一、露桩和短桩由于持力层高低起伏,设计对桩长未及时调整,当桩插入持力层一定深度(一般为2米)就无法打入而终止,使桩身露出设计桩顶过多(一般1-2米,多则5-6米)而形成露桩同样,由于持力层起伏变化,沉桩到设计标高还未进入持力层或贯入度还很大,仍需继续沉桩,就形成了短桩,现在小编就来说说关于管桩完整性有问题怎么处理?下面内容希望能帮助到你,我们来一起看看吧!

管桩完整性有问题怎么处理(管桩施工中常见的质量问题及防治对策)

管桩完整性有问题怎么处理

一、露桩和短桩

由于持力层高低起伏,设计对桩长未及时调整,当桩插入持力层一定深度(一般为2米)就无法打入而终止,使桩身露出设计桩顶过多(一般1-2米,多则5-6米)而形成露桩。同样,由于持力层起伏变化,沉桩到设计标高还未进入持力层或贯入度还很大,仍需继续沉桩,就形成了短桩。

(一)原因分析

1、勘测资料误差较大或勘测精度不够,未能查清持力层起伏变化情况和持力层性质。

2、持力层变硬,沉桩时难以继续打入。或持力层变软,沉桩时贯入度太大,还要继续沉桩。

3、打桩机械与设计桩长及持力层性质不匹配。打桩机能量小,使本来还可继续打入的桩而被迫终止;或打桩机能量太大,使本来已满足贯入度要求的桩还能继续打入。

(二)防治及处理方法

1、查清原因。首先从分析勘测资料入手,在持力层起伏变化较大处补充勘测。重要柱子位置应布置钻孔查清持力层深度和性质。对于重要建筑物,勘测单位应提交“持力层等高线图”或“持力层等深线图”。

2、现场试桩时根据试桩情况确定终止打桩的标准。一般情况下实行“双控”既控制桩长又控制贯入度。对摩擦端承桩,应以贯入度为主,桩长为副。锤击式桩机,贯入度受锤重和打桩机械的影响较大,应加以注意。静压式桩机,可以桩机上液压表读数来控制。据笔者经验,液压表上显示的最终压力达到2.0-2.5倍设计单桩承载力即可终止。如杭州某小高层基础采用管桩,设计单桩承载力为1600KN,沉桩时静压桩机最终压力表读数达到4000KN即可终止,打桩结束后,做单桩静载荷试验,单桩极限承载力大于3500KN,满足了设计要求。

3、设计单位应根据试桩资料及时调整桩长,并通知管桩生产厂家,及时调整每节桩长与桩身匹配。

4、如因打桩机械能量太小或太大,无法与桩长及地质条件相匹配,那就更换打桩机。

5、对露出地面的桩应截桩。截桩可采用人工凿桩,方法是先将不需截除的桩身端部用钢抱箍抱紧,然后沿钢箍上缘凿沟槽,再行扩大截断,钢筋可用气割法切断。严禁使用大锤硬砸。

6、短桩需要用高标号砼接桩。

7、持力层起伏变化很大地段及石灰岩地区采用管桩应特别慎重。

二、斜桩

桩在沉入过程中,桩身垂直偏差太大(规范规定,垂直偏差不得超过桩长的0.5%)形成斜桩。据有关资料介绍,倾斜偏位超过25cm的管桩,承载力就会明显不足。

(一)原因分析

1、打桩机自重加配重总重量很大,如天海1号5500KN步履式液压静力压桩机自重达2200KN,配重1800KN,总重量达4000KN。打桩机基础如果不平整坚硬,沉桩加压后,基础易产生不均匀沉降,桩极易发生偏斜。

2、采用锤击式打桩时,桩不垂直,桩帽、桩锤及桩不在同一直线上。

3、沉桩时遇到大块坚硬障碍物,如老基础、古河道石驳勘、大块石等,把桩挤向一侧,发生偏斜。

4、采用“植桩法”时,钻孔垂直偏差过大。桩虽然垂直植入钻孔内,但在沉桩过程中,桩又沿着钻孔倾斜方向发生偏斜。

5、桩布置得过多过密、沉桩时产生的挤土效应,将原先已打入的桩上抬或挤斜。

6、接桩时,相接的两节桩不在同一轴线上,产生了曲折。

7、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,引起桩顶偏位。

(二)防治及处理方法

1、场地要平整坚硬,不能使桩机在打桩过程中产生不均匀沉降。

2、仔细分析地质勘察报告,如地质勘察报告中提到浅部(2-3米)有老基础或古河道驳勘、大块石等障碍物时,打桩前,探桩的深度应深一些。若遇到坚硬障碍物应预先挖掉或用钻机将障碍物钻穿,再打桩。

3、为控制好桩身垂直度,重点应放在打第一根桩上,桩锤、桩帽或送桩杆应和桩身同一中心轴上(锤击法)。桩插入时的垂直度偏差不得超过桩长的0.5%,沉桩时,应在距桩机20米左右处,成90度方向设置经纬仪各一台加以校准。初打时应轻,待桩身稳定后,再按正常落距锤击。

4、沉桩时就发现桩不垂直应立即纠正。必要时,应把桩拔出重打,不能凑伙了事。桩打入一定深度后发现桩身发生严重倾斜时,不宜采用移动桩架来校正,以免把桩折断,应采取其他措施。若无法纠正,应将该桩作为废桩处理。

5、合理布置桩位。桩与桩中心距宜大于4d(d为桩经)。

6、尽量减少接桩,接桩宜在桩尖穿过硬土层后进行。单桩接头不宜超过4个。接桩时采用钢端板焊接法。上下节桩要对齐,并在同一中心轴上,上下段桩的中心线偏差不宜大于5毫米。接桩前先将下段桩顶清洗干净,加上定位板,然后把上段桩吊放在下段的端板上,依靠定位板将上下桩段接直,焊缝应连续饱满,焊接好后过3-5分钟再沉桩,以免温差过大,将焊缝裂开,降低焊接强度。

7、浅部遇到障碍物,如老基础、石驳勘、大块石等,无法排除时,可先用钻机钻孔,将障碍物钻穿,然后再把桩植入孔内再沉桩。钻机钻孔时,其垂直度偏差不超过孔深的0.5%。

8、管桩打完后,进行深基坑开挖时,应分层均匀进行,桩周土高差不宜超过1米,坡顶不得堆土或停放挖土机械,不得用铲斗碰撞桩体,尤其在软土地区开挖基坑时,不能贪快蛮干。

9、因基坑开挖方法不当或一次性开挖过深造成的斜桩,可采用顶桩的办法处理。浙江省交通规划设计研究院韦国岐撰写的“预应力管桩工程事故的分析与处理实例”一文中提出的处理办法取得了满意的结果,很有参考价值,现摘录如下:

(1)实测桩顶最大倾斜面,判断桩身弯曲方向,从而确定水平顶桩方向。

(2)在桩顶方向上确定与原设计桩位最接近的取土孔位。

(3)用钻孔灌注桩施工方法取土成孔。孔径同管桩桩径,孔深10-12米。

(4)安装水平型钢支架及小吨位油压千斤顶。

(5)分级加载水平顶桩,最大顶桩荷载≤60KN。

(6)实测桩顶面,至水平后停止加载并在桩身两侧空隙中灌填级配砂石。

(7)清除管桩内孔泥石杂物,保证管内清孔深度10-12米。

(8)在管径内孔中插入钢筋笼,钢筋笼下部焊接封堵圆钢板。

(9)管桩内灌注混凝土,混凝土中掺少量微膨胀剂。

经以上处理,斜桩已纠直,上部10-12米空心管桩成了实心桩。此外将承台间的基础梁加宽,增强基础的整体刚度。

三、挤土影响和振动影响

管桩沉桩过程中,由于挤土影响使马路路面壅高或地下管线破裂,或者使邻近建筑物产生裂缝甚至偏斜的事故屡有发生。如凤起路某高层公寓采用Ф600×100,高强度预应力管桩作基坑围护,桩长36.40米,采用静压法沉桩。沉桩过程中因挤土影响将凤起路面抬高产生裂缝,使地下管线破裂,并影响到凤起路北面的人行道上铺设的方形地砖拱起,影响距离达40米。因此,尽管管桩是空心桩,但对它的挤土影响决不能掉以轻心。同样,采用锤击法施工时,振动对附近建筑物也会造成不同程度的影响。闹市区打桩,打桩前必须了解桩基附近有无重要的地下管线,如供水干管、污水干管、通讯电缆、煤气管道等,若有,必须采取防护措施。

(一)原因分析

1、沉桩时使桩四周的土体结构受到扰动,改变了土体的应力状态,桩四周土体产生了附加孔隙水压力,产生挤土现象。

2、布桩过多过密形成的“多桩基础”产生挤土现象。

3、施工方法不当,每天成桩数量太多,加剧了挤土影响。

4、锤击法施工由于重锤的连续打入造成振动影响。

(二)防治及处理办法

1、控制布桩密度(Ws),一般来讲Ws不宜大于5%,桩与桩中心距宜大于4d(d为桩径)。布桩密度(Ws)是指场地内沉桩总数Ap(以截面积计)与场地外面积(As)之比,即Ws= (%)。当Ws>5%时,对桩距较密的这部分管桩可采用植桩法沉桩。即在桩位预先钻孔取土(深度一般10米左右,孔径略小于管桩外径),然后将管桩植入孔内沉桩,可以大幅度减小挤土影响。

2、控制沉桩速度,制定有效的沉桩流水线路,控制每日成桩量,如采用Ф500×100管桩,桩长30米左右,日沉桩量8-10根为宜。沉桩顺序先中间,后两边。如一侧邻近已建建筑物,则应先打靠近已建建筑物的一排桩,并应采取间隔跳打的方法。

3、当桩基附近地下埋有重要管线如通讯电缆、污水干管、供水干管、煤气干管等及邻近建筑物需要特别保护时,可采用下列方法:

(1)开挖防挤(震)沟,长度比施工建筑物基础长度长2米,宽0.8—1.0米,深度超过地下管线埋置深度或邻近建筑物埋置深度1米,如地下水位较高,沟内可填松砂。

(2)如距邻近建筑物很近(小于5米),开挖浅层防挤沟无效时可在桩位与已建建筑物之间打1—2排应力释放孔。具体做法是:用钻机打一排孔径为400的钻孔,将土取出,孔深10米,放置钢筋笼外包彩料布。孔距1.2—1.5米。如被保护的建筑物很重要,就打二排,排距1.2米,间隔布孔。富阳市某公寓打桩时距已建建筑物5米,采用此法取得较好效果。

4、采用锤击法施工,桩架应坚固、稳定,锤击时不产生颤动和位移。桩锤宜采用重锤轻击的方法。桩帽内径应比桩径大2—4厘米,应有排气孔。桩垫应有足够弹性和厚度(不小于10厘米),并及时更换,以减少振动影响。

5、当采用其他措施有困难时,可将靠近重要管线或重要建筑物的一排管桩改为钻孔灌注桩。

6、在邻近建筑物及地下管线等部位设置监测点,监测这些部位振动速度的发展变化规律。同济大学杨宝玉、祝龙根提出,对一般建筑物和地下管线沿线的振动速度控制值(V)取10mm/s.,对防护要求较高的建筑物和煤气管、通讯电缆等地下管线振动速度控制值(V)取5mm/s,比较恰当。

7、振动对邻近建筑物也会带来不良影响,其防治和处理办法可参照上述方法进行。

四、沉桩时遇到“硬层”无法继续沉桩

这里所说的“硬层”包括浅部(3—4米)的老基础,石驳勘、大孤石和深部(一般在20米以下)的硬塑老粘土,非常密实深厚砂层、密实砂砾石层等。沉桩时,遇到这些“硬层”,无法继续沉桩,此时桩已入土,不可能再将桩拔出,必须立即采取措施加以处理。

(一)原因分析

地质勘察时未查清这些“硬层”的分布深度和性质,或者在地质勘察报告中未特别强调,没能引起设计和施工人员的重视。

(二)防治和处理办法

1、设计和施工单位应仔细阅读岩土工程勘察报告,分析地质资料制定相应措施。

2、打桩前应先探桩。如桩下3米左右有老基础、大块石等障碍物应预先挖除。开挖有困难时,可预先用钻机将该障碍物钻穿,然后将桩植入孔内再沉桩。

3、当桩已入土很深(如20米以下)遇到“硬层”时,可采用100型钻机将钻具放入管桩中间空洞中钻孔,将“硬层”钻穿,取出钻具再继续沉桩。如凤起路某高层公寓在30米左右遇到密实砂砾石层,无法将桩继续沉入,就采用此法解决了问题。

4、施工桩机能量大小应与设计要求、桩径、桩长及地质条件相。如采用Ф400管桩(PC桩),持力层为中密-密实砂土(标贯N=30-40击/30cm),设计要求进入该层1—2米,设计单桩承载力800—1000KN,用锤击式桩机施工时,应使用32KN柴油锤,冲击力要求达到3000—40000KN,锤的常用贯入度控制值2—3cm/10击;如采用Ф550管桩(PC桩),持力层为老粘土(qc=3000Kpa),设计要求进入该层2.5—3.5米,设计单桩承载力1500—2500KN,用锤击式桩机施工时,应使用40KN柴油锤,冲击力要求达到4000—5000KN,锤的常用贯入度控制值3—5cm/10击。采用静压式桩机可选用Y24—650型液压静压桩机施工,压桩时的最终压力控制值3000—5000KN。

五、沉桩达不到设计要求

这里讲的“达不到设计要求”,包括两个内容:一是指单桩承载力达不到设计要求;二是指沉桩时桩长未满足设计要求或者贯入度未满足设计要求。

(一)原因分析

1、单桩承载力达不到设计要求,其原因比较复杂,根据笔者经验其原因有以下四点:

(1)厂家提供的管桩桩身质量有问题,如高强度混凝土管桩(PHC桩)要求混凝土强度等级不低于C80,实际只有C60;有的桩身出现裂缝,有的桩套箍凹陷大于10毫米;有的桩身合缝漏浆,漏浆深度超过10毫米,漏浆长度大于300毫米;有的桩因运输、装卸、堆放不当,局部磕损深度大于10毫米。

(2)施工方法不当,接桩没接好,造成桩身局部断裂,降低了桩身强度。

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