预制管桩沉桩缺陷事故分析及处理方案研究

预制管桩沉桩缺陷事故分析及处理方案研究

卢俊博

（威海建设集团股份有限公司山东威海264205）

【摘要】根据工程实例，主厂房等地基处理采用静压预应力管桩，桩端持力层为强风化或中风化岩层，开挖后发现部分地段的预制管桩存在较大面积的缺陷，桩基检测中出现不同程度的Ⅲ、Ⅳ类桩，数量较多，分析了该桩基工程中产生缺陷的原因，提出了加固补强方案及处理后效果，提出了桩基施工合理的建议。希望通过本文的分析，能为以后的具体工作其大气实际的参考作用。

【关键词】管桩；缺陷；加固补强；补桩

【中图分类号】TU473【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）18-0107-02

预制管桩的特点为桩身的耐锤击性好、单桩的承载力高，并且造价也便宜、穿透力强等优点，因此，广泛应用于软土地基的处理。本文探讨了预制管桩的沉桩缺陷原因，并提出了解决问题的处理方法，更好地确保施工的顺利进行。

1.工程概况

此次勘察甲方只提供了平面规划图，拟建建筑物荷载等均未提供，拟建建筑物具体位置详见建筑物和勘探点位置图。

本次勘察为详细勘察阶段，根据有关规范及设计施工图的要求，有针对性地进行工程地质详细勘察工作，目的是根据设计文件中所确定的修建原则、设计方案、技术要求等资料，为编制设计文件提供准确、完整的工程地质资料。

2.本次勘察的主要任务为

（1）查明场区的地层岩性、地质构造、不良地质作用的分布及工程地质特征。

（2）提供满足设计、施工所需的岩土参数，确定地基承载力，预测地基变形性状。

（3）提出地基基础、基坑支护、工程降水和地基处理设计与施工方案的建议。

（4）对地基的稳定性、不良地质作用的危害程度和地下水的腐蚀性做出评价等。

3.测试方法

3.1波速测试方法

土层波速的测定方法较多，有折射波法、反射波法、表面波法、检层法(又称单孔法和跨孔法)等几种。而检层法能直接可靠地测得土层的波速，又简单易行，方法成熟，因此目前已普遍应用于土层波速的测试。

本次测试是用单孔检层法，右图为其工作示意图，测试工作按照《地基动力特性测试规范》GB/T50269-97进行。将井下三分量检波器放入钻孔内预定深度，使三分量检波器紧贴孔壁，激振板距孔口1.50m，用木锤或铁锤敲击激振板的一端，地表产生的剪切波、压缩波经地层传播，由井下三分量检波器接收剪切波、压缩波信号，该信号经信号线送入桩基动测仪放大和记录，然后敲击激振板的另一端，根据波形的特征，确定波初至时刻，如下图。把检波器提升到上一个测点深度，重复上述步骤。经整理分析和计算得到土层的剪切波速。

3.2地脉动测试

采用S-N，E-W两个方向观测，拾振器采用无源闭环伺服技术，以获得良好的超低频特性。该拾振器设有加速度、小速度、中速度、大速度四档。本次采用小速度测量，实现低频测量及大量程的目的，测得微动信号以后，将其进行付氏变换，获得幅值域参数，进而得其微动卓越频率和卓越周期。

4.管桩出现缺陷的原因

工程的管桩存在缺陷，与桩身结构的不完整性、与未达到工程的规定及要求有关。首先，管桩出现缺陷的地段都是重要建构筑物所处的阶段，均给予高度重视，并且经过综合的考虑，应对管桩缺陷的形成成因与管桩设计的参数要求进行分析，进而采取补桩或者是加固补强几逆行能够及时处理。

4.1挤土效应引起管桩缺陷

管桩中的地质条件较为复杂、多变，压桩的过程中，管桩易于受到来自邻桩的挤土效应，因而产生水平剪力。此外，当管桩沉桩之后，桩周的土体受到扰动，如果大型的桩机从桩顶的表面行驶而过时，就会增加土压力，进而产生水平力，若管桩的抵抗水平的承受能力比较差时，易于受到不同水平力的共同作用，从而导致桩身出现缺陷。

4.2接桩的位置

此外接桩的位置也将会影响到管桩的缺陷问题，接桩的方法使用二氧化碳保护焊，且焊接者均要求持证上岗，严格管理现场的各项操作。如果管桩中的接桩使用焊接方式进行，则管桩焊缝需要进行一定时间的冷却，可以有效避免焊缝遇地下水而产生冷却收缩现象，避免出现脆断。

4.3开挖不当

对软土地区进行施打预制桩之后，可于沉桩区开挖深基坑，并且开挖的深度4米到5米以上，此深度的范围中存在淤泥以及软弱土层，导致开挖的困难，如果挖土与弃土处理不当，抑郁导致桩身出现歪斜、位移、甚至裂缝。此外，由于是使用机械开挖，因此，机械的设备重量、以及在操作的过程中出现的振动、以及土体的重量以及其的标高差均可导致淤泥质土体出现移动，进而影响到管桩的沉桩。

4.4打桩出现偏差

管桩的沉桩存在缺陷，可以从沉桩的记录中体现出来，在压桩的过程中，如果管桩的质量、垂直度得到有效控制，就不会出现垂直度偏差。相反，如果管桩在采购时，没有专职的质检员、监理或者是工程师进行检查、验收，可导致桩身自身存在不合格的可能，若用于打桩，将会引发偏差，造成大的损失。

5.处理预制管桩的沉桩缺陷之对策

5.1加钢筋及灌芯进行补强

为了有效处理预制管桩中的沉桩缺陷问题，应使用加钢筋并灌芯补强，自桩顶到低缺陷裂缝以下的3.5米处。灌芯的纵筋使用为8φ18，箍筋是￠8@150，微膨胀的细石混凝土，混凝土的标号是C35。

5.2钢管插芯补强并捣实

钢管插芯补强并捣实，进行清孔，并且请专业的勘察队伍对桩芯杂物、孔壁的清洗以及设计的持力层等方面，均应进行清净，还应做好抽水的工作。其次，进行混凝土的浇捣时，为了更好地保障混凝土钢管插芯的质量，不仅需要采用标号为C35的微膨、且为胀细石混凝，而且混凝土在浇捣之前，应该先进行试放管芯的插管练习。在浇捣之时，可以通过混凝土下料中自由落体产生的冲击力，以便达到自振状态，每次下料的高度约为1米左右，并且下料的速度较快，一次性完成，并且振捣应密实，再将钢管插到已经浇捣得混凝土当中。最后对于浇灌的管桩和钢管壁产生的缝隙，可用混凝土加以振捣并密实。

5.3严格按图施工

为了减少出现压桩的挤土效应现象，应控制好压桩的顺序与压桩的量，应该重视对施工各环节工作的检查与监测。此外，在进行土方的开挖时，需要严格根据图纸施工、选择适合的开挖设备与机械，要有专人进行现场的指挥，由此一来，能够避免因开挖机械对管桩造成的碰撞。并且在各层的开挖前，应先将外露桩头挖出，进行桩坑的回填之后，方可进行机械挖土。

5.4有效控制打桩的顺序与工艺

在管桩进行沉桩时，应按照工程的实际进度合理地进行打桩的顺序与施工的工艺，不可盲目进行打桩。与此同时，当基桩通过检测之后，即可显示桩身的质量是否合格、是否有无缺陷等问题，进一步提高预制管桩的沉桩质量，更好的促进工程的顺利进行。

6.结语

综上所述，通过以上对预制管桩的沉桩的缺陷原因进行分析，进而提出有效的措施，更好地进行软土地基工程的建设。

参考文献

[1]祝红山.预制管桩的沉桩缺陷分析及处理[J].能源技术与管理,2017,03:142-144.

[2]周昱.关于预制管桩的沉桩缺陷分析及处理研究[J].科技与企业,2016,20:177.