预应力管桩施工断桩原因和预防措施.doc

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1、预应力管桩施工断桩原因和预防措施邹泓荣CAUSEOFPILE－BREAKAGEANDITSPREVENTIONMEASUREOFPRESTRESSEDTUBULARPILEDURINGCONSTRVCTIONZOUHongrong　　某粮库采用500×125mm预应力管桩，单桩竖向承载力标准值Rk=2500kN，以硬塑残积土为桩基持力层(或强风化层)，控制贯入度为2cm/10击。施工断裂桩总数23根，破桩率达8％，损失30万元，其中7号、155号、156号、269号桩位分别断桩5根、3根、2根(均无一成桩)。1　断桩过多的原因1.1　地

2、质情况比较复杂　　该场地软弱土层(填土、淤泥)厚度达15m以上，从地质剖面图看，粮库(北座)场地强风化岩面较浅，残积层较薄。后来在ZK1和ZK7附近的补钻孔证明，该部位淤泥层直接覆盖基岩，基岩表面强风化层和中风化岩层很薄，甚至缺失(直接到微风化)。在这种“上软下硬，软硬突变”的地质条件下打桩，管桩很快穿越软覆盖层后即遇硬层，贯入度突然变小；桩身反弹剧烈，桩身容易断裂。从打桩记录看，212号桩仅23击就断裂；而同一承台未断桩211号桩，从1～21m管桩自沉，其第22m、23m、24m分别为3击、16击、213击。269号和269号补桩，分别

3、以20击、22击断裂。粮库(南座)场地强风化岩层较深，有明显陡坡(其偏北部位残积层较薄)。桩尖在锤击振动下沿岩面陡坡滑移，造成桩身断裂。1.2　地质资料不够详尽　　《软土地区工程地质勘察规范》(JGJ83－91)第七章“桩基工程勘察”第7.0.3条二规定：“当相邻勘探点揭露的持力层层面高差大于2m，或土层性质变化较大时，宜适当加密，必要时尚应查明持力层厚度的变化”。该工程地质报告在持力层层面高差太大，并有明显陡坡的情况下未按规范要求进一步加密钻孔；ZK1、ZK7钻孔强风化岩层薄且无标贯数据。　　该地质报告在强风化层上做了8个标贯测试，最小

4、N=50，最大N=82.9。该地质报告采用“平均值”N=64.2，这样的“平均值”会误导设计和施工。1.3　设计和施工有疏忽　　在地质比较复杂、地质报告不够详尽、某些剖面明显不利于采用管桩的情况下，该设计与一般情况基本无异，当桩端嵌岩很浅时，若单桩承载力取较高值，不利于桩端和桩身在受压时的稳定；无专项技术交底。这样的设计，打桩必然会有困难。　　施工前未经图纸会审，施工单位未认真熟悉地质资料和设计图纸，就开始从地质条件较好的东部打桩，致使断桩多发区暴露较晚，后期已难以改变桩型。若试打桩从不利的西北角开始，断桩问题会及早暴露，有利于减少损失。

5、2　断桩预防措施2.1　使用合格的管桩　　管桩的混凝土强度等级、预应力张拉值、几何尺寸偏差、不允许的外观缺陷、钢桩尖等都必须符合有关规定。由于混凝土回弹仪仅适用于C40以下混凝土的测试，对有怀疑的管桩，可在施工现场取样进行桩身混凝土强度和管桩抗弯性能检验。2.2　管桩的长径比不宜超过100　　当穿越较厚的淤泥层后即碰到硬岩层时，若管桩过于细长，易在中部折断。2.3　地质资料应能判定管桩的摽纱蛐詳　　根据广东地区经验，在石灰岩地区打桩时，桩的破损率高达20％～50％；在强风化岩层较薄(或缺失)的场地打桩，当桩尖遇N>70的强风化岩或中风化岩

6、层时，破损率高达10％～20％。因此，在石灰岩地区或有孤石，旧建筑物基础，硬夹层，撋先硐掠病⑷碛餐槐鋽，岩面陡坡等场地，可能在锤击数不多的情况下打断桩，因而不宜采用管桩。按广东省规定，地质勘察的标准贯入试验，遇中密～密实砂层、硬塑～坚硬粘性土层，残积土层及全风化岩层时，应每2m左右测试一次；预计作持力层的土层，应每1m左右测试一次。2.4　防止锤击过度　　按广东地区经验，达到承载力设计值的最后贯入度为2～4cm/10击时，选择柴油锤比较理想，此时桩的破损率不大于2％。因此，对于PC桩，沉桩总锤击数不宜超过2000击，最后1m的锤击数不宜超

7、过250击；对于PHC桩，总锤击数不宜超过2500击，最后1m的锤击数不宜超过300击。2.5　避免中途停歇　　在较厚的粘土、粉质粘土层中，每根桩要连续施打，一气呵成。在这类土层中打桩，桩周土体结构迅速破坏，桩贯入相当容易；一旦停歇，桩周土体会迅速固结。停歇时间越长，土体固结越好。若再重打此桩，将其沉至设计持力层，锤击数需增加许多，往往还因此打坏桩。若固结后因打不动而停锤，静载试验表明，许多桩的承载力又达不到设计要求。2.6　避免盲目施工　　在试打桩中采用高应变打桩分析仪配合测试，进行综合分析，定出既能达到设计承载力又不致锤击过度的停锤标

8、准。作者单位：邹泓荣，广东省中山市建设委员会，副总工程师，高级工程师，