预制混凝土桩桩位偏差原因分析及控制研究

吴明阳 刘淼

【摘要】在当前的工程建设当中，预制混凝土桩因其可集中生产、节省工期，安装快捷、方便，抗腐蚀性能强，易于检测等优点，正在广泛地被运用在各类工程中，而预制混凝土桩偏位现象是桩基施工中普遍存在的质量通病，从设计角度来看，桩基应该是轴心受压，如果出现偏位且偏位超出了允许误差范围，桩基受力就变为偏心受压，受力状态发生变化，基础的整体受力体系就会受到影响。面对这种情况，施工单位在施工过程中必须不断改进，加强质量管理，采取有效的措施对预制混凝土桩施工中的偏位现象进行防治，能够减少建筑物可能存在的安全隐患，提高结构的稳定性。

【关键词】预制;混凝土桩;偏位;防治

1、预制混凝土桩桩位偏差的原因分析

1.1设计原因

根据桩基技术规范（JGJ94-2008）规定：若土层为软弱土层时，一般采用静压桩，当土层中存在中密以上砂夹层，且厚度大于2m时，一般不采用静压桩。但常有设计人员不重视这项规定，盲目采用静压桩，以致压桩力过大，造成沉桩时施工难度加大、桩身产生损伤。同时，有些设计人员无视桩端基岩的风化程度，设计桩嵌岩的深度较大，使桩在沉桩时锤击次数过多，从而导致桩身破损、裂缝。此外，如果软土层较厚且桩的长径比较大甚至超过100，而桩端嵌入风化基岩，单桩承载力取值也较大，在沉桩过程中桩身将会失去稳定，导致在桩身的中部偏位、甚至折断。

1.2沉桩施工不注意挤土效应

由于预制混凝土桩属于挤土型桩的一种，大量预制桩在沉桩过程中产生较高的超孔隙水压力，在土体内有限空间的挤压下，孔隙水沿桩身与土体之间的空隙向地表释放，造成地面隆起，产生涌桩现象，进而使周围的道路、管线、构筑物产生变形、开裂的现场等，并对其它基桩造成挤压，使其发生偏位，因此，先施工的桩经常被施工的桩由于挤土产生倾斜、偏位等。

1.3两段式压桩

当地基土很软，单桩承载力极限值很高，设计桩身较长，同时采用采用静压法压桩时，此时要求压桩机的配重较大，大配重下的桩机无法在软弱土上行走，往往将此根桩分为两段进行施工，因此两根桩将存在接头，在这两根桩接头处易导致桩身倾斜。进行两段式压桩施工时，先将下部桩身预先压入一定的深度，再将上下部桩身进行连接在一起，利用上部桩身将下部桩身压入指定标高，同时上部桩身跟随到位，由于在施工时土层松软，受到沉桩挤土和桩机行走影响，先压入的桩身沉桩就位后产生倾斜偏位。

1.4基础挖土不当

沉桩完成后桩周土体固结需要一定的时间，由于很多施工单位为了赶工期，未等到桩的固结期便进行土方开挖，此时桩的抗侧移刚度较弱，导致软土地基中的混凝土桩在挖土中倾斜甚至断裂。当地基土为淤泥或淤泥质粘土时，若挖土机站立在樁头上部进行开挖或挖土机铲斗不注意触碰到桩，或在挖土时一次开挖深度过大，未分层开挖，都会导致桩身倾斜偏位，严重的将使桩产生断裂。

2、预制混凝土桩偏位的预防措施

2.1勘察阶段

地勘尽可能做的详细。根据以往的经验数据表明，当施工中桩尖遇N>70的强风化岩或中风化岩层，且风化岩层较薄时，此时桩破损的概率高达10～20%。因此，地勘过程中桩尖持力层起伏很大时，需将钻探孔的间距加密，当在石灰岩地区，如遇到旧建筑物基础或硬夹层、上软下硬、软硬突变、岩面陡坡等场地，不宜采用预制混凝土桩。在进行地勘的标准贯入试验中，如果遇到全风化岩层、残积土层、硬塑～坚硬粘性土层或者中密～密实砂层时，应加密测试点，测试点间距应不大于2m。

2.2设计阶段

合理地设计桩型及沉桩方式。设计人员在设计时，应充分考虑预制桩的桩型、长径比及沉桩方法，摩擦型桩的长径比不宜大于100，穿过一定厚度较硬土层的端承型桩长径比不宜大于80。同一结构单元应选择相同类型的桩型和沉桩方式。

2.3施工阶段

2.3.1防止沉桩挤土效应

（1）为减少桩的挤土效应，可在打桩区的四周或群桩内部，挖去一定桩径和桩深的桩体空间，间距1～1.5m，深度10～12m，内部填塞砂，或埋置塑料排水板，以消除部分超孔隙水压力。

（2）在场地外边界开挖宽度0.5～1m地面防挤沟，开挖深度需根据现场情况确定，既不能过浅，也不能过深，过浅会影响隔离防挤的作用，过深边坡易倒塌。

（3）限制打桩速率，首先进行优化打桩的路线，一般自桩群中间向两个方向或四周对称施工，当一侧毗邻建筑物时，可由毗邻建筑物处开始打桩，另外限制打桩速率，一般每天12～15根为宜。

（4）在设计桩位上进行预钻孔，预钻孔直径一般不大于桩径的2/3，深度不大于桩长的2/3。

（5）沉桩过程中加强对土体隆起和邻近构筑物的观测监护。

2.3.2选择科学合理的挖土方式

沉桩施工后基坑开挖前，应根据场地工程水文地质条件、基坑的特点和外部环境制定专项开挖方案，基坑土方应分层用机械开挖，每层挖1～2m深，严禁“一步开挖到位”。挖土过程中，挖机尽量不要触碰到工程桩，并按一定比例进行放坡。同时采取边挖边护坡、边砌砖胎模的施工方法，保护基坑土体不位移。

3、预制混凝土桩偏位的处理措施

首先要检测桩偏位后桩身是否完整，即先对桩进行低应变检测。然后要确认桩偏位程度对承载力的影响。根据所做实验分析，桩偏位在50cm以下时，承载力下降约10%，对承载力影响轻微;偏位在50～80cm时，承载力下降20%～30%。

如果低应变检测结果显示桩身比较完整或无明显损伤，而且桩偏位在50cm以下，经设计确认此桩承载力是否有一定程度的富余，若有一定富余且经设计计算不影响结构安全，那么将不需进行桩偏位处理。如果桩偏位大于50cm，且桩富余承载力无法满足结构安全，那么则需要对此桩进行纠偏处理，从经济角度出发，可以考虑以下两种方案：

3.1推顶法使桩复位

（1）在桩前侧根据偏位的程度用地质钻机钻1～2个孔，插入注浆管，注水造浆，同时排浆清除桩身前侧土体。

（2）首先进行安装反力架，将千斤顶就位，然后推移桩位。

（3）桩的固定。在桩侧的孔穴内，灌入5～25mm碎石，并将随时插捣，使其致密，然后在孔内注入水泥浆，以致桩侧和桩底虚土中的孔隙部分被浆液填充。

3.2锚杆静压桩补桩

根据工程桩的偏位情况可以借助于锚杆桩来对桩偏位影响的部分承载力进行处理。此种方法为在浇筑承台时将锚杆桩桩孔预留好即可，其余的按原图纸进行施工，对工程的工期和质量几乎不产生影响。

结语：

近些年我国的房地产和基础设施建设正快速的发展，对建筑物的安全要求也越来越高，桩基础运用也日益广泛。预制混凝土桩由于工期短，工程能连续施工等优点在施工中也得到越来越广泛的应用。同时，沉桩施工完成后，桩位偏移现象在工程中也屡见不鲜，桩位偏移会导致桩的受力方式发生改变，严重的还会破坏结构的整体稳定性，因此对桩位偏移现象的预防和处理变得尤为重要，在勘察设计阶段和施工阶段我们均可以采取有效措施防止桩位偏移现象的发生，对已经发生桩位偏移的个别桩也有了有效的处理手段。随着当今我们对预制混凝土桩施工的研究不断深入，材料科学的不断发展和建筑水平的不断提高，相信预制混凝土桩的施工质量也会不断提升。

参考文献：

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[2]惠陆宾，傅健秋.现浇混凝土楼板裂缝成因及防治措施探析[J].有色冶金设计与研究，2004，（9）：第25卷第3期.