管桩在城市轨道工程中的施工质量控制与缺陷处理探讨

刘金伟，司孙义，张禹康，毕承伟，周豪，管腾飞

（江苏省建筑工程质量检测中心有限公司，江苏 南京 210028）

0 引言

随着我国城市轨道交通工程近几年的迅速发展， 地铁车辆的行驶终端均会修建车辆段或停车场。 运用库、工程车库、洗车镟轮库及轨行道岔区等作为车辆段或停车场的必备功能区， 其地基基础通常采用高强预应力混凝土管桩进行加固处理。 采用静压施工工艺， 目前常用管桩为PHC-400-AB-95 型高强预应力混凝土管桩， 其各项性能均符合GB13476—2009 《先张法预应力混凝土管桩》的技术要求[1]。

1 地质概况

本工程地质地表多为填土， 填土厚度一般在1～10 m 左右，以黏性土为主，流塑、软塑、可塑、硬塑状不等、软塑-流塑状厚度一般为2.10～22.30 m；局部分布少量粉砂土层，厚度不大，呈透晶体状分布。 下伏基岩为象山群砂岩，受地质构造和风化作用的影响，局部裂隙较为发育，岩石强度变化大。

2 管桩施工质量控制

2.1 试桩

按照图纸设计要求，选择具有代表性的地段进行工艺性试桩试验，以复核地质资料、各项技术参数和实际成桩效果， 以便下一步管桩大规模施工时能满足质量验收标准的各项要求。 试桩检测合格后编制试桩总结报告， 作为管桩施工的控制依据和操作规程，并按此严格执行，最终保证管桩的施工质量。

2.2 施工工艺

本工程采用液压静力压桩机， 其施工工艺流程： 施工准备→测量放线、 控制桩轴线→桩机就位→预应力混凝土管桩验收与吊装→桩尖焊接→焊接质量验收→压桩→接桩及检查验收→压桩→桩顶标高复核→转移桩机→桩基检测→管桩填芯及桩帽制作。

2.3 施工质量控制措施

（1） 预应力管桩的桩身质量应符合GB13476—2009《先张法预应力混凝土管桩》的规定；施工质量应按JGJ 106—2014 《建筑基桩检测技术规范》 及GB 50202—2018 《建筑地基基础工程施工质量验收标准》执行。

（2）预制桩施工应合理安排施工顺序，当持力层埋深或桩的入土深度较大时，优先施工长桩后施压短桩。

（3）混凝土预制桩的混凝土强度等级达到设计强度等级的70%方可起吊。

（4）混凝土预制桩的混凝土强度等级达到设计强度等级的100%才能运输和施压作业。

（5）当桩基施工可能影响周围建（构）筑物，地下管线边坡道路等正常使用和安全时，应预先采取有效的保护措施，并跟踪监测。

3 管桩施工常见质量通病

3.1 预应力管桩桩身断裂

主要原因：①一节桩的细长比过大，沉入时，又遇到较硬的土层；②桩制作时，桩身弯曲超过规定，桩尖偏离桩的纵轴线较大，沉入时桩身发生倾斜或弯曲；③桩人土后，遇到大块坚硬障碍物，将桩尖挤向一侧；④稳桩时不垂直，打入地下一定深度后，再用走桩架的方法校正，使桩身产生弯曲；⑤两节桩或多节桩施工时， 相接的两节桩不在同一轴线上，产生了曲折，或接桩方法不当。

3.2 桩顶位移

主要原因：①桩数较多，土层饱和密实，桩间距较小， 在沉桩时土被挤到极限密实度而向上隆起，相邻的桩一起被涌起；②在软土地基施工较密集的群桩时，由于沉桩引起的空隙压力将相邻的桩推向一侧或涌起；③桩位放得不准，偏差过大；施工中桩位标志丢失或挤压偏离，施工人员随意定位；桩位标志与墙、柱轴线标志混淆搞错等，造成桩位错位较大；④选择的行车路线不合理；⑤特别是摩擦桩，桩尖落在软弱土层中，布桩过密或遇到不密实的回填土，在静压的影响下使桩顶有所下沉。

3.3 桩身倾斜

主要原因：①打桩机架挺杆导向固定垂直于底盘，不能作前后左右微调，或虽能微调，但使用不便。 ②在沉桩过程中，如果场地不平，有较大坡度，挺杆导向也随着倾斜，则桩在沉入过程中随着挺杆导向也会产生倾斜。

3.4 接桩处松脱开裂

主要原因： ①连接处的表面没有清理干净，留有杂质、雨水和油污等；②采用焊接或法兰连接时，连接铁件不平及法兰平面不平，有较大间隙，造成焊接不牢或螺栓拧不紧；③焊接质量不好，焊缝不连续、不饱满，焊肉中央有焊渣等杂物，接桩方法有误，时间效应与冷却时间等因素影响；④两节桩不在同一直线上，在接桩处产生曲折，接桩处局部产生集中应力而破坏连接，上下桩对接时，未作严格的双向校正，两桩顶间存在缝隙。

4 成桩后低应变检测结果分析

低应变法主要可以用来检测桩身的缺陷有：接桩处焊缝质量较差、断裂、离析、夹泥、缩径、扩径、胶结不良以及桩底浮渣较多等。

本工程前期共施工1 200 根管桩，按照相关验收标准要求需抽测20%的小应变， 即需检测240根，经过随机抽测，发现部分桩存在明显缺陷，如图1 所示。

图1 某工程XXX 桩小应变波形

由图1 可知，波形图反映约5.6 m 处存在明显缺陷；而本根桩设计长度为16 m，采用的是10 m+6 m 的两个桩接桩而成， 缺陷基本体现在接桩处。为进一步保证工程质量， 确保地基强度满足设计、规范要求。 处理意见如下：首先对本批次施工范围内的桩基采取扩大频率进行再抽检；其次对检测出现明显缺陷的桩基对管桩空心部分进行钢筋混凝土填充；最后对缺陷桩四周的9 根桩基墩帽采用整体式浇筑，以达到整体受力的作用。 针对检测结果出现的缺陷， 施工方组织相关人员进行原因分析，避免在后期施工过程中再次出现此类问题。

5 结语

文章主要阐述管桩在城市轨道工程中的广泛应用，管桩作为城市轨道交通工程中停车场或车辆段地基加固处理的一种主要措施。分析施工过程的质量控制要点， 及影响管桩施工质量的关键因素，并结合具体事例针对管桩施工过程中出现的问题，研究出处理问题的具体方案。对同行业内的相关单位作为参考，从根本上保证工程质量。