【摘要】預應力混凝土管樁的應用越來越廣泛，可由于地質條件、擠土效應、收錘標準控制不當等方面容易引起一系列問題，對這些問題可以通過擴大承臺法、改變施工法、修改設計法、復合地基基礎法等多種方法來處理，減少工程事故的發生。

　　【關鍵詞】預應力管樁；強風化巖層；擠土效應；貫入度

一、前言

　　預應力混凝土管樁由于具有樁身強度高（≧C60），施工速度快，工期短，成樁質量可靠，監理檢測方便，綜合單位承載力造價較低等優點，因此成為設計人員優先選用的樁基，建設單位也普遍樂于接受。近幾年來，該樁型的得到了廣泛的應用。

　　但在預應力管樁應用中，由于勘察、設計、施工等許多因素，稍有不慎，就可能造成事故或留下安全隱患。本文結合一些工程實踐，探討預應力管樁基礎事故中幾個重要但容易被忽視的問題，同時提出了對常見事故的一些處理方法。

二、幾個重要問題的探討

　　（一）不宜應用管樁的工程地質條件問題

　　預應力管的廣泛應用并不代表它能適用于任何場地。它的持力層可選擇為強風化巖層，堅硬的粘土層或密實的砂層、碎石層，一般可以打入強風化巖層1～3m，即可打入N=50～60的地層，但不能打入中風化巖和微風化巖。

　　某六層宿舍樓地基工程，原設計采用￠300PHC和￠400PHC樁，用D35柴油錘施打。該場區巖基埋深較淺，淺者為12m，深者為20m，在正常的地質條件下采用預應力管樁無可非議。但該工地打樁50根，斷樁數為11根，破損率超過20%，有關單位召開事故分析會議，初步認為有三個原因：（1）管樁質量有問題；（2）打樁施工有問題；（3）地質也有問題。最后一致認為管樁質量應該是好的，施工也符號操作規程，打樁破損率高完全是工程地質條件不適所造成的。該鉆孔地質資料揭示：巖基埋深較淺，平均為13～14m，不是強風化而是中至微風化巖，基巖上部的強風化層很薄，甚至缺少。在這種“從松軟突變到特別堅硬的地層”中施打預應力管樁，其破損率必然很高。原因就是沒有“緩沖層”，樁尖一下子碰到中、微風化的硬巖，而樁身四周又都是摩擦力很小的松軟層，所以強大的打樁沖擊力會全部傳向樁尖并由樁尖處巖面再以壓力波反射回來，使樁身混凝土受壓破壞。最后設計改變樁型，根據該區中風化巖基埋藏較淺的有利條件，采用了鉆孔灌注樁，得到了良好的技術經濟效益。

　　某六層宿舍樓地處山腳坡地上，設計采用￠500預應力管樁，用50型柴油錘施打。在施打過程中發現管樁打到石面時，多根樁尖沿巖面滑移，樁身突然傾斜而折斷，有的雖無滑移，但樁身突然下沉，據判斷此樁可能破碎。據工程地質報告顯示，該場區沒有反映出有障礙的存在，但應該是一山坡地段，傾斜較大，很可能存在一些未風化的巖塊，孤石等，不宜采用預應力管樁。

　　（二）擠土效應引起的問題

　　預應力管樁屬于擠土樁類型，尤其采用封口樁尖時，其擠土效應更明顯，引起的問題也屢見不鮮。

　　某五層綜合樓工程，該工程樁施工完畢1個月，采用小應變檢測方式抽檢，以確定樁基的完整性。抽檢選取50根樁，其結果如下：樁體完整的A類樁為15根，占30%，樁體存在問題的B類樁占25根，占50%。，樁身完整性差，屬不合格的C類樁10根，占20%，數據曲線還顯示，不少樁接頭處脫落，部分樁出現裂縫。造成這工程事故的原因有多方面的，有接頭質量的主要原因，但擠土效應也是不容忽視的重要原因。此工程預應力管樁采用十字型樁尖，擠土明顯，地理位置在江邊，上部分為含水量高的淤泥質土，打樁時會產生孔隙水壓力，使擾動的軟土抗剪強度降低，產生土體的蝕變和蠕動變形。沉樁入土時，當排擠的土體體積（與樁基體積相同）占沿樁范圍土體體積5%以上時，就會產生明顯的擠土效應，造成地面土體隆起和側移，并使先完成的鄰樁向上抬起。因為先施工的樁底部支承在堅硬的土層上，接頭質量不好，則使上下樁體脫開，有的樁頭雖未脫開，但造成上浮，樁的承載力達不到設計要求。

　　以上事故是忽視了擠土效應的影響而造成的。我們必須認真合理安排打樁順序，必要時對其不良影響采用預防措施：1．適當擴大樁的中心距；2．預鉆孔沉樁，孔徑約比樁徑小50～100㎜，施工時應隨鉆隨打；3．設置袋裝砂井塑料排水板，消除部分超孔隙水壓力，減少擠土現象。對已出現土體上涌現象時應通過檢測質量，采取復打工藝及補樁加固等處理。

　　（三）對收錘標準控制不當引起的問題

　　收錘標準即終此打樁的控制標準，對打樁工程質量起著重要的作用。收錘標準一般應以到達的樁端持力層，最后貫入度或最后1m沉樁錘擊數作為控制指標。樁端持力層作為定性控制，最后貫入度或最后1m沉樁錘擊數作為定量控制。當然，這些主要指標隨工程條件不同而有所不同。

[Page]

　　有不少工程由于對主要指標控制不當，出現了各種的工程質量事故。某工程要求樁端持力層一定要打到強風化巖層，結果樁的總錘數有的高達3000～4000錘，一經小應變檢測，有10%左右的樁出現了樁身質量問題。該工程的地質資料顯示強風化巖層較深（平均30m左右），其上面有8～12m深的堅硬風化殘積土層，樁進入這堅硬的風化殘積土層7～8m左右即可滿足設計承載力和沉降要求，若死抱住非打到強風化巖層不可的觀點，則因錘數過多而造成樁身混凝土發生疲勞破壞。某工程因為對最后貫入度控制過嚴（最后貫入度控制值為10㎜/10擊），結果造成了不少斷樁，有的經檢測在接頭和樁身（下接第162頁）（上接第160頁）均出現了裂縫。其實最后貫入度控制值不是越小越好，該值定的太小，錘擊數必然增多，不僅樁體容易內損或被打爛，還會降低柴油錘的使用壽命。據有關資料表明，達到承載力設計值的最后貫入度控制值為20～40㎜/10擊時，打樁錘的選擇是比較理想的，而且有的規范規定，PC樁最后1m錘擊數不宜超過300擊。

　　因此，關于收錘標準一定要具體情況具體分析，不能認為列出這么多收錘指標，收錘驗收時一定要全部達到這些指標不可，應該有所側重，突出重點，抓住主要矛盾，參考其他指標，做綜合評定。通過試打樁來確定收錘標準是較好的辦法，通過試打樁，了解管樁的可行性，驗證選錘的合理性，在保證承載力設計值的前提下提出比較合實際的可操作的收錘標準。

三、一些預應力管樁常見事故及其處理辦法

　　目前常見預應力管樁樁基事故按其性質分為以下幾類：

　　1．測量放線錯誤，導致整個建筑物錯位或樁位偏差過大。
　　2．單樁承載力達不到設計值。
　　3．斷樁，包括樁身斷裂和樁頭斷裂。
　　4．預制樁身傾斜。
　　5．沉樁深度不足。
　　6．土體上涌使樁上升但未斷。

　　對于這些問題，如何加固處理？對工程質量的保證及工程造價的影響是非常重要的，下面提出一些常用的事故處理方法。

　　（一）擴大承臺法

　　常用于以下幾種事故的處理：

　　1．樁位偏差大。原設計的承臺平面尺寸滿足不了規范規定的構造要求。

　　2．考慮樁土共同作用。當單樁承載力達不到設計要求，可擴大承臺并考慮與天然地基共同分擔上部結構承載的方法處理。

　　3．樁基質量不均勻，防止獨立承臺出現不均勻沉降，或為提高抗震能力，可采用把獨立承臺連成整體，提高基礎整體性，或設抗震地梁。

　　（二）改變施工法

　　樁基事故有些是因為施工順序錯誤或施工工藝不當而造成的，處理時，一方面事故樁采用適當的補救措施，另一方面要改變錯誤的施工方法，防止事故的發生，常用的處理方法有：1．改變成樁順序。2．改變成樁方法。3．改用施工機械設備。4．改鉆孔沉樁，施工時應隨鉆隨打。5．控制沉樁速率。

　　（三）修改設計法

　　1．改變樁型，當地質資料與實際不符或不適合用預應力管樁時，造成的樁基事故，可采用改樁型的方法處理。

　　2．改變樁入土深度，例如預制樁沉樁過程中，遇到較厚的密實粉，細砂層或堅硬粘土層時，產生嚴重斷樁時，常采用縮短樁長，增加樁數量。

[Page]

　　3．改變樁位，修改承臺等。

　　（四）復合地基基礎法。此法在利用樁土共同作用的基礎上，還對地基作適當處理，提高了地積的承載力，更有效的分擔樁基的荷載。

　　（五）其它處理法，如復打法、糾偏法等。

　　（六）綜合處理法。選用各種方法的幾種綜合應用，往往可取得比較理想的效果。

四、結語

　　預應力管樁的廣泛應用是必然的趨勢，但只有對管樁的應用條件認識清楚，了解清楚有關地質資料，掌握適當的施工方法，才能減少不必要的工程事故。

　　【作者簡介】吳艷（1973—），女，江西蓮花人，江西省蓮花縣建筑設計院助理工程師。