一、前言

 

　　近年来随着各地经济快速发展，城市中各类建筑拔地而起，作为高层的基础PHC管桩因其桩身质量容易控制、施工工期短、穿透性强、容易接桩、造价低廉等优势，使其在建筑工程中得到了广泛的应用。但是，若对管桩的应用条件认识不清，对使用方法掌握不当，也会发生工程质量问题，下面就PHC管桩在设计、施工中容易出现的问题进行分析和探讨。

 

　　二、PHC管桩在设计、施工中容易出现的问题

 

　　1、管桩的承载力问题

 

　　桩基础在设计时一般都是根据地质报告提供的参数确定单桩承载力设计值，根据这个估算的单桩承载力直接进行桩基础设计并施工，等工程桩施工结束后再挑选试桩进行静载试验。这个过程具有相当的不科学性，结果符合估算要求，则皆大欢喜。如果试验结果达不到设计要求，则会给工程质量带来影响，还会拖延工期，增加工程费用。若再补桩也会很困难，且有时因地质报告有出入会给施工中带来相当的不便。这里主要有两个问题。一是根据地质报告提供的桩周土摩擦力标准值及桩端土承载力标准值是由规范JGJ94-94计算的场区单桩承载力标准值，这是一个经验数值，不宜直接采用。近几年来在各类桩基础中试桩及工程桩的检测，发现绝大多数桩的实际承载力均大于计算值，有些相差幅度较大，因此按试桩获得的实际承载力进行桩数及桩位布置将会比按勘察报告估算的承载力来布置能节省相当数量的材料费。其二是当场地不均匀或地质报告数值有偏差的情况下，不进行试桩而直接按地质报告进行工程桩施工将给施工带来巨大的困难，且造成不必要的浪费。例如某五层商住楼，根据地质报告采用10m长的预制管桩，桩径400mm，单桩承载力极限标准值约为1350kN，采用静力压桩，实际施工中几乎每根桩都压至2000kN而未达到预定深度，而此时已达到预制桩的桩身强度，故施工过程中每根桩都采用了砍桩，在时间、经济上都造成了巨大的浪费。经过静载荷试验未达设计标高的工程桩均达到了设计承载力，也就是说设计上如先进行试桩则至少可减短1.5m左右的桩长，桩承载力不减小且不需要砍桩。由上可见，桩基础承载力的设计过程中静载试验是一个十分重要的环节。通过科学试验，取得准确数据，以场地实际试验获得的数据进行设计和施工才能使设计方案更加合理、可行和经济。

 

　　2、管桩施工过程中容易出现的问题

 

　　首先，桩基施工中对桩位的偏差必须严格控制，特别是对于承台桩，桩位的偏差将产生很大的附加内力，而使基础设计处于不安全状态。对于桩位偏差规范JGJ94-94给出了明确的规定，见下表。

 

　　按标高控制的桩，桩顶标高的允许偏差为-50~+100mm，但实际施工中偏差这么大将引起繁重的施工任务及损失。当桩顶标高高于设计标高，则需要砍桩，而当桩顶标高低于设计标高时，又需要补桩头，这既影响工期又浪费金钱。这就要求施工单位在施工过程中必须严格控制桩顶标高，尽可能地使工程桩标高同设计一致，特别是施工过程中必须考虑到桩在卸载后的回弹量，否则不加考虑则每根桩都将高于设计标高。当然桩位偏差满足规范或设计要求仅仅代表桩基本身验收合格，而对于由此引起的承台整体偏心或基础高度损失，我们必须另行处理。对于桩偏心可以采取增加承台刚度或加大拉梁刚度、配筋来解决，这在实际工程中需针对具体情况相应处理。其次，打桩过程中必须注意挤土及土体扰动的影响，规范JGJ94-94规定挤土预制桩排数超过3排（含3排）且桩数超过9根（含9根）的摩擦型桩，桩的最小中心距为3.5d，其他情况为3.0d，规定桩的最小中心距是为了减少桩周应力重叠，也是为了减少打桩对邻桩的影响。目前，大面积的管桩群，在高层建筑的基础中被广泛应用，有的一个大承台含有管桩几十根甚至上百根，如果此时间距仍为3.5d或3.0d，打桩引起的土体上浮现象将非常明显，这样不仅影响桩的承载力，还可能将薄弱的管桩接头拉脱，因此遇到这种群桩大承台，可适当放宽桩间距，规范JGJ94-94第7.4.8条还提出了一些辅助措施，施工时可做适当处理。另外，还应注意土体扰动的影响。例如，某工程由于时间限制，甲方要求试桩与工程桩同时进行，待试验桩满足JGJ94-94附录c.0.6条时进行静载荷试验，结果三组试桩有一组满足设计要求而另外两组试桩均在小于设计承载力时产生破坏。我们从设计、施工和试验等各方面去分析这两组试桩，但经过与周边工程比较及现场施工试验记录分析，均未发现特殊情况，即不存在施工，试验中的失误。后对第一组合格试桩的情况进行了比较，终于发现后二组试桩本身的停歇时间已够，但周边的其余工程桩施工在试验前2天才完成，完全有理由认为是因为工程桩施工时将试桩周边的土破坏而没有固结，影响了试桩的承载力。于是等工程桩停歇时间也满足JGJ94-94附录c.0.6条时再次对2根试桩进行了静载荷试验，结果与我们判断完全一致，试桩均满足设计要求。这一实例告诉我们影响试桩结果的因素有很多，我们在工程实践中对各种情况一定要仔细分析，找出问题所在，而不要盲目处理，造成不必要的损失和浪费。第三，必须注意管桩连接处的焊接问题。由于管桩的抗剪、抗拉能力比较差，因此接桩部位就成了管桩的一个薄弱环节。焊接前，要将钢箍上的泥土及锈迹处理干净，保证上下两根桩处在同一中轴线上，焊接时，先将四角点焊固定，然后对称焊接，确保焊缝质量和设计尺寸。焊好后的桩应自然冷却10分钟后方可施打，严禁用冷水冷却或焊好即打，因为这样锤击次数一多，容易使焊缝开裂。

 

　　3、基坑开挖时应注意的问题

 

　　在管桩密集的软土地区，应待管桩全部打完并间歇至少十天以后，再进行基坑开挖。开挖基坑时，应制定合理的施工程序。挖土应分层均匀进行，桩周土体高差应控制在1米以内，不得在坡顶堆土。在福建沿海地区，已有多个工程，打桩质量没有问题，就是在基坑开挖时，贪快蛮干，或掉以轻心，桩周土体高差达到了2米，再加上重型机械在土体上面施工，造成土体塌方，由此引起大面积的管桩倾斜折断的严重事故。当出现此类问题时，应先采用低应变法对桩身完整性进行检测，对于垂直度偏差小于0.5%的管桩，管壁基本无裂缝，认为承载力应不受损失，在增加了一组试桩证明承载力满足设计条件后不再进行处理。而对垂直度偏差大于0.5%的管桩，管壁均已产生裂缝，承载力已受影响，对此类桩采用了先纠偏再进行灌芯处理，使裂缝部位的传力通过灌芯部分混凝土传递。而偏差过大的，则割除缺陷以上部位，上部以人工孔桩接起。因此，在开挖前应制定合理的挖土方案、运土路线、堆土位置，以保证工程质量。

 

　　三、结语

 

　　桩基工程是一繁重而复杂的过程，关系着整个工程质量的好坏。多数建筑物的倾斜、开裂甚至倒塌都是由于基础的原因引起的。由于桩基础隐蔽性强，检验及验收困难。因此，就要求我们的设计及施工人员一定要考虑到每一个环节，统筹兼顾，根据场地地质条件的不同选择不同的基础形式，严格按照规范及规程进行设计和施工，从各方面使之合理化。不应仅考虑经济问题，最重要的是要保证建筑物安全。