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摘要：静压预应力管桩由于具有施工工期短、噪声低及污染小等优点，在我国沿海地区已得到大力推广应用，本文针对压桩中常见的质量问题进行分析和处理。
关键词：预应力管桩；预防措施；处理方法
尽管预应力管桩近年来发展很快，技术日趋成熟，被认为是一种质量较为稳定的桩型。但根据一些工程实例的检测和施工资料分析来看，仍存在一些质量缺陷和问题，给工程带来一定的危害，造成一些不必要的浪费。本文结合静压预应力管桩施工过程中常见的质量问题进行了原因分析，并给出预防措施和处理方法如下：
1桩身断裂
桩在沉入过程中，桩身突然倾斜错位，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，即桩身可能出现断裂。主要原因：1）桩身在施工中出现较大弯曲，在集中荷载作用下，桩已超过其自身抗弯强度，2）一节桩的细长比过大，且沉桩时遇到硬质土层； 3）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；4）桩在堆放、起吊、运输过程中产生裂纹或断裂未被发现；5)接桩焊缝不饱满，焊后自然冷却时间不够，接桩时两节桩不在同一轴线上，产生了曲折；6）桩位下存在坚硬障碍物或块石、孤石时，勘察深度不够，对施工场地内的不良地质现象（如孤石、已有建筑基础等）未能很好地揭示，桩压入后桩尖接触到地下障碍物时，被挤向一侧，局部应力增大导致桩身破坏；7）施工场地不平、烂泥、积水多，造成压桩时机身不平稳；8）持力层的岩面陡峭，桩尖与陡峭的岩面接触夹角较小，沉桩时极易造成断桩，其断桩率高达30%以上。
处理方法：当施工中出现断裂桩，需通知设计人员共同探讨，根据工程地质条件、上部荷载及所处的结构部位，来采取相应补桩的方法或根据桩身断裂程度在裂缝位置补强，补强方法有：（一）内加固法：一般对断桩位置深度大于4米的，采用螺旋钻清除管桩内杂物，并清理深度超过断裂处1米以下，经过内孔壁清洗干净后，将配螺旋箍式钢筋笼（钢筋笼纵筋及螺旋箍筋根据设计配筋）放置在管桩孔内，内灌掺有水泥重量12%的UEA微膨胀剂的高标号细石混凝土。（二）外加固法：一般对断桩位置深度小于4米的，用人工挖孔，钢筋混凝土圆模作护壁，找到断桩处，挖至断桩以下1米，将配螺旋箍式钢筋笼（钢筋笼纵筋及螺旋箍筋根据设计配筋）放置在管桩外侧，并用掺有水泥重量12%的UEA微膨胀剂的高标号细石混凝土灌注，将管桩外包。
2沉桩达不到设计要求
桩设计时是以最终贯入度和最终标高作为施工的最终控制。一般情况下，以一种控制标准为主，另一种控制标准为参考，有时沉桩达不到设计的最终控制要求，主要原因：一是勘探点不够或勘探资料粗略，勘探工作以点带面，致使设计考虑持力层或选择桩尖标高有误，尤其是在复杂的工程地质条件下，以及遇到地下障碍物如大块石头等，沉桩就会达不到设计要求。有时因为设计要求过严，超过施工机械能力或桩身砼强度；二是桩机及配重太小或太大，使桩沉不到或沉过设计要求的控制标高；三是桩身打断致使桩不能继续打入；四是中断沉桩时间过长，由于设备故障或其他特殊原因，致使沉桩过程突然中断，或接桩时，桩尖停留在硬土层内，如粘土，粉性土层中，在这类土中打桩，桩周围土体结构受振动迅速破坏，桩的贯入相当容易，但一旦停歇下来，桩周围土体迅速固结，且原来游离出来的孔隙水压力消失，桩身很容易和土体固结成直径较大的土桩，停歇时间越久，固结力越大，造成沉桩困难；五是群桩效应问题，砂为持力层时，桩数越多，会越挤越密实，最后就会出现下沉不多或不下沉的现象。
处理方法：当沉桩达不到设计要求时，应会同设计人员共同研究处理方法，根据沉桩的实际情况，采取送桩加深处理或补桩的方法，以保证桩基的施工质量。
3桩顶位移及桩身上浮
沉桩过程中，相邻的桩产生横向位移或桩上升现象。主要原因：一是软土地基施工密集群桩，挖土过早，空隙水压未消散造成桩位向一侧偏移或上浮；二是在沉桩时土被挤到极限密实度而向上隆起，致使相邻的桩也一起被涌起；三是在软土地施工时，由于沉桩引起的空隙压力把相邻的桩推向一侧或涌起；四是桩位放线不准，偏差过大；五是施工中桩位标致丢失或挤压偏离，施工人员随意定位；六是桩位标致与墙、柱轴线标志混淆搞错等，造成桩位错位较大；七是选择的行车路线不合理；八是土方开挖方法及顺序不正确。
处理方法：当位移已经发生，位移不大的，选用木架把桩上部顶正，再慢慢压入；当位移过大，用木架无法顶正时，应拔出重新沉桩；出现桩身上浮后一般应采用复压的办法使桩基达到设计要求，但对承受水平荷载的基础要慎重。
4引孔压桩的问题
为了满足双控指标的端承桩和摩擦桩复合受力桩体，既要满足单桩承载力要求，又要满足单桩有效桩长要求，或防止桩间的挤土效应太大，施工中往往采用引孔压桩的工艺，即先钻比管桩略小规格的直径钻孔，深度是桩长的（2/3～1）L，然后将管桩沿预钻孔压下去。引孔应随引随压，中间间隔时间不宜太长，否则孔内积水，一是会软化桩端土，待水消散后孔底会留有一定空隙；二是积水往桩外壁冒，削弱了桩的侧摩阻力，对于较硬土质中引孔压桩还会有桩尖达不到引孔孔底的现象，施工完成后孔底积水使土体软化，使承载力达不到设计要求。
5桩端封口不實
当桩尖有缝隙，地下水水头差的压力可使桩外的水通过桩接头的缝隙进入桩管内腔再经桩尖的缝隙渗入持力层，若桩尖附近的土质是软化岩，遇水易软化，从而直接影响桩的承载力。对于桩靴的焊接质量要求与端板间无间隙、错位，保证焊缝饱满，无气孔，施焊时应对称进行，焊拉时间控制得当，焊接完成后自然冷却8分钟左右方可施打，因高温焊缝遇水后变脆，容易开裂，工程上比较有效的补救技术措施是采用“填芯混凝土”法，即在管桩施压完毕后立即灌入高度为1.2m左右的C30微膨胀细石混凝土封底，桩端不漏水，桩端附近水压平衡，桩端土承受三相压力，承载力才能保持稳定。
6桩身倾斜
倾斜：桩身垂直偏差过大。原因分析：一是静压桩机自重加配重总重量大，桩机基础如不平整、坚硬，有较大坡度，沉桩过程中桩机基础容易产生不均匀沉降，极易使桩身发生偏移；二是桩机本身倾斜，则桩在沉入过程中会产生倾斜；三是稳桩时桩不垂直，送桩器、桩帽及桩不在同一条直线上。
处理方法：（一）根据现场实测基桩偏斜量，计算出桩身未破坏的I、II类桩每根桩的实际竖向承载力，继续利用其剩余承载力。补桩处理按每个承台进行，对每个承台内的各个基桩实际承载力进行评定后，得出每个基桩的竖向承载力特征值，求和得出承台群桩的竖向承载力特征值。复核相应于荷载效应标准组合作用于承台顶面的竖向力与桩基承台和承台上土自重标准值之和与承台群桩的竖向承载力特征值的差值，按照此差值进行补桩设计。（二）按上文桩身断裂的补强处理方法进行处理。
7接桩处开裂
接桩处出现开裂现象。原因分析：一是采用焊接连接时，连接处表面未清理干净，桩端不平整；二是焊接质量不好，焊缝不连续、不饱满、焊肉中夹有焊渣等杂物；三是焊接好后停顿时间较短，焊缝遇地下水出现脆裂；四是两节桩不在同一条直线上，接桩处产生曲折，压桩过程中接桩处局部产生集中应力而破坏连接。
处理措施：一是接桩前，保证连接部件清洁；二是接桩时，两节桩应在同一轴线上，焊接预埋件应平整服贴；三是焊接时应注意施焊的方法，施焊部位外观质量应符合规范要求。
8桩顶（底）开裂
由于目前压桩机越来越大，对于较硬土质，管桩有可能仍然压不到设计标高，在反复复压情况下，管桩桩身横向产生强烈应力，如果桩还是按常规配箍筋，桩顶混泥土会因抗拉强度不足而开裂，产生垂直裂缝，为处理带来很大困难；另一种情况就是管桩由软弱土层突然进入硬持力层，没有经过渡层，桩机油压迅速升高，桩身受到瞬间冲击力也容易引起桩顶开裂，如果硬持力层表面不平整，桩靴卡不进土引起桩头折断破碎，桩机油压又下降，再压时压力不稳定，吊线测量桩长发现比入土部分短。处理上事前改进桩尖形式（圆锥形桩尖易滑），事后用压力灌浆把桩底破碎混凝土粘结住，适当折减承载力设计值。
9结束语
预应力管桩是一门涉及工程设计、施工及结构与岩土工程理论的综合性应用技术，对预应力管桩的科学、合理的应用，勘察、设计、施工三个环节必须紧密地结合。在静压桩施工或基坑开挖时，经常会遇到因工程桩偏移、上浮、断裂、倾斜等质量问题而必须进行纠偏、补强和补桩等处理措施，预应力管桩的施工质量控制也早已为土木工程界所关注。本文结合预应力管桩工程可能出现的质量问题，针对这些问题和关注焦点进行了原因分析，并给出预防措施和相关的处理方法，供相关工程设计和施工参考或借鉴。
参考文献：
[1] 黄健之主编．建筑施工禁忌手册．上海.中国建筑工业出版社.2000年4月.
[2] 江正荣等编.《建筑施工手册》.第4版.北京.中国建筑工业出版社.2003年.
关键词：预应力管桩；预防措施；处理方法
尽管预应力管桩近年来发展很快，技术日趋成熟，被认为是一种质量较为稳定的桩型。但根据一些工程实例的检测和施工资料分析来看，仍存在一些质量缺陷和问题，给工程带来一定的危害，造成一些不必要的浪费。本文结合静压预应力管桩施工过程中常见的质量问题进行了原因分析，并给出预防措施和处理方法如下：
1桩身断裂
桩在沉入过程中，桩身突然倾斜错位，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，即桩身可能出现断裂。主要原因：1）桩身在施工中出现较大弯曲，在集中荷载作用下，桩已超过其自身抗弯强度，2）一节桩的细长比过大，且沉桩时遇到硬质土层； 3）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；4）桩在堆放、起吊、运输过程中产生裂纹或断裂未被发现；5)接桩焊缝不饱满，焊后自然冷却时间不够，接桩时两节桩不在同一轴线上，产生了曲折；6）桩位下存在坚硬障碍物或块石、孤石时，勘察深度不够，对施工场地内的不良地质现象（如孤石、已有建筑基础等）未能很好地揭示，桩压入后桩尖接触到地下障碍物时，被挤向一侧，局部应力增大导致桩身破坏；7）施工场地不平、烂泥、积水多，造成压桩时机身不平稳；8）持力层的岩面陡峭，桩尖与陡峭的岩面接触夹角较小，沉桩时极易造成断桩，其断桩率高达30%以上。
处理方法：当施工中出现断裂桩，需通知设计人员共同探讨，根据工程地质条件、上部荷载及所处的结构部位，来采取相应补桩的方法或根据桩身断裂程度在裂缝位置补强，补强方法有：（一）内加固法：一般对断桩位置深度大于4米的，采用螺旋钻清除管桩内杂物，并清理深度超过断裂处1米以下，经过内孔壁清洗干净后，将配螺旋箍式钢筋笼（钢筋笼纵筋及螺旋箍筋根据设计配筋）放置在管桩孔内，内灌掺有水泥重量12%的UEA微膨胀剂的高标号细石混凝土。（二）外加固法：一般对断桩位置深度小于4米的，用人工挖孔，钢筋混凝土圆模作护壁，找到断桩处，挖至断桩以下1米，将配螺旋箍式钢筋笼（钢筋笼纵筋及螺旋箍筋根据设计配筋）放置在管桩外侧，并用掺有水泥重量12%的UEA微膨胀剂的高标号细石混凝土灌注，将管桩外包。
2沉桩达不到设计要求
桩设计时是以最终贯入度和最终标高作为施工的最终控制。一般情况下，以一种控制标准为主，另一种控制标准为参考，有时沉桩达不到设计的最终控制要求，主要原因：一是勘探点不够或勘探资料粗略，勘探工作以点带面，致使设计考虑持力层或选择桩尖标高有误，尤其是在复杂的工程地质条件下，以及遇到地下障碍物如大块石头等，沉桩就会达不到设计要求。有时因为设计要求过严，超过施工机械能力或桩身砼强度；二是桩机及配重太小或太大，使桩沉不到或沉过设计要求的控制标高；三是桩身打断致使桩不能继续打入；四是中断沉桩时间过长，由于设备故障或其他特殊原因，致使沉桩过程突然中断，或接桩时，桩尖停留在硬土层内，如粘土，粉性土层中，在这类土中打桩，桩周围土体结构受振动迅速破坏，桩的贯入相当容易，但一旦停歇下来，桩周围土体迅速固结，且原来游离出来的孔隙水压力消失，桩身很容易和土体固结成直径较大的土桩，停歇时间越久，固结力越大，造成沉桩困难；五是群桩效应问题，砂为持力层时，桩数越多，会越挤越密实，最后就会出现下沉不多或不下沉的现象。
处理方法：当沉桩达不到设计要求时，应会同设计人员共同研究处理方法，根据沉桩的实际情况，采取送桩加深处理或补桩的方法，以保证桩基的施工质量。
3桩顶位移及桩身上浮
沉桩过程中，相邻的桩产生横向位移或桩上升现象。主要原因：一是软土地基施工密集群桩，挖土过早，空隙水压未消散造成桩位向一侧偏移或上浮；二是在沉桩时土被挤到极限密实度而向上隆起，致使相邻的桩也一起被涌起；三是在软土地施工时，由于沉桩引起的空隙压力把相邻的桩推向一侧或涌起；四是桩位放线不准，偏差过大；五是施工中桩位标致丢失或挤压偏离，施工人员随意定位；六是桩位标致与墙、柱轴线标志混淆搞错等，造成桩位错位较大；七是选择的行车路线不合理；八是土方开挖方法及顺序不正确。
处理方法：当位移已经发生，位移不大的，选用木架把桩上部顶正，再慢慢压入；当位移过大，用木架无法顶正时，应拔出重新沉桩；出现桩身上浮后一般应采用复压的办法使桩基达到设计要求，但对承受水平荷载的基础要慎重。
4引孔压桩的问题
为了满足双控指标的端承桩和摩擦桩复合受力桩体，既要满足单桩承载力要求，又要满足单桩有效桩长要求，或防止桩间的挤土效应太大，施工中往往采用引孔压桩的工艺，即先钻比管桩略小规格的直径钻孔，深度是桩长的（2/3～1）L，然后将管桩沿预钻孔压下去。引孔应随引随压，中间间隔时间不宜太长，否则孔内积水，一是会软化桩端土，待水消散后孔底会留有一定空隙；二是积水往桩外壁冒，削弱了桩的侧摩阻力，对于较硬土质中引孔压桩还会有桩尖达不到引孔孔底的现象，施工完成后孔底积水使土体软化，使承载力达不到设计要求。
5桩端封口不實
当桩尖有缝隙，地下水水头差的压力可使桩外的水通过桩接头的缝隙进入桩管内腔再经桩尖的缝隙渗入持力层，若桩尖附近的土质是软化岩，遇水易软化，从而直接影响桩的承载力。对于桩靴的焊接质量要求与端板间无间隙、错位，保证焊缝饱满，无气孔，施焊时应对称进行，焊拉时间控制得当，焊接完成后自然冷却8分钟左右方可施打，因高温焊缝遇水后变脆，容易开裂，工程上比较有效的补救技术措施是采用“填芯混凝土”法，即在管桩施压完毕后立即灌入高度为1.2m左右的C30微膨胀细石混凝土封底，桩端不漏水，桩端附近水压平衡，桩端土承受三相压力，承载力才能保持稳定。
6桩身倾斜
倾斜：桩身垂直偏差过大。原因分析：一是静压桩机自重加配重总重量大，桩机基础如不平整、坚硬，有较大坡度，沉桩过程中桩机基础容易产生不均匀沉降，极易使桩身发生偏移；二是桩机本身倾斜，则桩在沉入过程中会产生倾斜；三是稳桩时桩不垂直，送桩器、桩帽及桩不在同一条直线上。
处理方法：（一）根据现场实测基桩偏斜量，计算出桩身未破坏的I、II类桩每根桩的实际竖向承载力，继续利用其剩余承载力。补桩处理按每个承台进行，对每个承台内的各个基桩实际承载力进行评定后，得出每个基桩的竖向承载力特征值，求和得出承台群桩的竖向承载力特征值。复核相应于荷载效应标准组合作用于承台顶面的竖向力与桩基承台和承台上土自重标准值之和与承台群桩的竖向承载力特征值的差值，按照此差值进行补桩设计。（二）按上文桩身断裂的补强处理方法进行处理。
7接桩处开裂
接桩处出现开裂现象。原因分析：一是采用焊接连接时，连接处表面未清理干净，桩端不平整；二是焊接质量不好，焊缝不连续、不饱满、焊肉中夹有焊渣等杂物；三是焊接好后停顿时间较短，焊缝遇地下水出现脆裂；四是两节桩不在同一条直线上，接桩处产生曲折，压桩过程中接桩处局部产生集中应力而破坏连接。
处理措施：一是接桩前，保证连接部件清洁；二是接桩时，两节桩应在同一轴线上，焊接预埋件应平整服贴；三是焊接时应注意施焊的方法，施焊部位外观质量应符合规范要求。
8桩顶（底）开裂
由于目前压桩机越来越大，对于较硬土质，管桩有可能仍然压不到设计标高，在反复复压情况下，管桩桩身横向产生强烈应力，如果桩还是按常规配箍筋，桩顶混泥土会因抗拉强度不足而开裂，产生垂直裂缝，为处理带来很大困难；另一种情况就是管桩由软弱土层突然进入硬持力层，没有经过渡层，桩机油压迅速升高，桩身受到瞬间冲击力也容易引起桩顶开裂，如果硬持力层表面不平整，桩靴卡不进土引起桩头折断破碎，桩机油压又下降，再压时压力不稳定，吊线测量桩长发现比入土部分短。处理上事前改进桩尖形式（圆锥形桩尖易滑），事后用压力灌浆把桩底破碎混凝土粘结住，适当折减承载力设计值。
9结束语
预应力管桩是一门涉及工程设计、施工及结构与岩土工程理论的综合性应用技术，对预应力管桩的科学、合理的应用，勘察、设计、施工三个环节必须紧密地结合。在静压桩施工或基坑开挖时，经常会遇到因工程桩偏移、上浮、断裂、倾斜等质量问题而必须进行纠偏、补强和补桩等处理措施，预应力管桩的施工质量控制也早已为土木工程界所关注。本文结合预应力管桩工程可能出现的质量问题，针对这些问题和关注焦点进行了原因分析，并给出预防措施和相关的处理方法，供相关工程设计和施工参考或借鉴。
参考文献：
[1] 黄健之主编．建筑施工禁忌手册．上海.中国建筑工业出版社.2000年4月.
[2] 江正荣等编.《建筑施工手册》.第4版.北京.中国建筑工业出版社.2003年.