管桩施工中常见问题的分析与处理

2015-08-25 3141 0

  管桩工程常见质量问题有:单桩承载力低于设计值,桩倾斜过大、断桩、桩接头断离、桩位偏差过大等五大类。造成以上问题的原因:
 
  (一)单桩承载力低于设计要求的常见原因有:
 
  1、桩沉人深度不足;
 
  2、桩端未进入设计规定的持力层,但桩深已达设计值;
 
  3、最终贯人度过大;
 
  4、其他,诸如桩倾斜过大、断裂等原因导致单桩承载力下降;
 
  (二)桩倾斜过大的常见原因有:
 
  1、预制桩质量差,其中桩顶面倾斜和桩尖位置不正或变形,最易造成桩倾斜;
 
  2、桩机安装不正,桩架与地面不垂直;
 
  3、桩锤、桩帽、桩身的中心线不重合,产生锤击偏心;
 
  4、桩端遇石子或坚硬的障碍物;
 
  5、桩距过小,打桩顺序不当而产生强烈的挤土效应;
 
  (三)出现断桩的常见原因有:除了桩倾斜过大可能产生桩断裂外,其他原因还有三种:
 
  1、桩堆放、起吊、运输的支点或吊点位置不当;
 
  2、沉桩过程中,桩身弯曲过大而断裂。如桩制作质量造成的弯曲,或桩细长又遇到较硬土层时,锤击产生的弯曲等;
 
  3、锤击次数过多。如有的设计要求的桩锤击过重,设计贯入度过小,以致于施工时,锤击过度而导致桩断裂。
 
  (四)桩接头断离的常见原因有:设计桩较长时,因施工工艺的需要,桩分段预制,分段沉人,各段之间常用钢制焊接连接件做桩接头。这种桩接头的断离现象也较常见。其原因,除了上述提到原因,还有上、下节桩中心线不重合;桩接头施工质量差,如焊缝尺寸不足等原因。
 
  (五)桩位偏差过大的常见原因有:
 
  测量放线差错;沉桩工艺不良,如桩身倾斜造成竣工桩位出现较大的偏差常用处理方法:打桩过程中,发现质量问题,施工单位切忌自行处理,必须报监理、业主,然后会同设计、勘察等相关部门分析、研究,作出正确处理方案。由设计部门出具修改设计通知。一般处理方法有:补沉法、补桩法、送补结合法、纠偏法、扩大承台法、复合地基法等,下面分别简要介绍:
 
  1、补沉法。预制桩人土深度不足时,或打入桩因土体隆起将桩上抬时,均可采用此法。
 
  2、补桩法。可采用下述两种的任一种:
 
  (1)桩基承台前补桩。当桩距较小时,可采用先钻孔,后植桩,再沉桩的方法。
 
  (2)桩基承台或地下室完成再补静压桩。此法的优点是可以利用承台或地下室结构承受静压桩的施工反力,设施简单,操作方便,不延长工期。
 
  3、补送结合法。当打入桩采用分节连接,逐根沉人时,差的接桩可能发生连接节点脱开的情况,此时可采用送补结合法。首先是对有疑点的桩复打,使其下沉,把松开的接头再顶紧,使之具有一定的竖向承载力;其次,适当补些全长完整的桩,一方面补足整个基础竖向承载力的不足,另一方面补打的整桩可承受地震荷载。
 
  4、纠偏法。桩身倾斜,但未断裂,且桩长较短,或因基坑开挖造成桩身倾斜,而未断裂,可采用局部开挖后用千斤顶纠偏复位法处理。
 
  5、扩大承台法由于以下三种原因,原有的桩基承台平面尺寸满足不了构造要求或基础承载力的要求,而需要扩大桩基承台的面积。
 
  (1)桩位偏差大。原设计的承台平面尺寸满足不了规范规定的构造要求,可用扩大承台法处理。
 
  (2)考虑桩土共同作用。当单桩承载力达不到设计要求,需要扩大承台并考虑桩与天然地基共同分担上部结构荷载。
 
  (3)桩基质量不均匀,防止独立承台出现不均匀沉降,或为提高抗震能力,可采用把独立的桩基承台连成整块,提高基础整体性,或设抗震地梁。
 
  6、复合地基法此法是利用桩土共同作用的原理,对地基作适当处理,提高地基承载力,更有效的分担桩基的荷载。常用方法有以下几种。
 
  (1)承台下做换土地基。在桩基承台施工前,挖除一定深度的土,换成砂石填层分层夯填,然后再在人工地基和桩基上施工承台。
 
  (2)桩间增设水泥土桩。当桩承载力达不到设计要求时,可采用在桩间土中干喷水泥形成水泥土桩的方法,形成复合地基基础。
 
  7、修改桩型或沉桩参数
 
  (1)改变桩型。如预制方桩改为预应力管桩等。
 
  (2)改变桩人土深度。例如预制桩过程中遇到较厚的密实粉砂或粉土层,出现桩下沉困难,甚至发生断桩事故,此时可采用缩短桩长,增加桩数量,取密实的粉砂层作为持力层。
 
  (3)改变桩位。如沉桩中遇到坚硬的、不大的地下障碍物,使桩产生倾斜,甚至断裂时,可采用改变桩位重新沉桩。
 
  (4)改变沉桩设备。当桩沉人深度达不到设计要求时,可采用大吨位桩架,采用重锤低击法沉桩。
 
   工程案例:某项目一期工程,基桩为静压管桩,持力层为6号粉质粘土层,φ600管桩承载力特征值取950KN,φ500取750KN。根据58#、59#、62#、63#成桩桩头打爆统计表简报,共计650根管桩,共有13根桩欠送150~600,7根欠送1000~1500左右,3根超送300左右。其中桩头均被打爆。基于此我们分两种情况予以处理:
 
  (1)根据建设单位提供的桩基检测报告,桩头打碎的桩,桩身完整、贯入度达到要求且无上浮,经对欠送的该类桩,可采取将桩头碎裂及欠送部分截除至设计桩顶标高,将断面清理凿毛并清洗干净,与承台连接参见图集桩顶与承台连接详图(一)。
 
  (2)对超送的该类桩,将碎裂处清理凿毛并清洗干净,与承台连接可参图一做法。此外,分析后对本工程中桩偏位的处理方式为加大承台截面和配筋,还需复核地梁的截面和配筋。鉴于本工程成功经验即归纳了以下处理方法,供日后参考:
 
   第一类:该类管桩仅造成上端质量缺陷,下部桩身完整,桩位准确,具体处理方案为:桩周边50cm范围内开挖土方至开裂部位下,采用机械切割桩身,将开裂桩身完全截除,在管桩内先插筋,后按常规接桩方式接桩至设计桩顶标高即可。
 
  第二类:该类管桩经低应变检测,桩身未造成裂隙等缺陷,主要问题为桩偏位倾斜超出施工技术规范要求,可采取纠偏措施达到规范要求。具体处理方案为:先在桩偏位的相反方向外侧取土,然后用钢丝绳和手动葫芦对桩端缓步施加拉力,密切注意纠偏情况,随时调节手动葫芦,在纠正过程中桩偏位侧出现回倾空隙时及时回填中粗砂,直到桩纠正。纠正完毕后在偏位管桩周边打松木桩挤密桩间土,布桩数量及位置根据现场土质情况进行调整。
 
  第三类:该类管桩由于土体滑移造成开裂、偏斜,经目测观测及低应变检测,开裂部位基本一致,均在自然地面下5-6m处,桩身单侧开裂,未完全折断发生位移,断桩面以下部分的管桩桩身完好,且断桩面以下部分管桩偏位满足施工规范要求。综合考虑上述因素,并经设计复核纠偏灌芯的各项技术参数,制定出纠偏灌芯加固处理方案如下:纠偏灌芯加固施工应在偏桩周边区域基础已浇筑完毕,且基础砼强度达到80%以上后进行。
 
   预应力砼管桩是采用先张法预应力工艺加工而成的预应力砼管、口型桩尖和桩帽组成。施工采用静压法沉桩,其原理是外荷载由桩体传递给持力层或桩身侧摩擦力承担。广泛应用于软土地基上的土建工程,分为PTC、PC、PHC三种桩型。
 
  优点为:工厂预制,混凝土强度高,成桩质量可靠,检测方便,施工便捷,施工周期短,适用范围广,穿透土层能力强,对持力层起伏变化大的地质条件适应性强,噪声小,无振动,无污染,符合环保要求。
 
  缺点为:外表光滑呈圆形,当作为摩擦桩使用时,与土的摩擦力小;薄壁管桩的抗弯性能较差,尤其是桩身的抗剪力、抗拉性能差,给建筑的基础埋下隐患。
 
   预应力砼管桩目前应用广泛,但在基坑开挖过程中易出现上述质量事故,采用文章提出的处理方案可以在确保工程质量的前提下,最大限度的节省费用和缩短处理时间,供同行参考。
 
   总之,桩基施工质量问题以防为主,遇到问题要及时会同设计院和勘测院,以及监理的监督配合,直至把有问题的管状处理好,以安全为第一,进度和经济次之,确保手中的工程安全,既是对业主的负责,也是对人民的负责,更是对生命的负责。

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