近年來，PHC管樁（先張法預應力混凝土管樁）由于具有樁身成型質量好、混凝土強度高、單樁承載力大、價格便宜、施工快捷且采取靜壓施工時對周圍環(huán)境影響小等優(yōu)點而被廣泛應用于工業(yè)與民用建筑中。因此在廣東及沿海發(fā)達地區(qū)PHC管樁在20多種樁基中占據(jù)了80%以上，這種趨勢正在全國各地蔓延。但在地質條件較差(如軟土中存在硬夾層或孤石等)或者打樁施工順序的不合理，還有管樁自身承受水平荷載能力差等原因，管樁在施工過程中容易發(fā)生斷樁、傾斜等缺陷。對于斷樁，在施工過程中能夠及早發(fā)現(xiàn)時，一般采用補樁進行處理，簡單快捷。下面通過某工程實例淺談斷樁的處理方法及預防措施。
一、工程概況
某住宅小區(qū)8#是一幢二十七層的聯(lián)體樓，整棟建筑物為框架剪力墻結構。
本工程基礎采用《10G409》預應力高強混凝土管樁，編號：PHC500AB125-12，單樁豎向承載力特征值2500KN，工程樁樁長按照設計提供的有效樁長參考值14.5m～31m，使用的配樁樁長為6m、9m和12m，施工時按照設計提出的終壓控制標準來執(zhí)行，終壓控制標準可根據(jù)下列條件和原則綜合確定，①、根據(jù)現(xiàn)場試壓樁的試驗結果；②、終壓值可取樁的豎向承載力特征值的2.2倍，并復壓3次；③、穩(wěn)壓壓樁力不得小于終壓力，穩(wěn)壓壓樁的時間宜為5～10s。
按照地基土層成因時代、埋藏條件、巖性持征及其物理力學性質的差異等，將勘探深度以淺土體劃分為5個工程地質單元層，土層自上而下的分布情況見表1。本工程選用的持力層為⑤-2，樁端進入持力層的深度≥1m。
二、施工過程中發(fā)生斷樁現(xiàn)象描述
根據(jù)本工程特點，選用一臺ZYJ680型抱壓式液壓壓樁機施工。管樁之間的焊接方式為二氧化碳保護焊。施工過程中監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，8#樓在打下第一根1#樁和第二根3#樁時(樁編號情況見圖1)，最終壓樁力分別為5563kN，符合設計所要求單樁豎向承載力的終壓標準。同一個承臺下的第三根2#樁在入土深度為18m時，樁身在地面以上1m的位置斷裂，此時壓樁力為4560。相臨承臺下的16#樁在入土21.8m時，工程樁樁頂被送樁器壓破，此時樁頂在設計標高以上1m，壓樁力為4867kN。
在樁基施工過程中，其中5根存在不問題程度的樁身斷裂問題。
三、施工過程中產(chǎn)生斷樁的原因分析
經(jīng)調查分析，產(chǎn)生斷樁的主要原因如下：
1、樁身質量的影響
1)用鋼尺量出壁厚有少于125mm的情況；
2)有些樁內表面混凝土坍落度過大，露出粗骨料；
3)樁身合縫處有少數(shù)漏漿情況，累計露將長度超過管樁長度的10％；
4)有些樁常壓養(yǎng)護未滿14d齡期，導致管樁的混凝土強度未達到設計強度。
2、壓樁機使用及控制的影響
1)靜壓樁機機械維修不及時，液壓系統(tǒng)漏油導致樁機支撐下滑；
2）靜壓樁機自重加配重總重量大，樁機基礎在不平整的地方，沉樁過程中，樁機容易產(chǎn)生不均勻沉降，樁身極易發(fā)生偏移；
3)施工過程中由于斜樁現(xiàn)象的出現(xiàn)，或樁端、送樁器不平整導致樁端應力集中，使樁頭爆裂；
4)樁機施工過程中，樁機擅自移動機架校正樁位、樁身垂直度，導致樁身斷裂。
3、壓樁速度與擠土效應的影響
靜壓法施工預應力管樁屬于擠土類型，往往由于沉樁時使樁四周的土體結構受到擾動，改變了土體的應力狀態(tài)，產(chǎn)生擠土效應；施工方法與施工順序不當，每天成樁數(shù)量太多、壓樁速率太快、布樁過多過密，加劇了擠土效應。
4、土質的影響
1)從表2可以看出，5根斷樁中，有2根樁入土深度為15～18m，此時，工程樁樁底正處于礫質粘性土層④。④土層天然含水量平均值為29.43％．可塑，天然孔隙比e平均值為0.864，該土層不均勻，揭露層厚為3.2～26.5m，平均層厚為16.42m。
2)大部分工程樁在擊穿④土層后直接進入⑤-1層。⑤-1土層為全風化花崗巖，見水易崩解，手捏呈粉砂狀，揭露層厚為1.8～10.9m，平均層厚4.84m
從表2分析可知，絕大部分樁在貫入過程中在該土層受阻。
四、PHC管樁施工技術調整措施和斷樁處理
為減少施工過程中的發(fā)生斷樁現(xiàn)象，經(jīng)設計、監(jiān)理和施工方協(xié)商，根據(jù)實際情況對施工工藝進行適當調整，并對斷樁進行了處理。
1、PHC管樁施工技術調整與預防措施
l.1提高管樁的等級
根據(jù)規(guī)范，先張法預應力混凝土管樁中管樁的樁身豎向承載力設計值計算出PHC500AB125-12管樁樁身豎向承載力極限值為5700多KN，但是所統(tǒng)計的問題樁中，破壞時的壓樁力都小于5500KN。究其原因，主要是因為預制管樁的混凝土在養(yǎng)護時強度未達到設計值的100％就運至工地使用，或者樁端板址涅凝土末灌實?？紤]到管樁出廠時樁身實際承載力與設計值的偏差存在不確定因素，在施工期間將本工程樁改為PHC600AB190-12，而相對于原管材價格并未提高。
1.2樁機及其作業(yè)環(huán)境的優(yōu)化
1)靜壓樁樁機在停歇期間，對機槭設備進行了維修，以避免影響施工質量；
2)在較軟弱的場地上適當鋪設道渣，保證了場地的平整、堅硬，不使樁機在打樁過程中產(chǎn)生不均勻沉降。靜壓樁樁機對施工場地要求較高，由于本次使用的樁機及配重達到680t以上，為防止樁機下陷而造成樁身傾斜、樁機擠壓對樁位的影響，影響施工質量及施工安全，對施工場地進行了局部回填和平整，提高了地基承載力，使其達到靜壓樁施工要求。
1.3管樁監(jiān)控措施
1)施工過程中嚴格控制好樁身垂直度，并將重點放在第一節(jié)樁上，垂直度偏差不得超過拄長的0.5％，壓樁架、樁身及送樁器在同一直線上，沉樁時設置2臺經(jīng)緯儀在成90的兩個方向上進行校準，并且停止了夜間作業(yè)；
2)通過控制配樁長度控制接樁在樁尖進人硬土層之前進行。接樁時，盡可能使上、下兩根樁的中心線偏差不大于2mm。節(jié)點彎曲矢高不大干樁段的0.1%。
3)為了保證送樁時工程樁樁頂?shù)钠秸?，在工程樁樁頂放置一塊同樁身截面大小的模板，以保證樁頂緩沖受力均勻?；颈苊饬斯こ虡稑俄斣谒蜆哆^程中的相互玻壞。
1.4沉管速度控制
1）沉樁速率一般控制在1m/min左右；并制定有效的沉樁流水路線，在位于本工程北面約20m的地方有一幢6層占地面積為4712m2的員工宿舍。因本工程的某些樁較為密集，且一側靠近已建建筑物，在樁基后續(xù)施工過程中，采取的是從相鄰建筑物的一側開始由近向遠進行；承臺邊緣的樁，待承臺內其他樁打完并里新測定樁位后，再插樁施打。
2)控制施工過程中停歇時間，避免由于停歇時間過長，摩阻力增大影響樁機施工，造成沉樁困難。通過地質勘察報告詳細了解土層分布情況，確定樁體組合長度，使組合樁的下段樁與上段樁焊接時，避免接頭處于土層分界處及土層活動較多處時活動土層對樁身的破壞。
2、斷樁處理
PHC樁施工完畢，應采用低應變檢測方式檢測，如果有斷樁事故發(fā)生時，必須對斷樁進行處理.以確保該位置處的樁能滿足設計要求，保證工程質量。根據(jù)PHC樁的斷裂位置距樁頂距離可分為、淺部斷裂(斷裂點距樁頂2m-5m左右)、深部斷裂(斷裂點距樁頂大于5m)。
PHC樁深部斷裂時，應采用補樁措施進行處理。
PHC樁淺部斷裂時，斷裂位置大部分發(fā)生距樁頂在2m-5m左右，是斷樁處理的里點實際施工中可采用以下兩種方法進行處理。
2.1接樁法處理
處理該類事故時，先用低應變法檢測該樁斷裂深度，建議用人工挖孔方法。將斷裂部位以下0.5m處，用割樁器切l(wèi)整齊、再次進行低應變檢測，如下部樁身完好無損，可進行接樁處理，接樁的節(jié)點構造如圖2所示。接樁通常做法：一般在原PHC樁外徑的尺寸基礎上再擴大200mm，接樁下部套入工程樁頭500mm-1OOOmm，先下好鋼護筒，再下入鋼筋籠，最后在PHC樁內下入托板和鋼筋骨架，達到要求后灌注比設計承臺混凝土強度高一等級的混凝土。
2.2填芯法處理
對干淺部斷裂的PHC，也可以采用填芯法的補強技術，常用的填芯補強方法主要有：高壓注槳填芯法和普通振搗填芯法。基本做法均是在缺陷位置上下若干長度范圍內安置鋼筋籠灌注混凝土，對缺陷進行補強。高壓注槳填芯法能夠將水泥漿壓入樁身的缺陷位置，補強效果較好，但要求的位置精度較高，且工藝較復雜、工期處長，較多的可采用普通振搗填芯法。
本工程均綜合應用了以上二種方法，見圖3。在接樁位置1000mm以下范圍內安置鋼筋籠，鋼筋籠鋼筋與管樁鋼筋進行焊接后，灌注同承臺標號相同的現(xiàn)澆混凝土，并對接樁部位進行補強加固處理。接樁部位補強加固用C犯無收縮細石混凝土進行填芯施工，具體采用普通振搗填芯法將水泥漿搗人樁身的接樁位登進行樁身，振搗均勻，以對接樁位皿進行補強加固，增加接樁部位樁身的整體耐壓強度。實踐證明，這種處理方法效果較好。
五、施工效果分析評價
本工程通過采取積極的調整措施并加強施工過程中的質量控制，后期施工較為順利，在主體施工過程中，建設單位委托了第三方監(jiān)測單位對本工程進行了全過程的沉降觀測。
本工程的累計沉降以及相鄰樁之間的差異沉降均滿足規(guī)范的要求。
另外從圖4也可看出，該建筑在主體荷載基本到位的情況下，沉降速度和累計沉降已經(jīng)趨干穩(wěn)定。并且考慮到本工程的地質條件，以及預制樁承載力的時間效應，預應力管樁在沉樁后隨著時間的增長其承載力都會有較大幅度的提高，所以可認定本工程對管樁的施工與處理效果是比較理想的。
六、結束語
綜上所述，預應力混凝土管樁處于不同土層中時，一定要結合管樁的受力特征，采取相應的措施減少土體擾動，增強管樁抗側剛度，以保證樁基施工安全。在沉樁過程中，當壓樁力達不到規(guī)范的要求時，應首先分析原因，找出問題所在，不要盲目地一味增加樁長；斷樁處理與接樁施工要按照設計與相關規(guī)范進行正
確施工與檢測，確保補樁效果。
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