主场:福清项目部会议室
人员:项目部全体人员,施工队现场负责人
内容:静压预应力管桩施工量通病及防治
主持:郑现振
静压预应力管桩施工质量通病分析及防治措施
1 管桩桩顶被压碎
1.1原因分析
(1)管桩制作不良,壁厚未能达到变准要求或端部桩壁厚薄不均或管桩混凝土强度达不到设计要求。
(2)压桩桩帽或送桩器桩帽的刚度不足,易产生变形使桩顶受压不均匀。
(3)静压桩机配重不足或配重放置不平衡,力大时桩机倾斜起身,使管桩偏心受压。
(4)压桩桩帽或送桩器桩帽与管桩不匹配,桩帽中心与管桩中心不重合,使管桩受偏心压力。
(5)压桩前机架未调平或场地地基松软,管桩垂直度偏差超标。沉桩过程中,管桩始终偏心受压,受最大偏心力的管桩顶部极易破碎。
1.2防治措施
(1)对进入施工现场的管桩按照标准严格检查验收,有问题的桩一律不得使用。
(2)静压桩机上的压桩和送桩桩帽应根据管桩设计尺寸,及时制作更换,管桩在桩帽内的周边间隙应为5~10mm,必要时可考虑在桩顶使用硬纸垫层。
(3)根据实际施工情况,设计要求,选择合适的桩机。
(4)现场地表土的地耐力应满足施工要求,并做好雨天排水工作,只有在桩身垂直度符合要求的情况下,才能加压沉桩。
(5)对于因桩顶破碎而没有压至设计标高的桩,应会同设计、监理等部门及时做出处理方案。
2 沉桩达不到设计要求
2.1原因分析
(1)地址勘察资料与实际工程地质存在偏差,发生配桩长度不准确,使沉桩达不到成桩设计要求的相关控制值(桩顶标高、终压力、贯入度等)
(2)设备机械故障等原因导致沉桩过程突然中断时间过长,桩周阻力增大,难以沉桩到设计要求的持力层。
2.2防治措施
(1)探明工程地质情况,必要时作补充地址勘察,合理选择持力层和成桩的相关控制值。
(2)根据有关要求合理选择沉桩设备,在沉桩过程中发生异常情况时,应冷静分析原因,找出对策,不能盲目加大压力桩力强行沉桩,以防止桩身断裂。
3邻桩上浮或桩头位移
3.1原因分析
(1)静压管桩属于挤土桩,在沉桩过程中存在挤土效应会使地面隆起,特别是当土层是饱和性软土、桩距较密、桩数较多时,土被挤到极限密度而向上隆起,后施工的桩便会对先前施工或相邻的桩产生向上拉力,使其桩身上浮或被推向一侧。
(2)施工中桩位被挤压偏离或标志丢失,造成桩位错位较大。
(3)选择的沉桩顺序或行车路线不合理。
3.2防治措施
(1)施工中发现桩身上浮时,最有效的方法是采取土引孔压桩法,即用螺旋钻机在设计桩位取土引孔后随即压入管桩,在压缩性较差的土体中施工,引孔的孔径应比桩径小50~100mm,引孔深度一般应控制在桩长的30%内,并做到随引孔随压桩,以免地下水渗入孔内引起塌孔或地下水泡软桩端土层使桩端土承载力降低。
(2)合理安排沉桩顺序和桩机行走路线,坚持“先中间后四周”的对称施工法,以及结合“先密集桩后稀疏桩、先长桩后短桩”的压桩顺序进行压桩。当采取上述措施后依然无法制止桩身上浮现象时,可以考虑采用原桩复压措施,必要时可经设计调整桩间距。
4 接桩处开裂
4.1原因分析
(1)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。
(2)采用焊接连接时,连接处端板表面未清理干净,桩端不平整。
(3)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。
4.2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。
5桩身发生断裂
5.1原因分析
(1)桩机发生大的倾斜,桩身受剪力、弯矩作用引起桩身断裂,引起的因素有施工场地地下水位太高或地耐力太差,满足不了桩机荷载要求,桩机发生不均匀沉陷引起静压桩机倾斜,管桩受弯矩、剪力作用而断裂。
(2)桩机的配置在桩机平台放置不对称,造成桩身内部重力偏心,超过桩身混凝土抗压强度极限值,引起桩身断裂。
(3)发现桩身倾斜而强行纠偏,产生过大侧向应力。
(4)桩混凝土强度与设计要求不符合或桩本身存在质量缺陷。
(5)打桩机施工时压力值超过管桩极限承载力。
(6)在深基坑开挖过程中,未按分层开挖的原则,引起土应力释放,土体产生侧向位移对管桩作用了侧压力,桩受弯矩作用而断裂。
5.2防治措施
(1)沉桩前先进行场地平整硬化,防止桩机不均与下沉。
(2)桩机配重应对称配置,避免桩机重心偏移。
(3)一旦发生桩身倾斜应及时采取有效措施进行纠偏,但不宜采用移动桩架强行纠偏以免造成断桩事件。
(4)管桩进入施工现场内检查桩的质保资料及查看桩的外观质量,有无质量缺陷。
(5)控制沉桩加压荷载,控制沉桩速度,一般不宜超过2m/min。
(6)基坑开挖应分层进行,预防土体位移对管桩作用大的侧向力。
6 桩身倾斜
6.1原因分析
(1)场地不平、有较大坡度,桩机本身倾斜,首节桩初压至桩身基本稳定时才校正垂直度,稳桩时桩不垂直。首节桩垂直度偏差不得超过桩长的0.5%。送桩器、桩帽及桩不在同一条直线上,则桩在压入过程中会逐渐产生较大倾斜。
(2)接桩引起桩身倾斜。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、下段桩的中心偏差不宜大于2mm,节点弯曲高不得大于桩段的0.1%。
(3)基坑土方开挖不当,桩身侧向受力不平衡引起大面积群桩倾斜,特别是表层软土土层厚度大,每次开挖的厚度超过规定,桩身倾斜的可能性更大。
6.2防治措施
场地应平整,对于发现局部平整度差、土质松软时,应在桩机行走路线上加设垫木或其它材料,使桩机底座保持水平。对基坑土方开挖不当引起倾斜的桩,应组织有关单位调查分析,采取桩基联合承台的加固措施或补桩的方法。施工中应严禁边沉桩边开挖,土方开挖应采取分层分段均匀对称进行。对于软土土层,桩周土体高差不得大于1.0m,并注意保持基坑围护结构或边坡土体的稳定。严格控制接桩的垂直度质量,强化接桩工艺质量验收,做好隐蔽质量记录。
7 挤土效应和振动影响
7.1原因分析
(1)预应力管桩属于挤土类型,往往由于沉桩时使桩四周的土体结构收到扰动,改变了土体的应力状态,产生挤土效应。
(2)桩机施工过程中焊接时间过长。
(3)桩的接头较多而且焊接质量不好或桩端停歇在硬夹层。
(4)施工方法与施工顺序不当,每天成桩数量太多、压桩速率太快、布桩过多过密,加剧了挤土效应。
7.2 防治措施
(1)控制布桩密度,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50~100mm,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。
(2)控制沉桩速率,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,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,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,这样的施工顺序可以避免由于基坑四周的维护结构使压桩的土体无法扩散,造成先施工的管桩被后施工的管桩挤上来,使桩的承载力达不到设计要求,又避免在基坑的压桩过程中土体扩散而挤坏四周的围护结构及降低基坑围护结构的止水效果;同时应对日成桩量进行必要的控制。
(3)设置袋装砂井或塑料排水板,消除部分超孔隙水压力,减少挤土现象,设置隔离板桩或地下连续墙;开挖地面排水沟,消除挤土效应。
(4)沉桩过程中应加强临近建筑物、地下管线的观测、监测,对靠近特别重要的管线及建筑物可改其它桩型。