1前言

 

　　预应力混凝土管桩以其单位成本相对不高、施工进度快、承载力高、采用静压法时没噪音等优点，符合绿色环保的要求，目前广泛用于各项建筑工程。但在地质条件较差(如软土中存在硬夹层或孤石等)或者打桩施工顺序的不合理，还有管桩自身承受水平荷载能力差等原因，管桩在施工过程中容易发生断桩、倾斜等缺陷。对于断桩，在施工过程中能够及早发现时，一般采用补桩进行处理，简单快捷。下面通过某工程实例浅谈Ⅲ类桩的处理方法及预防措施。

 

　　2工程概况

 

　　某居住小区55#楼地下一层，地上32层，建筑面积18579m2。基础设计为静压C80、PHCφ500一100一AB高强度钢筋混凝土管桩，桩端持力层为⑧一1土状强化流纹质晶屑凝灰熔岩，单桩承载力设计值为2300KN，锤击打桩机选用GZY一600型，管桩选用“建华”牌PHC管桩，桩身硷强度等级C80。设计总桩数255根。

 

　　3施工简况及原因分析

 

　　在后期的低应变动力检测过程中.发现有部分桩其桩身质量评述为有明显缺陷(Ⅲ类桩)。对于本工程出现管桩缺陷的位置分别在8m附近及10m附近。也就是出现于桩身及接头部位，其出现三类桩的原因主要有以下几个方面：

 

　　3.1施工工艺原因

 

　　本工程淤泥层较厚.根据设计及现场施工情况比照地质勘察报告可知桩端全截面进入持力层约3～5m.其余部分均处于软弱层中，使得管桩嵌入深度不足；并由于本工程工期紧，安排有8—1O台锤击桩机于场内同时施工，每栋楼内桩数较密.且锤击管桩属挤土桩。因此未能在施工顺序及时间安排上做好周密安排。造成了挤土效应且对桩身及接头焊缝处的质量产生影响。

 

　　根据地质助查报告可知持力层强风化凝灰岩(砂土状)、强风化凝灰岩(碎块状)上全为软弱层，在施工过程中，施工人员往往由于麻痹思想及赶工需求，未能对当桩端接近持力岩层面时及时注意贯入度突变并计量贯入度，也未适当调整落距，做到重锤低击，从而造成锤击能量过大，又未能通过克服桩侧摩阻力消耗多余的能量，造成往尖入岩时，过多的能量作用于桩端及振动耗能.使得桩身出现反弹现象.导致局部桩身及接头焊缝处出现局部应力超限和过度振动，造成桩身质量存在缺陷。

 

　　3.2接头焊缝原因

 

　　施工班组中某些焊工技术不娴熟、或为追求进度未认真施焊、或端头板锈迹未清除干净就施焊.造成两节管桩之间的端头板焊缝出现了裂纹、孔穴、未熔合、未焊透等缺陷.从而影响到整根桩的质量。

 

　　施工中首节桩桩身垂直度控制超出规范范围.造成两端头板处缝隙增大，在填充垫片时不均匀或由于缝隙过大未能填满，造成缝隙不能被完全焊满或焊好。

 

　　3.3管桩本身的质量原因

 

　　桩身本身存在微小裂隙。管桩进场由于基本上是在晚上，照明不足，且在卸管桩堆放于场内时是放成2层，造成质检人员未能及时准确发现，而被用于工程之中，在施打过程中裂隙得到发展。

 

　　桩端端头板与桩身混凝土之间在制作过程中由于离心的作用，两者之间存在微小裂隙没有紧密结合，影响到声波传递。

 

　　3.4土方开挖原因

 

　　由于本工程淤泥层巨厚.土方开挖过程中挖斗在开挖时碰撞管桩.造成桩身断裂及接头出现裂缝。土方开挖阶段重型挖土机械及运输机械在场内的行走，也容易对桩身产生挤压效应，从而影响到桩身质量。

 

　　4补强措施

 

　　根据PHC管桩的缺陷位置距桩顶距离可分为桩头部位缺陷(缺陷位置距桩顶2倍桩径左右)、浅部缺陷(缺陷位置距桩顶3-6m)、深部缺陷(缺陷位置距桩顶大于6m)。其处理方法一般有接桩法、填芯法及补桩法。

 

　　由于本工程现场土方已经开挖、开挖面以下均为淤泥，且都为群桩承台。因此补桩及接桩方案的实施都较为困难。为此，最终选择在桩芯增设钢筋混凝土并进行注浆加固的方案。

 

　　4.1前期准备工作

 

　　根据设计及现场施工情况确定注浆工艺参数：

 

　　①泵压1～2MPa，②泵量10～40L／min，③浆液浓度水灰比0.5～O.6，④比重1.7～1.8，⑤水泥注入量0.5～1.Ot/桩(第一次注浆0.3～0.4t，第二次注浆0.5～0.8t)。

 

　　4.2具体做法

 

　　(1)三类桩处理前，人工将桩芯空腔里因为送桩及土方开挖时掉入的填土清理至桩端。清除完后从桩芯处下等同桩身长度的采用6根III级钢φl8为主筋、φ8@150箍筋的钢筋笼。往下钢筋笼的刷时.随钢筋笼顶埋二根DN15的注浆管，一根为下端开口(在缺陷部位上方)，一根为注浆花管(往缺陷部位下方).注浆管用自行车内胎包扎和铁丝捆扎，下管后灌满水。

 

　　(2)回填碎石：用粒径为φ10～20mm较均匀的无粉末碎石将桩芯空腔内回填并至孔口。

 

　　(3)洗孔：用缺陷部位下方的注浆管压水冲洗孔内泥皮、杂物及碎石表面的污物，直至回水变清为止。

 

　　(4)第一次注浆(采用在裂隙上方的管)：采用水灰比为0.5～0.6浓浆。灌至孔口冒浓浆为止，若出现浆液沉析或碎石压实下降，应继续加碎石及继续注浆，浆液材料使用水泥，加U型膨胀剂和活性硅粉(掺量为水泥重量的8％～10％)。

 

　　(5)第二次注浆(采用在裂隙上方的管)：第一次注浆把空腔的管桩变成为了实心桩.也为第二次注浆创造了施工条件。在第一次注浆后6-12h内，进行第二次注浆。第二次注浆的目的为了填补裂隙、补强加固.以及在桩裂隙位置外侧形成浆包，加大桩裂隙部位断面，桩的截面积加大，使桩裂隙部位得到修复，达到符合桩设计所需承载力的受力要求。

 

　　5施工效果分析评价

 

　　在对出现的Ⅲ类桩进行补强处理后.于补强之后28d之内对其进行桩身质量完整性进行复测.检验结果为80#桩I类桩、106#桩为Ⅱ类桩。满足设计及规范要求。在后期的主体施工过程中进行沉降观测，沉降观测均符合设计及规范要求.无异常情况。说明本工程对出现的Ⅲ类桩采用的在桩芯增设钢筋混凝土并进行注浆加固的方案是有效的。在一定条件下可值得推广和应用。

 

　　6结语

 

　　在管桩施工过程中出现了Ⅲ类桩后，经过综合考虑、研究Ⅲ类桩的成因及桩的设计参数，采用了桩芯灌注型钢筋混凝土和预留锚杆静压桩的方法作为补强加固的处理措施，并经过工程实际的检测，证明了这种加固补强的处理措施确实起到了真正的作用，一方面工程成本减少了较大的投入，另一方面避免了工程工期受到较大的影响，从而取得了较好的效果，达到了预期的目标。通过这次Ⅲ类桩的加固补强处理，对今后同类管桩基础施工时，要吸取教训，首先对压桩机械要有所选择，要求尽可能选用具有双层抱压器的压桩机械，抱压器之问间距较大，可以保证压桩时桩的垂直度；其次，桩的连接采用机械连接方法，减少管桩焊缝停滞时间，加快施工进度，经济效果佳；另外，为了避免锤击打桩的“挤土效应”，要求控制锤击打桩顺序和压桩量，同时，宜加强施工过程中的监测工作；最后，在土方开挖施工过程中，要求合理选用适宜的开挖机械，有专人现场指挥土方开挖工作，尽可能避免由于开挖机械碰撞管桩而造成的质量问题。