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阅读 4358 次 预制桩沉桩施工常见问题及处理方法

摘要:本文依据实践经验列举了预制桩沉桩施工过程中桩顶碎裂、桩身断裂等常见的六种问题,而后逐一提供了相应的预防措施及处理方法,为预制桩的施工中问题的解决提供了一定的参考资料。...

预制桩沉桩施工中的常见问题及处理方法

  

(陕西省建筑科学研究设计院710082  西安)

    桩基是深基础的一种。采用钢筋混凝土、钢管、H型钢等材料作为受力的支撑件打人土中,称为单桩。将许多单桩打入地基中,达到设计所需要的深度,称为群桩基础。桩基础的作用是传递上部结构的荷载,通过较弱地层传递到深部较坚硬的压缩性小的土层或岩层上。

    桩基础的适用范围如下:

    地基的上层土质太差而下层土质较好;

    除了有较大的垂直荷载外,还有水平荷载及较大的偏心荷载;

    用于有动力荷载及周期性荷载的基础;

    地下水位很高,采用其它深基础形式施工时降水有困难的场所;

    位于水中的构筑物基础。

    桩基施工是一个很复杂的过程,对桩的质量影响有很多方面,下面将对预制桩沉桩施工中常见的问题及处理方法进行分析。

1、桩顶碎裂

    产生的原因:

    ①设计的混凝土强度偏低;施工质量控制不严造成强度等级偏低:A)混凝土配合比不当、B)振捣不密实、c)养护时间不足;柱顶钢筋网片不足,主筋端部与柱顶距离太小,桩顶面不平,桩顶平面与轴线不垂直;④桩锤选择不当:A)桩锤重量太大,桩顶混凝土因受过大的锤击应力而破碎、B)桩锤重量太小,桩顶混凝土因受锤击次数过多而破碎、c)桩顶未加缓冲垫或施工中缓冲垫损坏,桩顶直接承受冲击荷载。

    预防措施及处理方法:

    ①严格按质量标准进行桩的制作,混凝土配合比要求准确,主筋不得超过桩顶第一层钢筋网片,振捣要密实;打桩时预制桩的强度必须达到设计强度的100%,并应满足有一个月以上的自然养护期,先施工养护时间较长的桩;混凝土灌注前,桩顶模板要平,且同桩身线垂直。对己浇灌的桩,在使用前要进行检查,对桩顶平面不符合规范要求的桩,应经修补后才能施工;④合理选择桩锤,要重锤轻击,桩重与锤重之比约为135经常检查桩帽与接触面处是否平整,及时更换缓冲垫;桩顶破碎严重时,应修复补强后再施工。

2、桩身断裂

    产生的原因:

    ①桩身在施工中出现较大的弯曲,在反复冲击的集中荷载下,超过桩身抗弯强度而断裂,这种情况出现主要由于:A)桩的长细比过大,沉桩时遇到硬土层;B)桩在制作中,桩身弯曲值超过规定范围;C)桩尖偏离中轴线,沉桩时遇到硬土层把桩尖挤向一侧;D)稳桩时不垂直,在校正桩的倾斜时使桩身产生弯曲;E)采用先钻后打工艺时,由于钻孔垂直度偏差过大,沉桩过程中顺钻孔倾斜面而产生弯曲;F)两节或多节桩相接时,由于不在一条轴线而产生曲折,在饱和软粘土中沉桩时,超过孔隙水压力的影响和土方开挖产生过大的土压力差使桩身发生弯曲;桩身质量不符合要求,桩身局部混凝土强度不足,受反复冲击荷载后产生横向裂纹,并扩大而导致断裂。

    预防措施及处理方法:

    ①控制每节桩的细长比,一般不应超过40施工前检查桩身弯曲清况,对桩身弯曲度大于1%,且桩长大于20m的桩或桩尖偏离桩的纵向轴线时,不宜使用;施工前清除场地内的地下障碍物;应及时纠正在初沉时产生倾斜的桩;采用先钻后打工艺时,严格控制钻孔的垂直度偏差在1%以内;按操作要求进行接桩以确保上下两节桩在同一轴线上;在饱和软粘土中沉桩,要采用有效措施降低孔隙水压力,在沉桩完成后,间歇两周以上方可进行土方开挖,且应分层挖土;确保混凝土质量;桩在堆放、起吊、运输过程中,严格按有关规定或操作规程进行;桩身断裂后,可根据工程地质条件等实际情况进行补桩。

3沉桩达不到设计要求产生的原因

    ①工程地质情况未能勘察清楚,尤其是持力层的起伏标高不明,致使设计考虑持力层或选择桩尖标高有误;局部有坚硬土夹层或砂夹层;施工中遇到障碍物,如大块石头或旧的埋设物等;新近代砂层结构不稳定,同一层的强度差很大,桩打人该层,进入持力层较深时,才能求出贯人度。群桩施工中,砂层越挤越密,最后就沉不下去;桩锤选择过大或过小,使桩沉不到设计要求的标高;桩顶打碎或桩身打裂、打断等使桩不能继续打入。

    预防措施及处理方法:

    ①工程地质情况应详细探明,做到工程地质与勘察报告相符;合理选择持力层或桩尖标高;遇有硬夹层时,可采用先钻后打法、水冲法等穿透硬夹层,以利沉桩,但桩尖至少进入未扰动的土层中4倍桩径深度;根据工程地质等条件,确定桩施工的最终控制标准。一般情况下,以一种控制标高标准为主,以另一种控制标准为参考;合理选择桩锤;采取有效措施,防止桩顶打碎或桩身断裂。

4、桩顶位移

    产生的原因:

    ①桩入土后,遇到大块坚硬的障碍物使桩向一侧偏斜;采用先钻后打法施工时,钻孔垂直度偏差过大,桩体顺钻孔倾斜而偏移;③多节桩施工时,由于接桩时位置不正使桩顶偏位;④桩身原本弯曲,沉入土后,使桩顶位移;⑤在饱和软粘土地区,当桩数较多、桩间距离较小,沉桩时把相邻桩推向一侧或使地面隆起将相邻桩一起被拱起。

    预防措施及处理方法:

    ①施工前清除沉桩区域内的地下障碍物;严格控制钻孔的垂直度偏差在1%以内;接桩时,保证上下节桩在同一轴线上,严格按照操作要求连接接头;沉桩前检查桩身弯曲情况,不使用超过规范允许偏差的桩;在饱和软粘土地区施工密集群桩时:A)控制沉桩速率;B)采用可降低孔隙水压力的措施。

5、桩身倾斜

    产生的原因:

    ①施工场地不平,因而沉桩施工机械产生倾斜,同时使桩身随之倾斜;稳桩时,桩帽、桩锤及桩身中心不在同一线上;桩身弯曲超过规定值,桩尖偏离中轴线;桩尖在地下遇到大块坚硬障碍物;桩顶与桩帽接触面不平,桩身受偏心荷载作用人土后桩身倾斜;采用先钻后打时,由于钻孔不垂直,使桩插入后继续沉桩时桩身倾斜;多节桩施工时,由于接桩时上下桩不在同一轴线上使桩沉入后桩身倾斜;桩距太小,邻桩打桩时土体挤压;采用机械化透行基坑土方开挖时,对有一定送桩深度要求的群桩.由于桩身两侧的土压力较大,使桩身倾斜。

    预防措施及处理方法:

    ①要求施工场地平整,对于软弱地基面应铺碎石再平整,为使桩机底盘保持水平,可在桩机行走装置下加垫板;初沉时,对不垂直的桩及时纠正,控制垂直度小于5%;预先检查桩,不宜采用桩身弯曲或桩尖偏离桩中轴线超过规定值的桩;障碍物不深时,可挖除回填土后再打桩或作补桩处理;保持桩顶与桩帽接触面平整,使桩不受偏心荷载;控制预钻孔的垂直度,使其误差小于1%;接桩时,上下桩必须保持在同一轴线上;在饱和软粘土地区,应控制沉桩速度;按分层开挖原则,对有一定送桩深度要求的群桩进行基坑土方开挖。

6、接桩处松脱开裂产生的原因

    ①连接处表面没有清理干净,留有杂质、水、油污等;②采用焊接或法兰连接时,连接铁杆或法兰平面不平;③焊接质量不符合要求,焊缝不饱满、夹渣等;④采用硫磺胶泥接桩时,由于配合比不合适、温度控制不当、操作不当等造成硫磺胶泥质量达不到设计强度要求,在锤击力作用下开裂;⑤接桩时上下桩中心线不在同一直线上。

    预防措施及处理方法:

    ①接桩处必须清除干净;连接铁件必须牢固平整,不符合要求时需经修正后方可使用;必须保证焊接质量;硫磺胶泥严格按操作规程作业,配合比应先经过试验,确保强度符合设计要求;保证上下两节桩在同一轴线上。

    沉桩工程是一道技术性很强的工序,在实际操作中一定要根据实际情况具体分析,并且不断收集资料,积累经验。只要采用科学的方法,就一定能够确保工程质量。

(本文来源:陕西省土木建筑学会  文径网络:文径 尹维维 编辑  刘真 审核)

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