1、浅谈预应力管桩断桩的原因及处理与预防摘要：预应力管桩施工工艺简单、可靠性高、对地质条件适应性强、承载力高、费用低、工期短、监理难度小、检测方便，因而被广泛运用于工业与民用建筑基础工程中。本文从场地、地质、桩基施工、基础开挖等方面对预应力管桩断桩进行原因分析，并提出了相应的预防措施和断桩处理方案。 关键词：预应力管桩；断桩；处理；预防 中图分类号： TU378 文献标识码： A 一、预应力管桩断桩的原因 从大量的工程实践来看，预应力管桩的断桩一般由以下 3 方面的原因造成： 首先是桩身质量问题：如混凝土强度等级不足或管桩出厂前没有足够的养护时间或在桩材的起吊、运输和堆放等过程中没有采取足够的保护
2、措施，导致桩身结构强度极限值不满足设计要求。桩身质量不合格的管桩，在沉桩过程中很容易压断。 其次是设计问题主要包括两方面：（1）桩型选择不当，主要是场地地质复杂时选型不当，如在硬夹层或孤石、障碍物较多的软土地区选用预应力管桩作基础，很容易碰到孤石等，施工过程中无法压到持力层而又不及时调整桩长就容易断桩。 （2）持力层选择不当，如没有正确选择持力层或要求桩基进入持力层的深度过大而无法送桩到设计深度或持力层岩面起伏较大而桩长不灵活调整等。此外，设计中如选用桩径不当、间距过密，也容易出现断桩现象。 最后施工方面也是一个重要问题：主要包括沉桩施工不妥和基坑施工不当两种情况。 沉桩施工不妥体现在以下几个
3、方面：场地地表土地耐力较差，桩机在沉桩过程中下陷，无法有效控制桩身垂直度；接桩焊接不当；桩机移动措施不当，或没有合理安排沉桩流程、沉桩速率没有设置应力释放孔、沉桩监测，由于挤土效应，产生了后续施工对已完成的桩产生偏位和断桩。 基坑施工不当体现在以下几个方面：基坑开挖时，大型挖机挖铲转动时不慎碰到桩头，造成断桩；基坑内土方开挖程序未严格按照设计要求分层、分段开挖；在淤泥质土较厚地区，土体本身的流动性大。加上其中积聚的沉桩挤压力、土层中孔隙水压朝开挖方向释放，进而加剧了淤泥向开挖方向流动，又因预应力管桩对水平的抵抗能力小，随着土体的位移而向开挖方向倾斜，如果一次开挖过深就会引起管桩的偏位、严重的产
4、生断裂；围护不当产生边坡失稳，边坡一旦失稳，基坑壁侧向移动，将严重破坏工程桩倾、斜断，桩通常是土钉支护等支护形式容易出现这种问题。 二、断桩常见处理方案 2.1 采用人工方法，实施挖孔接桩 在施工过程中，根据不同的施工对象，采用不同的施工办法，对于高层的建筑而言，通常采用的是直径较大的管桩，这种大直径管桩承载力强。对大直径管桩进行处理，一般是在 2 米到 5 米之间进行人工挖孔的接桩，一直挖孔到断桩的位置，同时还要延伸至 0.5 米左右。在完成了上述这些环节之后，再从管桩内植入螺纹主筋，这种方案主要是针对粘土性比较好的地层。 2.2 采用管内填芯来加固加大承台 在对多层建筑进行施工时，一般采用
5、的是小直径的管桩，管桩直径为 300mm、400mm，相对于大直径的管桩而言，这种小直径的管桩承载力较小，而且断桩的位置也相对较浅，出现断桩的深度不会太深，一般在 2 到 3 米之间，此时，就可以采用填芯加大承台的手段，来对其进行加固，一直加固到断管的位置；然后从管桩的内径中植入锣纹主筋，一般是植入 4 到 6 根左右的螺纹主筋；最后再加大承台的尺寸来浇筑承台，有效的消除或降低断桩造成的不良影响。 2.3 土方回填 在施工过程中，如果出现了断桩的情况，而且断桩的位置比较深，比如在 3m 到 5m 之间，则首先要对断桩进行分析，如果断桩的面积比较大，而且断桩的位置比较深，此时，就要考虑到断桩位置
6、的土质条件，如果土质条件不适宜挖孔进行接桩，也不适用与填芯加大承台的办法，那就需要将土方回填进去，然后重新打桩。例如，某工程施工中，由于前期的地形、剖面的测量工作不到位，致使出现管桩断桩情况，此时应根据断桩位置土质条件，及时进行土方回填，重新打桩。 2.4 采用高压劈浆方法 对于基坑开挖后的预应力管桩，在较深处出现断桩情况也经常出现，且对于补打管桩也因受限于场地等原因而无法实现，此时可以采用高压劈浆方法进行断桩处理。首先，由检测单位采用低应变检测法（动测）判断断桩位置以及断桩的严重程度，判定断桩位置后，用高压水冲洗管桩内泥浆等杂物，冲洗至断桩位置以下 2 米左右，用混凝土封底，带混凝土凝固后下
7、钢筋笼（钢筋笼长约 45 米）及两根高压注浆镀锌管， （镀锌管底部用堵头封死，并在镀锌管从底部上来 2 米左右位置的侧壁，也就是与断桩位置重叠处用电焊机烧出几个小孔，再用黑胶布等把小孔缠绕起来）两根镀锌管均高出管桩面 50cm 左右，把水泥净浆灌入管桩内，直至水泥浆满出管桩，再待水泥净浆初凝至终凝前，采用高压注浆机，分别从两根镀锌管内注入高强度水泥净浆，高强度水泥净浆从预先开孔的镀锌管侧壁劈入断桩界面位置从而加强管桩断裂面连接性能达到断桩处理目的。例如，福州某工地预应力管桩，采用高压劈浆方法后，再采用低应变检测方法检测管桩完整性，波形前后对比后，效果改善明显。 三、断桩预防措施 严格控制桩身结
8、构强度，确保工程桩质量的合格是顺利沉桩的前提。为了确保桩身质量，要求管桩出厂前应至少有 14d 龄期的自然养护时间，在桩材的起吊、运输和堆放等过程中严格按照相应的施工规范要求执行，每批桩进场必须提供相应的质量保证书，桩材进场时应由桩基施工企业专职人员配合监理单位对桩身进行验收。 在设计上要合理选择桩型、确定桩基参数。在认真分析地质条件的前提下，大面积压桩前一定要做好试桩工作，并根据试桩情况，确定好管桩长度避免强行压桩，到指定标高而导致断桩。必要时，可采用厚壁桩，针对具体工程地质情况，备用一些 AB 型或 B 型管桩，根据施工情况和地质状况有选择使用，虽然桩的成本增加，但从减少断桩和缩短工期的角
9、度看，是经济的。 合理安排施工方案。做好沉桩准备工作，对地表进行必要地建筑垃圾铺设、碾压，保证其达到设计要求的地耐力打桩前预钻应力；释放孔（如预钻孔、砂井、塑料排水板等） ，防止工程桩倾斜。 有关规定正确施工，必须保证送桩杆与桩身的纵向轴线保持一致，第一节管桩起吊就位插入地面的垂直度偏差不得大于 0.5%，并及时用两台经纬仪双垂直方向校测，必要时宜拔出重插；尽量减少中间休歇时间；接桩时，上下节桩段应保持顺直，错位偏差不大于 2mm，焊接应符合有关规定，焊后自然冷却时间不得少于 8min，严禁用水冷却或焊好即打。采取措施控制沉桩速率和合理安排沉桩顺序，压桩初期沉桩速率宜控制在810 根/日，压桩
10、应按背离被保护对象的方向进行，并遵循“先深后浅，先大后小，先中间后两侧”的原则。在施工过程中，根据监测结果，及时适当地调整沉桩速率或压桩流程，必要时采用跳压或停压等措施来调节和控制土体位移量。严禁边压桩边开挖，开挖宜在桩基全部完成并至少隔 15d 进行以利于压桩中形成的土体内的应力消散基坑开挖前应先进行围护体系施工围护体系满足设计要求时才能进行开挖在基坑挖土过程中，避免损坏工程桩；开挖应结合后浇带设置情况按照分段分层间隔开挖，分段长度不宜大于以 20m、充分发挥“空间效应” ，分块位置按 1：1.5放坡处理；应控制分层之间土层高差小范围土层高差不大于 2m，桩周土体高差不宜超过 1m，以免局部
11、应力释放过快、导致管桩的偏位、断裂现象。 开挖次序严格遵循“分层开挖，先撑后挖”的原则。施工下层土钉时，上层土钉必须有 48h 以上的养护时间。做好基坑监测工作，在基坑开挖过程中，若有异常情况应进行连续观测，并及时通知各有关单位以便及时处理。同时做好应急预防措施，防止突发事件发生。 四、结语 造成预应力管桩断桩的因素是非常多，在具体的施工过程中，我们应及时发现问题的根源，做到冷静处理，安全施工，把断桩造成的严重后果降到最低。与此同时，我们需多借鉴国外先进经验，结合工程特点，有效的运用到实际施工中。笔者相信，通过不断的学习和改进施工工艺，施工中的预应力管桩断桩问题将会大大减少。 参考文献 1徐兴茹.浅析造成预应力管桩断桩的成因J.安徽建筑,2011,02:106-107. 2吴宏毓.预应力管桩常见质量问题及预防处理办法J.山西建筑,2010,21:114-115. 3黄琛.桥梁预应力砼管桩基础断桩预防及处理措施探讨J.广东公路交通,2013,03:22-24+46.
