静压管桩是指使用静压法施工的预应力高强混凝土管桩。静压法施工是通过静力压桩机的压桩机构以压桩机自重和桩架上的配重作用力而将预制桩压入土中的一种具有发展前景的沉桩工艺。然而,静压法施工作为一种应用发展中的工艺,本身还存在一定的问题。结合工作实际,对比分析了静压管桩的优缺点,总结了其在施工过程中容易出现的一些质量问题,同时给出了相应的质量控制措施。
一、静压管桩的优缺点
1、主要优点
静压桩相对于其他桩型有许多优越之处,如桩身质量易控制,桩基承载力相对较高,施工速度快,环保无噪声、无振动、无渣土,适合在市区和其他对噪音、震动有限制的场地施工,比如学校、医院、办公楼及住宅小区、精密仪器房等附近区域等;送桩深度比打入式桩要深,且送桩后桩身质量可靠,接桩方便;可以24小时施工,无季节性限制,经济效益高,相对于其他桩型具有单位承载力造价低、桩身质量有保障、承台小,施工周期短等优点。
2、主要缺点
静压管桩施工对场地的要求高,特别是大吨位的压桩机,在新填土、回填土、淤泥地区及积水浸泡过的场地施工会出现陷机情况;由于压桩机的限制,压边桩时有最小间距要求,且压边桩的压桩力一般不会很高;同时仍具有挤土效应,对周围建筑和地下管线具有一定的影响;不宜在孤石、老基础及地下障碍物多的地层施工的缺点。
二、静压管桩施工中易出现的质量问题及质量控制措施
1、场地陷机
压桩机的自重一般都比较大,接地压力大,因此对施工场地的地耐力要求较高,在新填土、淤泥土及积水浸泡过的场地施工易陷机。所以一定要在压桩施工前,详细了解场地情况,仔细研究地质勘察报告,对场地地质条件有比较清楚地掌握。如果确定场地会发生陷机现象的,则需提前对场地进行处理,如换土压实等;如果不能确定是否会发生陷机现象,可预先试压,提前对场地进行处理,避免因后期发生了陷机现象影响工期。
质量控制措施:选取大小适合的压桩机,使得桩机的着地压强小于浅层土的承载力;当浅层土承载力不足时,可进行回填碎石或建筑砖渣土并进行碾压,以改善土的承载力从而避免发生陷机。
2、桩身上浮
在软土地基或含较厚粘土层、淤泥质粘土、含泥砂土等地层,当静压管桩施工过程中,桩与桩周土间的挤压作用,在桩周土层形成超孔隙水压力,土体向桩周发生较大的侧向位移和隆起现象,在淤泥层较厚或桩距较小时尤为明显,从而直接把邻近已施工的桩身带出而使桩身上浮。桩身上浮会影响桩的承载力,因此必须重视这个施工质量问题。
质量控制措施:如果经检测判定由于桩身上浮而使桩基不合格,在桩机没有撤场的情况下,通常采取复压是一种有效的补救措施,复压指的是已经压好的桩再进行静压的一种措施;
如果桩机已经撤离场地,也可以采用高压灌注水泥浆补偿桩尖与持力层的间隙以满足设计和规范的要求。
3、桩尖达不到设计要求
静压管桩在施工过程中,由于勘察或施工等原因,桩尖进入持力层深度不足而达不到设计要求,仅停留在该层表面,而静压桩机的瞬间压力值能达到甚至超过设计要求,根据华北地区工程实践表明:在未达到设计标高的情况下,终压力即使达到了预定的数值,静载试验时测得其承载力也较低。因此,在实际工程中,一定要注意这种承载力高的假象质量问题。
质量控制措施:对场地进行地质勘察时,必须详细勘察,必要情况必须进行补勘。在施工过程中一定要克服把终压力与单桩极限承载力简单划等号的做法,在某一场地中应在试桩中加以总结并用于指导工程施工。
4、压桩倾斜
在地下不远处存在障碍物及在老城区改造工程中就建筑物基础未清理干净的情况下,管桩在初压时就会产生较大幅度的桩端走位和倾斜的质量问题。
质量控制措施:将管桩拔出,改用探桩杆探桩,能探过去则可以开始压桩,或者必须将地下障碍物清除干净后才可以压桩;在回填土中含有大块石引起时,一般应先使用挖机进行开挖清障并回填压实平整之后才允许压桩。
5、接桩处开裂
上下两节桩在接桩处出现开裂现象。原因分析:一是上下两节桩不在同一条直线上,使压桩过程中接桩处焊缝局部产生过大集中应力而开裂。二是采用焊接连接时,连接处端板表面未清理干净,桩端不平整。三是未严格进行分层施焊、焊缝不连续、不饱满及焊缝中夹有焊渣等杂物,焊接结束后停歇时间较短或焊缝遇地下水出现脆裂。
防治措施:在管桩接桩前应先复核上下两节桩的桩心错位是否在允许偏差值之内,一般宜设置接桩临时导向箍,使上下两节桩保持顺直。焊接前应检查焊条和焊接设备适用完好,并利用钢刷将两节桩的端板表面清刷干净。焊接时宜先在坡口圆周上对称点焊4—6点,待上下节桩固定后拆除临时导向箍。再分层均匀施焊。施焊时宜由两个持证上岗的焊工对称进行。焊接完毕后焊缝应自然冷却,严禁用水冷却和焊完即沉桩。
6、桩身断裂
在沉桩过程中,桩身突然发生较大倾斜而断裂。造成的原因如下:一是地面突然发生较大的不均匀沉降,桩机和桩身严重倾斜,使桩身受到不能承受的弯矩而折断;二是桩身混凝土存在质量问题,使桩身局部强度不够,沉桩过程中混凝土发生破碎;三是桩的运输、堆放、起吊方法不当,也会产生裂纹或断裂。
防治措施:在初沉桩过程中,如发现桩不垂直应及时纠正,接桩时,要保证上下两节桩的顺直,且压桩的下沉速度不宜太快。同时要对进场的管桩进行严格的质量检查,桩在运输、堆放、起吊过程中应严格按照设计说明中的要求和操作规程执行。当施工中出现桩身断裂,应会同设计人员共同研究处理办法,根据断裂部位可采取加固措施,不能加固的应采取补桩的方法。
三、结论
1.充分重视地质勘察报告的作用。静压管桩施工前,要仔细核实地质勘察报告,对意外的地质情况有详细的预案。
2.管桩施工前,对场地周边建筑及管线的情况掌握清楚,提前采取有针对性的预防措施,尽量避免问题出现后才进行处理。
3.静压管桩施工期间,针对出现问题,采取相应措施,才能保证工程质量、保证工期,发挥更好的经济效益。◆
参考文献:
1.JGJ94—2008.建筑桩基技术规范
2.静压预应力混凝土管桩的主要施工方法和质量控制,郭炜峰,建筑安全,2009.12
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