苏畅
江苏煜顺工程检测技术服务有限公司南通分公司 江苏南通 226001
摘要：内夯沉管灌注桩由于其施工简单、承载力高且价格相对便宜的特点，近年来在建筑工程项目中得到了快速的发展及广泛的应用，但是由于其施工设备较为简单，人员素质参差不齐，该桩型在施工过程中经常存在一些问题，严重时可能引起一系列质量事故，需要引起广大工程技术人员的高度重视。本文分析了内夯沉管灌注桩施工质量事故及其产生的原因，并针对性的提出了施工质量的控制措施。
关键词：内夯沉管灌注桩；质量事故；分析与处理
1引言
内夯沉管灌注桩是一种施工机械较为简单、单桩承载力特征值较大且价格相对便宜的桩型，其具有沉管灌注桩及扩底桩的优点，实质上是一种通过侧壁摩擦力与桩端端阻力共同承载上部荷载的摩擦端承桩，其最大的特点是通过增加桩端端承的面积及通过一定的施工工艺（一般采用二次夯扩）压密桩端土层，以达到增加桩端承载力的目的。特别是近些年来，随着制造业的逐步发展，标准厂房单柱荷载的要求越来越高，例如普通3-5层的多层标准厂房，单柱荷载一般在4000KN~6000KN,采用独立基础的方案以无法满足设计要求或导致承台尺寸过大造成成本的浪费，针对这类荷载较大的建筑物，一般的处理方案为预制管桩，但管桩价格相对较高，施工成本也高，根据南通地区此类项目的成本对比分析，相同项目内夯沉管灌注桩的施工成本比预制管桩施工成本节省约20%~40%，其经济效益较高。由于其施工机械及原理较为简单，施工单位较多，人员素质参差不齐，导致内夯沉管灌注桩的事故率远大于预制管桩，因此，只有做好内夯沉管灌注桩施工前的事故控制与分析，提前预防，才能保证桩基事故的稳定性。本文阐述了现阶段内夯沉管灌注桩事故遇到的主要事故及其特点，分析了其产生的原因；并针对性的提出了相应的控制措施，对内夯沉管灌注桩的施工具有一定的借鉴意义。
2质量事故现状与原因分析
2.1断桩
内夯沉管灌注桩具有沉管灌注桩的特点，属于半挤土桩，桩基施工过程中经常出现断桩或者桩身与桩端扩大头相互分离的现象，从而导致桩基承载力无法达到设计要求或沉降量过大，最终作为废桩处理。根据项目检测资料来看，断桩的现象一般表现为：桩身离析现象明显、桩身产生贯通的裂缝、桩身与扩大头中心点偏离严重、桩身与扩大头分离。这些现象产生的原因一般可以归纳为：（1）内夯沉管灌注桩一般施工深度为自然地面下15.0~18.0m，深度越大，施工越困难，特别是需要夯扩密实粉砂土层时，其机械施工能量较大，施工时引起的振动挤压产生的水平作用力会对周边桩基产生水平剪力，剪力大小随着与振动源的远近呈正比关系，桩身不同位置的剪力差使得桩基产生不均匀水平位移或桩身裂缝。（2）针对荷载较大建筑物，桩间距较小，邻桩内夯沉管施工时，由于桩端的土体挤压及隆起，挤密土体对邻桩产生挤压作用，导致周边桩基的断桩想象，这种项目主要发生在桩身与夯扩头交界处。（3）内夯沉管灌注桩桩端一般选择土质较硬的地层，就南通地区地层而言，一般选择中密~密实的粉砂土，这种土层上进行夯扩难度较大，夯扩过程扩大头的增加并不均匀，或朝着某一方向发展，最终导致桩身与扩大头中心点不统一，对周边桩基的挤压导致桩身裂缝或断桩现象。（4）内夯沉管灌注桩桩身混凝土一般采用现场拌合，混凝土中粗骨料粒径过大，桩基施工灌注混凝土时，出现“架桥”想象，桩身出现空洞，最终导致桩身断裂（5）对于桩身位于软弱土层中的桩基工程，沉管拔管过程中，混凝土与沉管间未及时脱离，导致混凝土未及时排除管外，管外软弱土层在地下水或振动作用下迅速回缩，导致桩身截断，形成断桩。
2.2缩径
内夯沉管灌注桩径一般发生在位于软弱土层中的桩身位置，桩身局部产生桩径小于设计桩身直径的情况，缩径容易导致桩身承载力过小，或受力过程中出线断桩的现象，对基础工程的安全性极为不利，且缩径现象较难控制。
此类情况出现的主要原因可以归纳为：（1）缩径现象一般较多出现在软弱土层中，特别是含水量较高的粉质黏土、黏质粉土或松散的粉砂土中，周边土层的夯扩与挤密作用，使得该区域内超孔隙水压力迅速增加，土体内力增加被严重扰动，一般情况下，土的含水量越高，缩径现象越明显；（2）过密的桩基布置也是导致缩径的主要原因，桩身强度为达到设计值时，邻桩施工产生的挤压与振动可以造成周边桩基桩身混凝土的扰动，造成缩径；这时缩径产生的主要原因；（3）拔管速度过快，由于底部混凝土与压密土层作用较好，拔管过程中，桩管内易形成真空状态，真空吸力导致桩身混凝土分离现象严重，形成缩径；（4）桩管内桩身混凝土填料过少，混泥土与桩管间摩擦力较大，拔管过程中，上部混凝土的自重压力不足以客服桩管间的摩擦力，最终导致桩身混凝土过少，和易性差，造成桩身缩径。
2.3离析
内夯沉管灌注桩桩身混凝土易出现蜂窝状，表现为混凝土不密实及颗粒间的粘结力差，混凝土强度较小；混凝土离析现象产生的原因主要为：（1）混凝土和易性差，拔管时未充分振捣密实；（2）桩身混凝土粗骨料粒径过大，混凝土级配不合理；（3）桩身钢筋笼过密，混凝土与钢筋笼接触位置振捣不迷失，局部位置可能会出现箍筋外露现象；（4）桩管内管没有施压，拔管过程中仅靠混凝土自重自由下落，混凝土松散，极易使桩身产生空洞及离析现象。
2.4钢筋笼变形
内夯沉管灌注桩桩身施工时需下方钢筋笼，钢筋笼易出现变形现象；其发生的主要原因可以归纳为：（1）钢筋笼施工绑扎过程时，主筋与箍筋绑扎不牢固，起吊过程中，主筋与箍筋链接不可靠，造成主筋与箍筋的松动，最终导致钢筋笼变形严重；（2）内管施压较大，使得钢筋笼产生不均匀的变形。
3内夯沉管灌注桩质量事故的对策分析
通过以上对内夯沉管灌注桩施工过程中产生的质量事故现状与原因的分析，旨在为更好的推广该中桩型，保证施工质量，减少质量事故的发生，为在以后的桩基施工过程中避免此类事故的发生，需要重点把握以下几个环节。
3.1桩基方案的控制
内夯沉管灌注桩虽具有施工成本低、设备简单的优点，但不可一味的追求低成本，且内夯沉管灌注桩不是适用于全部的地质条件，桩型的选择需要根据地质资料等综合确定。一般而言，内夯沉管灌注桩桩端需位于较好的土层中，且持力层厚度越大越好，一般选择中密~密实的粉砂土为宜，且持力层上部土层强度及密实度不宜过大，强度及密实度较好的土层易造成扩孔过程中扩大头无法正常增加；对于上部土层存在含水量较大的淤泥质土、粉质黏土层时，该种桩型需慎选。其次，对于市区范围内的建筑工程而言，桩身长度不宜过短，较短的桩长易造成建筑物的沉降较大，对工程安全极为不利。
3.2施工方案的控制
针对特殊的桩型，施工前应进行试桩，进一步复核桩基方案的适用性，对地质条件较为复杂的项目，应增加试桩数量。针对软弱土层中易出现的断桩、缩径等现象，应选择合理的施工方案，严格控制拔管的速度，增加振动时长，确保管内混凝土的充盈量，使得混凝土可以充分自由下落，并均匀扩散。为减少施工振动对邻桩的挤压作用，应选择合适的施工路线，可选择隔间跳打，避免桩基施工时产生的内力挤压而造成缩径，且需要保证邻桩桩身混凝土强度达到设计强度是70%以上或采用控制两根桩基间施工时间的方法。
3.3施工过程的控制
施工过程控制是保证内夯沉管灌注桩桩基质量的主要手段。严格控制混凝土粗骨料的粒径，最大粒径不宜大于40mm，特别是针对密布钢筋而言，混凝土的粗估量粒径大小直接影响振捣质量；严格控制混凝土的配合比、塌落度及搅拌时间，保证混凝土具有较好的流动性及和易性，保证管内混凝土的充盈系数（一般要求充盈系数大于1.0）；桩基施工过程中，应根据不同的土层控制拔管速度，做到“密振慢拔”；钢筋笼的施工应满足设计及规范要求。
4结论
内夯沉管灌注桩由于其价格低、施工方便等原因在地基处理上具有其优越性，但施工质量事故仍经常发生，本文分析了内夯沉管灌注桩施工质量事故及其产生的原因，并针对性的提出了施工质量的控制措施，对内夯沉管灌注桩桩型的选择及质量控制具有一定的借鉴意义。
参考文献：
[1]GB50007-2011,建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
[2]张雁,刘金波.桩基手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.