可施打。c.管樁制作嚴格，控制漏漿、管壁厚度和樁身強度；樁身制作預應力值必須符合設計要求。d.打樁時，要設合適樁墊，厚度不宜小于12 cm；沉樁樁身自由段長細比不宜超過40。

3.2 樁身傾斜

1)問題表現：樁身垂直度超過了規定限值，具體表現為樁頂不在同一平面上(見圖2)。

2)原因分析：a.樁架不垂直。b.穩樁時樁不垂直，樁帽、樁錘及樁不在同一直線上。c.施工中碰到硬層，樁身偏向一側。d.接樁不在同一軸線上，有曲折。e.邊打樁邊挖土，樁與土無固結時間，加上挖土又無防護措施。

3)有效措施：a.打樁前，打樁場地應整平夯實；校核糾正打樁機導桿；檢查樁帽、樁身和樁尖是否在一條鉛垂線上，滿足要求后方可施打。b.檢查預制樁質量，樁身彎曲度不應大于1%，過大的不宜使用。c.打樁過程中，應保證樁錘、樁帽、樁身在同一直線上，防止出現偏心。d.接樁時應利用吊線錘找直，接樁垂直度偏差應控制在規范要求限值(0.5%)內；打樁順序應符合規定要求。

3.3 接樁處松脫開裂

1)問題表現：接樁處出現松脫、開裂等現象(見圖3)。

2)原因分析：a.接樁時，沒有清理干凈連接處的表面的雜質、雨水和油污等。b.操作工人焊接不認真，致使焊接不連續、不飽滿，或工人專業素質不夠，致使焊肉中有焊渣等雜物。c.采用焊接接樁時，使得焊接平面有較大間隙，造成焊接不牢。d.上下樁連接不在同一直線上，產生曲折，錘擊時應力集中而遭破壞。

3)有效措施：a.多節樁施工時，應根據實際條件選擇適當的接樁方法(焊接、法蘭接和硫磺膠泥錨接)。b.接樁時，應避免樁尖接近硬持力層或處于硬持力層中。c.焊接接樁前，預埋件表面應進行清潔；接樁時，上下節之間的間隙應用鐵片墊實、焊牢。d.接樁時，應對上下節樁的垂直度進行校核，上下節樁的中心線偏差控制在10 mm以內，節點彎曲矢高應小于樁長的1%。e.采用焊接接樁時，選用素質較高的操作工人；焊接的材質均應符合設計要求；焊接件應進行防腐處理。

3.4 沉樁達不到設計標高或不易沉入

1)問題表現：沉樁未達到設計標高或沉樁的最后沉入度控制指標達不到設計要求。

2)原因分析：a.地質資料粗糙，設計樁尖標高與實際不符，致使沉樁不滿足深度要求。b.沉樁時遇到堅硬障礙物或遇到堅硬土夾層或在新近代砂層中施工，會出現沉不下去的現象。c.選擇的樁錘不適宜。d.樁頂被打碎致使最后達不到設計標高；或打樁中間歇時間過長，樁周摩擦阻力增大造成最后沉入度達不到設計要求。

3)有效措施：a.施工前，詳細查明工程的地質條件，不滿足要求時應做補勘；選擇正確持力層或合理的設計標高。b.合理選擇施工方法，確定施工機械型號、樁錘大小。c.施工前，應探明地下障礙物等情況，并及時清除掉；在新近代砂層沉樁，應合理的選擇打樁順序，減輕土的擠密現象。d.打樁應連續打入，間歇時間不宜過長。

4 結語

預應力管樁由于具有單樁承載力高、施工方便且速度快、噪聲低及對環境污染小等主要優點，已經得到大力推廣與應用。但是，在實際工程中經常會遇到樁身斷裂或傾斜、接樁處出現松脫甚至開裂等等問題，后期需要進行糾偏或補強等，問題棘手且浪費了人力物力。本文結合預應力管樁實際工程，對預應力管樁施工中的一些常見問題進行了分析，并給出了有效措施，為預應力管樁工程施工的完善提供借鑒。

[1] 陸 陽.預應力管樁研究現狀綜述[J].甘肅科技,2011(7):136-139.

[2] 史三元,楊 輝.預應力管樁接樁類型及影響控制[J].煤炭工程,2011(9):45-47.

[3] 王 標.預應力管樁應用研究現狀綜述[J].土工基礎,2004(4):47-49,64.

[4] 梁燕麗.建筑工程施工中靜壓預應力管樁的特點與施工技術分析[J].科技創新與應用,2012(18):172.

[5] 徐小慶.預應力管樁施工擠土效應的分析[J].廣東公路交通,2012(3):111-114,123.

[6] 馬金龍,曹光暄,鐘軒明.預應力管樁施工不當導致樁身破壞原因分析[J].安徽建筑,2010(5):65-66.

[7] 林振華.福州地區預應力管樁施工常見斷樁問題的分析及對策[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2006(2):45-47.

[8] 吳永勝.預應力管樁建筑樁基技術在工業與民用建筑中的應用[J].黑龍江科技信息,2014(4):227.

Common prestressed pipe pile construction problems analysis and effective controlling measures

REN Hai-yong

(ShanxiLanyanCoalGasGroupCo.,Ltd,Jincheng048204,China)

Through using prestressed pipe pile, the paper comprehensively describes the development trend of domestic prestressed pipe pile, and analyzes its types, features and construction methods, and finally explores its pile cracking, inclination and pipe connecting cracking and other problems, which has provided some guidance for prestressed pipe pile study and development in future.

prestressed pipe pile, common problems, effective measures

1009-6825(2014)34-0082-02

2014-09-22

任海勇(1982- )，男，工程碩士，工程師

TU473.13

A