管桩在我国，从20世纪60年代在北京率先生产以来，应用范围不断扩大。至20世纪80年代后期和90年代，更是被大量地应用于建筑、港口、道路、桥梁、电力等工程建设中，取得了明显的经济效益和社会效益。近年来在我国北方，特别是沿海地区，管桩应用发展迅速，生产厂家不断增多，新的施工队伍不断出现，良莠不齐，一些施工质量问题不能不引起我们的注意和重视。在这里，通过对近年来施工和检测过程中常见的一些质量问题进行分析和研究，与大家一起探讨。?

 

　　1管桩沉桩机理分析

 

　　 管桩沉桩机理主要为：在沉桩时桩尖“刺入”土体，造成桩尖下土体压缩变形，随着桩贯入力的增大，桩尖处土体所受应力超过其抗剪强度，土体发生急剧变形而达到极限破坏，土体产生塑性流动(黏性土)或挤密侧移和下拖(砂土)。在地表处，黏性土体会向上隆起，砂性土则会被拖带下沉。在地下深处由于上覆土层的压力，土体主要向桩周水平方向挤开，使桩周土体结构完全破坏。由于较大的辐射向压力的作用，也使邻近桩周土体受到较大扰动，此时，桩身必然会受到土体的强大法向抗力所引起的桩周摩阻力和桩尖阻力的抵抗，当桩顶的压力大于沉桩时的这些抵抗阻力时，桩将继续“刺入”下沉；反之，则停止下沉。

 

　　 压桩时，桩的终压力与极限承载力是两个不同的概念，也是两个不同的数值。当预制桩在垂直静压力作用下沉入粘性土层中时，桩周土体发生剧烈的挤压扰动，土中孔隙水压力急剧上升，从而在桩周一定范围内产生重塑区，土的抗剪强度降低，压桩阻力并不一定随桩的人土深度的增加而增大，大量工程实践表明，粘性土中长度较长的静压桩，其最终的极限承载力比压桩施工结束时的终止压力要大。在某些土体固结系数较高的软土地区。静压桩最后获得的单桩极限承载力可比终压力值高出二三倍。在砂层中压桩，压桩阻力也随深度的增大而显著增大，对于短桩，极限承载力仍远小于压桩的终压力。压桩的机理和施工经验表明静压施工的终压控制条件与压桩机大小、桩的类型、长度、单桩竖向设计承载力、桩周土和桩尖土的性质、布桩密集程度以及复压次数等因素有关，应综合考虑。

 

　　 黏性土中桩尖处土体在扰动重塑、超静孔降水压力作用下，土体的抗压强度明显下降。砂性土中密砂受松驰效应影响土体抗压强度减少，松散砂受挤密效应影响使土体抗压强度增大，在成层土地基中，硬土中的桩端阻力还将受到分界处黏土层的影响。上覆盖层为软土时，在临界深度以内桩端阻力将随压入硬土内深度增加而增大。下卧为软土时，在临界厚度以内桩端阻力将随压入硬土的增加而减少。

 

　　 施工中因接桩或其它因素影响而暂停压桩的间歇时间的长短虽对继续下沉的桩尖阻力无明显影响，但对桩侧摩阻力的增加影响较大；桩侧摩阻力的增大值与间歇时间长短成正比，并与地基土层特性有关，因此在静压法沉桩中，应合理设计接桩的结构和位置，避免将桩尖停留在硬夹层中进行接桩施工。

 

　　2管桩施工特点

 

　　2.1适用范围

 

　　 管桩适用于桩端持力层较厚的强风化或全风化岩层、坚硬黏土、密实碎石土、砂土、粉土等场地，不适用于土层中含有较多的孤石、障碍物或含有不适宜作为持力层且管桩难以贯穿的坚硬夹层。

 

　　2.2管桩特点

 

　　 管桩之所以迅速发展是与它本身所具有的特点分不开的，同其它桩相比，它主要具有以下特点：桩身混凝土强度大、承载力高、结构刚度好、抗锤击性好；具有一定的环保作用，施工现场干净整洁、污染小；施工速度快；材料用量少，价格相对较低；适应性强，桩长可以根据不同工程的需要进行拼接，桩尖可以根据设计要求配制，对锤击、挖空、压入、水冲和锤抓等不同的沉桩工艺都能适应；工厂化生产，结构定型化，工艺标准化，生产自动化、机械化，产品质量可靠，有利于商品化生产，符合建筑工业化发展要求。
 

　　2.3施工常见质量

 

　　 歪桩歪桩是指桩的垂直度超过规范规定的0.5%，明显歪斜的桩；浮桩浮桩是指桩在施工完成后，桩身又出现整体上抬的桩。这种桩在载荷试验时表现为：荷载沉降曲线开始平缓，在加到某个荷载时突然下沉，下沉一定深度后，曲线又趋于平缓；接头开裂、断裂、接头开裂、断裂是指沉桩过程中由于多种原因造成桩连接处焊缝开裂、甚至断裂。这种桩在低应变检测时通过曲线很容易看出，一般接头开裂的桩在连接处有缺陷反映，反映程度大小也表明了开裂程度的大小，接头断裂的桩，低应变曲线无桩底反射，桩长为桩顶到断裂处的长度。

 

　　3施工质量及其预防措施

 

　　3.1歪桩

 

　　 形成原因：桩顶不平，桩身凸肚，桩尖偏心，接桩不正，压入时桩身不正，桩机下基础不稳固，沉桩时发生沉降，压桩时桩尖遇到障碍物等，这些都可能造成歪桩。

 

　　 预防措施：应采用双向经纬仪或其它措施校正桩身垂直度，沉桩时适时检测，如发现垂直度超过0.5%时，应及时调整，再重新沉桩；桩机安装周正、水平，沉桩时桩架、送桩器和桩身应在同一中心线上；桩机基础必须稳固，对新填、整平软弱区域尤其注意，发现桩机歪斜，及时纠正，防止意外事故发生；如遇地下障碍物、地层变化太大，桩身倾斜，应及时分析、调整施工参数，进行纠正；接桩时严格按规定进行，上下节在同一中心线上。

 

　　3.2浮桩

 

　　 形成原因：由于桩间距过小，地下软弱土层厚，施工速度过快，挤桩严重，都可能形成浮桩。预防措施：综合考虑布桩方式，结合当地实际情况合理调配桩长、桩径等，使桩间距不宜小于3.5d；沉桩时认真分析地层特征，制定合理的沉桩参数，要掌握合理的施工速度；适时监控桩顶标高的变化，对桩顶抬升的桩进行复压或复打。

 

　　3.3接头开裂、断裂

 

　　 桩在沉入过程中，桩身突然倾钭错位，当桩尖处土质条件没有特殊变化，而贯入度逐渐增加或突然增大，桩身出现回弹现象，即可能桩身断裂。主要原因：桩身在施工中出现较大弯曲，在集中荷载作用下，桩身不能承受抗弯度；桩身在压应力大于混凝土抗压强度时，混凝土发生破碎；制作桩的水泥标号不符合要求，砂、石中含泥量大，石子中有大量碎屑，使桩身局部强度不够，施工时在该处断裂；桩在堆放、起吊、运输过程中，也会产生裂纹或断裂。

 

　　 预防措施：施工前，应清除地下障碍物。每节桩的细长比不宜过大，一般不超过30；在初沉桩过程中，如发现桩不垂直应及时纠正。桩打入一定深度发生严重倾斜时，不宜采用移动桩架来纠正。接桩时，要保证上下两节桩在同一轴线上；桩在堆放、起吊、运输过程中，应严格按照有关规定或操作规程执行；普通预制桩经蒸压达到要求强度后，宜在自然条件下再养护一个半月，以提高桩的后期强度。

 

　　 治理方法：当施工中出现断裂桩，应会同设计人员共同研究处理办法。根据工程地质条件、上部荷载及所处的结构部位，可以采取补桩的方法。

 

　　3.4斜桩

 

　　 静压桩机自重加配重总重量大，桩机基础如不平整，沉桩过程中，桩机容易产生不均匀沉降，桩身极易发生偏移；在施工中桩身不垂直，桩帽、桩身不在同一直线上、接桩时桩身、桩帽不在同一直线上；施工顺序不当，导致应力扩散不均匀，尤其是有地下室深基坑的承台相邻桩身过近过密，使先施工的一边已有孔洞，再施工一面时桩身极易滑动。沉桩过程中遇到大块坚硬物，把桩挤向一侧；桩布置过多过密，沉桩时发生挤土效应等桩身容易发生偏移。

 

　　 防治措施：要求压桩场地要平整坚硬，在较软的场地中应适当铺设道渣，不能使桩机在打桩过程中产生不均匀沉降；施工过程中要严格控制好桩身垂直度，垂直度偏差不得超过桩长的0.5％，桩帽、桩身及送桩杆应在同一直线上；尽量减少接桩，预制管桩接头不宜超过三个，接桩时上、下段桩的中心线偏差不宜大于2mm，节点弯曲矢高不得大于桩段的0.1%；制定合理的施工顺序，桩基施工后的孔洞应及时回填，当遇到障碍物时应及时排除后再进行沉桩；沉桩时发现不垂直应及时纠正，必要时应把桩拔出重打。合理布置桩位，桩与桩的中心距不小于3倍桩径。

 

　　3.5桩身破坏

 

　　 施工过程中由于斜桩现象的出现或桩端、送桩杆不平整导致桩端应力集中，使桩帽滑落或桩头爆裂；桩机施工过程中桩机擅自移动机架进行校正桩位、桩身垂直度，导致桩身断裂；施工结束后人工凿桩野蛮施工以及桩机施工后不合理的土方开挖等都会造成桩身破坏。

 

　　 防治措施：选用桩机合理有效的施工方法，控制桩身的垂直度，避免斜桩的发生；控制好桩机施工终止条件；桩机施工结束后合理的进行土方开挖以及凿桩施工；施工中发生桩身破坏，宜采用小应变等有效的手段检测桩身情况，确定是否需要补桩或其他处理方法。

 

　　4结束语

 

　　管桩同其它桩一样，是隐蔽工程，主要是通过地面上的控制完成桩的最终质量控制，因此，及时发现问题、解决问题是保证施工质量的关键措施，因此，试桩、施工过程信息化尤为重要。首先，试桩施工可掌握、积累、发现一个工程所具有的独有的特点，指导下一步的施工，避免盲目、蛮干、过于自信造成不必要的损失。若试桩引入高应变法对其沉桩过程进行监控，可有效控制沉桩过程的桩身应力，适时调整参数、工艺，避免造成连接处的开裂、断裂，还可验证持力层的承载力。另外，借助测量、测试仪器等使施工过程信息化，使其贯穿于施工的各个环节，并及时汇总、整理、分析、总结，再用于工程，如此反复，相信，我们的一定会避免出现质量问题，把工程做的更好。