预应力管桩应用中的若干问题

2015-09-11 168 0

   摘要:随着工程技术的不断提高,预应力管桩具有桩身强度高、沉桩能力强、施工周期短、成本低等优点,具有良好的经济效益和工程应用前景,已成为基础设计的重要桩型,其施工技术得到广泛应用和发展,本文就着重介绍预应力管桩的施工应用。
 
  引言
 
  在实际工程中,预应力管桩基本已经代替了原有的工人挖孔桩和钻孔灌注桩。在预应力管桩的实际操作中,桩身垂直度偏差不应超过1%。每根桩最好都实施连续施打,并要采取相应措施减少挤土的现象,保证桩的承载力,防止产生过大的桩身移位
 
  一、预应力管桩常见问题分析
 
  1、管桩顶出现位移
 
  预应力混凝土管桩移位现象,这主要是指桩身结构,顶部整体上升沿水平方向的转变。研究其原因;通常是由于桩基施工前测量,在线不够准确;放线后是受人为因素或自然因素影响的桩位偏差;各个管桩的标志偏移。此外,为软土基坑预应力管桩施工,如果管道布局相对集中,打桩施工过程中会产生孔隙压力,从而导致其周围地区邻近桩基一侧偏移形成向上涌起,与地基土体受挤压上隆,造成施工管桩不同程度的偏移和上涌。
 
  2、桩身倾斜问题
 
  对于预应力管桩的倾斜问题,可将其视为一种偏离垂直设计要求的现象,而引起此种现象的因素有很多,其主要包括:预应力管桩的出厂质量较差,桩体顶端结构存有一定幅度的变形;未能保证桩身、桩锤、桩帽的中心线一致、重合,在施打管桩时出现锤心偏移;受打桩顺序、桩间距离等因素影响,地基土体出现挤土现象,将桩身挤压至一侧;深基坑的土方开挖施工幅度过大、机械操作不规范,直接接触桩身,管桩在外力的作用下出现倾斜等。
 
  3、桩身断裂
 
  预应力管桩管壁薄、混凝土标号高,施工中不注意容易产生断裂,主要原因:一是桩制作时混凝土强度不够,管壁厚薄不均匀,桩身弯曲超过规定,桩尖偏离桩的纵轴线较大,桩在堆放、吊运过程中产生裂纹或断裂未被发现,沉入过程中桩身发生倾斜或弯曲;二是接桩焊缝不饱满,焊后自然冷却时间不够,接桩时两节桩不在同一轴线上,产生了曲折;三是地质土层软硬变化或有坚硬障碍物时,把桩尖挤向一侧;四是施工场地不平、烂泥、积水多,造成压桩时机身不平稳。
 
  4、斜桩
 
  静压桩机机械维修不及时,如液压系统漏油导致桩机支撑下滑;静压桩机自重加配重总重量大,桩机基础如不平整坚硬,沉桩过程中,桩机容易产生不均匀沉降,桩身极易发生偏移;施工中桩身不垂直,桩帽、桩身不在同一直线上;接桩时桩身、桩帽不在同一直线上;施工顺序不当,导致应力扩散不均匀;尤其是有地下室深基坑的承台相邻桩身过近过密,使先施工的一边已有孔洞,再施工一面时桩身极易滑动;沉桩过程中遇到大块坚硬物,把桩挤向一侧;采用预钻孔法时,钻孔垂直偏差较大,沉桩过程桩又沿着钻孔倾斜方向发生偏移;桩布置过多过密,沉桩时发生挤土效应;基坑开挖方法不当,一次性开挖深度太深,使桩的一侧承受很大的土压力,使桩身弯曲变形。
 
  二、预应力管桩常措施
 
  1、控制布桩密度和沉桩速率
 
  合理布置桩位,桩与桩的中心距不小于3倍桩径,对桩距较密部分的管桩可采用预钻孔沉桩方法,孔径约比桩径小50-l00mm,深度宜为桩长的1/3-1/2,施工时应随钻随打:或采用间隔跳打法,但在施工过程中严禁形成封闭桩;对沉桩速率一般控制在1m/min左右;并制定有效的沉桩流水路线,并根据桩的入土深度,宜先长后短、宜先高后低,若桩较密集,且距建筑物较远,场地开阔时,宜从中间向四周进行;若桩较密集,场地狭长,两端距建筑物较远时,宜从中间向两端进行;若桩较密集,且一侧靠近建筑物时,宜从相邻建筑物的一侧开始,由近向远进行;桩数多于30根的群桩基础,应从中心位置向外施打;承台边缘的桩,待承台内其他桩打完并重新测定桩位后,再插桩施打;有围护结构的深基坑中的静压管桩,宜先压桩后再做基坑的围护结构。
 
  2、确保桩身垂直
 
  桩身保持垂直,可减少打桩时因偏心受力而使桩身破坏的机会。成桩后的垂直度也能得到保证。在软土地基上施工要保证桩身垂直.首先要对较软的场地进行认真的平整压实,静压桩桩机(桩机及配重达500t以上)对施工场地要求较高,为避免在施打过程中因震动而使桩架下陷产生不均匀沉降,使得桩机导杆不垂直,第一节桩即底柱一定要插直,不然后面接上去的桩节就更斜,所以广东地区规定插入地面的垂直度偏差,不得超过桩长的0.5%,桩帽、桩身及送桩杆应在同一直线上,沉桩时宜设置经纬仪在两个方向上进行校准。当遇到障碍物时应及时排除后再进行沉桩
 
  3、桩身断裂防治措施
 
  首先,对桩身质量进行全面检查,测量管桩的外径、壁厚、桩身弯曲度等有关尺寸,并详细记录,发现桩身弯曲超过规定或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用。桩的堆放、吊运应严格按照有关规定执行;其次,在稳桩过程中如发现桩不垂直应及时纠正,桩压入一定深度发生严重倾斜时,不宜采用移架方法来校正。接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上,接头处应严格按照操作规程;同时,施工前应对桩位下的障碍物进行清理,必要时对每个桩位用钎探了解;最后,应保证施工场地平整坚实,有排水措施,让机台行走或施压过程机身平稳不晃动。
 
  4、斜桩预防措施
 
  一是静压桩桩机施工前注意机械设备的维修,以避免影响施工质量;二是场地要平整坚硬,在较软的场地中适当铺设道渣,不能使桩机在打桩过程中产生不均匀沉降,静压桩桩机对施工场地要求较高,由于桩机及配重达500吨以上,为防止桩机下陷而造成桩身倾斜、桩机挤压对桩位的影响,影响施工质量及施工安全,必须对施工场地进行局部回填平整,采取必要的措施提高地基承载力,使其达到静压桩施工要求。三是施工过程中要严格控制好桩身垂直度,重点应放在第一节桩上,垂直度偏差不得超过桩长的0.5%,桩帽、桩身及送桩杆应在同一直线上,沉桩时宜设置经纬仪在两个方向上进行校准。四是尽量减少接桩,预制管桩接头不宜超过3个,接桩宜在桩尖进入硬土层后进行。接桩时上、下段桩的中心线偏差不宜大于2mm,节点弯曲矢高不得大于桩段的0.1%。五是制定合理的施工顺序,桩基施工后的孔洞应及时回填,施工过程中加强对垂直度的控制。六是当遇到障碍物时应及时排除后再进行沉桩;沉桩时发现不垂直应及时纠正,必要时应把桩拔出重打,桩进入一定深度后,不宜采用移动机架进行校正,以免发生断桩,应采取其他措施。七是采用预钻孔法时,严格控制钻孔垂直度。八是合理布置桩位,桩与桩的中心距不小于3倍桩径。九是桩基施工后应在停歇期后再进行基坑开挖施工,基坑开挖应分层均匀进行,必须加强围护措施,防止土体对桩的侧压力在桩身上产生附加弯矩,以确保桩基工程的桩身结构的完整性。
 
  5、其它的方法
 
  底板架空。最下部底层地面修改为架空楼板,为了减填土自重,降低承台结构上部的重量;上部结构卸荷。有些大型的桩基事故处理比较困难,耗资巨大,耗时过多,只有采取削减上层结构数量,减小桩基的荷载;结构验算。如果发生了桩身混凝土强度不足够、单桩的承载力偏低等事故,则可利用结构验算的方法,制定合理的处理方案。如果验算结果仍旧还是符合规定的要求时,可与设计单位协商,但不作特殊处理,只是此方法必须征得设计部门的同意,用时且应慎之又慎;综合处理法。综合应用前述的几种方法,往往可取得比较好的效果;采用外围补桩,增加周边嵌固,防止或减少桩位侧移等。

  结束语
 
  桩基质量关系到整个建筑物的安全使用,施工时遇到的问题都要因时制宜,不能生搬硬套,须保证建筑工程质量和人员安全,过程中遇到各种意外情况,应及时与设计部门联系,按设计部门设计修改通知进行施工,最终做出稳固的地基基础,服务于上层建筑。

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