预应力管桩基础在高层建筑中的问题及处理措施
预应力管桩基础在高层建筑中的问题及处理措施
【摘要】预应力混凝土管桩在现代建筑行业施工尤其是在高层建筑中的应用越来越广泛，在现实施工过程中，在预应力管桩基础中常常遇到的问题的原因通常有地质条件、挤土效应、和收锤标准控制不当等几个方面的因素，通常情况下我们可以采取扩大承台法、修改设计法、改变施工法、以及复合地基基础法等多种方法来解决和处理这些问题。从而达到减少工程事故的发生的目的。本文结合具体的建筑工程实例，对如何达到预应力管桩基础承载力的设计取值以及针对施工中经常出现的问题进行了相应的探讨。
【关键词】预应力管桩；基础设计；注意事项
【 abstract 】 prestressed concrete pipe pile construction industry in the modern construction especially in high-rise building more and more wide application, in reality the construction process, in the prestressed pipe pile foundation often encountered in the reason of the problem of there are usually geological conditions, compaction effect, and receive hammer aspects such as improper control standard of factors, normally we can take expand pile caps is law, change of design method, construction method, and the change of composite foundation of basic law method to solve and deal with these problems. So as to reduce the engineering accident of purpose. Combining with the construction of the concrete examples of how to achieve prestressed pipe pile foundation bearing capacity of the design value and the view of the construction of the often appears in the corresponding discussion.
【 keywords 】 prestressed pipe pile; The foundation design; note
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一、前言
随着社会和经济以及科学技术的快速发展和进步．各类高层建筑在新兴城市中拔地而起。在高层建筑的整个建筑物的投资中基础部分往往占有很大的比重，而且基础部分的施工周期相对较小，而且在整个结构施工过程中占用时间相对较长。预应力管桩具有其性价比高、施丁周期短等优点，因此预应力管桩在沿海地区的建筑工程中被较为广泛的应用。但在预应力管桩的应用中也面临着如何实现对预应力管桩进行合理化的设计并且优化，以及在如何两者的平衡对于保证工程安全、节约建设投资、降低工程造价等方面起着极为重要的作用。这对相应的工程设计人员提出了更高的要求，设计人员必须做好对相应建筑物的的相关勘察报告工作，并且对相应的数据进行认真仔细分析，进而选择得到并且优化相应的基础方案。设计人员在预应力管桩设计时应该从下面几个方面进行相应的问题分析。
二、几个常见的重要问题的相关探讨
(一)不宜应用预应力管桩的相应工程地质条件问题
预应力管虽然在工程中得到了的广泛应用，但在一些特定的地质条件下就不太适合，并不能适用于任何情况的场地。在选择预应力管桩的的持力层时要尽量选择诸如强风化岩层，密实的砂或者层坚硬的粘土层以及碎石层等地质类型，预应力管桩在强风化岩层中一般可以打入1～3m．即可以打入深度约N=50～60的地层，中风化岩和微风化岩却不能被打入。在某地区一个六层宿舍楼的地基工程中，原先的设计方案是采用φ300PHC和400PHC的预应力管桩，机械选用用D35的柴油锤进行施打。由于该场区岩基的埋深比较浅，最浅处达到了12m，最深处为20m，因此在正常的地质条件下可以无可争议的采用预应力管桩。但是施工结果却显示，在该工地打桩的50根预制管桩中出现断桩数为11根，管桩的破损率超过了20％，相关的单位及时召开了施工事故的分析会议，经过有关专家的探讨研究，初步确定认为有三个可能的原因：第一可能是管桩质量有问题；第二可能是打桩施工出现问题；最后一种肯能为地质出现问题。经过专家的多方论证最后得出的结论是认为管桩质量从流程上应该合格，施工过程符合设计的要求，工程地质条件的不适应，最终造成打桩破损率高的主要原因。
通过研究相应的地质资料，最终得出结论是，岩基埋深比较较浅．深度平均在13～14m左右，大部分是中到微风化岩，处于基岩上部的强风化层厚度会很薄，甚至会缺少。在这种具有从松软突然转变到非常坚硬的特点的地层中进行预应力桩的施打工作，预应力管桩的破损率会变得非常高。其中一个原因就是没有相应的“缓冲层”，桩尖在没有其他岩层阻挡的情况下，突然碰到中、微风化的硬岩，同时桩身四周存在的是一些摩擦力较为小的松软层，在这种情况下，强大的打桩冲击力会通过桩尖集中，将力量传递给岩面，最终通过压力波的形式反射回来，从而使桩身的混凝土受到挤压而遭到破坏。施工方最终采取了改变桩型设计的措施，充分利用施工地区中风化岩基埋藏深度较浅的有利条件，进而选择采用钻孔灌注桩的方案，这个施工方案最终取得了较为良好的施工效果，并且提高了工程的技术经济效益。在另外一个地处山脚坡地上的基础工程中，工程设计中，要求采用φ500预应力管桩，并且采用50型柴油锤进行施打。工作人员在施打过程中在管桩打到石面时发现，多根桩尖沿岩面发生了滑移，同时部分桩身突然发生倾斜而产生了折断现象，有的预制管桩虽然没有发生滑移现象，但是桩身出现了突然下沉的现象，工作人员根据这个现象得出结论此桩可能发生了破碎。最后，根据工程地质报告，得出结论是在该场区处于山坡地段，地形倾斜幅度相对较大。该地区存在着一些未风化的岩块以及孤石等，不太适宜采用预应力管桩的施工方法。
(二)由于挤土效应引发的相关质量问题
预应力管桩的类型属于挤土桩，当采用封口桩尖时，所产生的挤土效应更为明显，由此引发的建筑质量问题更是屡见不鲜。在某地区的一个五层综合楼工程中，采用了预制管桩基础，在基础工程的施工完成1个月后，相关质检人员采用小应变检测的方式进行质量抽检，进而来确定桩基的完整性。在整个质量抽检中，总共选取了50根预制管桩，监测结果发现：桩体完整的A类桩数量为15根，占总数的30％，而桩体存在问题的B类桩数量达到25根，占桩体总数的50％。而余下的为桩身完整性差，质量不合格的C类桩数量为10根，达到总数的20％，通过绘制相应的数据曲线，发现为数不少的桩在接头处发生了脱落现象，还有一
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