预应力混凝土管桩施工技术探讨

2022-09-11 版权声明 我要投稿

前言

预应力的桩基工程属于地下隐蔽工程。不仅修复极其困难,而且直接影响到上部结构的稳定和质量,除在制定施工方案时,把可能出现的质量问题考虑周全并提出切实有效的措施外。还应对施工中可能发生的问题及处理方法有所了解, 以保证整栋建筑的施工顺利进行,并长久可靠地使用。

1 工程概况

某公司厂房工程为A、B、C三栋5层连体厂房和一栋6层宿舍楼D,位于从化市某工业区。总建筑面积约20050m2,基础采用φ400及φ500预应力管桩,总桩数225根,桩长39.2~41.1m,以三节至四节桩进行组合。工程的地质情况为: (1) 素填土; (2) 粉质粘土; (3) 淤泥; (4) 粗砂; (5) 淤泥混细砂; (6) 淤泥; (7) 粉质粘土; (8) 中砂,层厚6.55~14.4m,实测标贯数平均为24.3,为持力层; (9) 淤泥质粘土; (10) 粗砂。以下分别介绍33#桩、95#桩、5#桩的施工情况。

2 桩顶位移

2.1 现象

桩队在施工宿舍楼D基础时,发现33#桩向西偏移10.5㎝,超出施工规范允许范围。

2.2 原因分析

桩入土后,遇到大块坚硬障碍物,把桩尖挤向一侧,稳桩时不垂直,打入地下一定深度后,再用走桩架的方法校正,使桩身产生弯曲。

2.3 施工现场的补强方案

项目部接到桩队的报告后,立即通知甲方、监理、设计、质检站等单位,召开专题会议。由于预应力混凝土管桩管壁薄,长细比大,而混凝土的抗拉性差,受上部荷载作用,桩身易折断,经研究确定:采用补桩法,即在该桩的两侧1.1m处分别加桩,深度同工程桩,并加大承台。

2.4 预防与质量保证方法

(1)认真清除沉桩区域内的地下障碍物;

(2)预钻孔的垂直度要严格控制在1%以内;

(3)接桩时, 要保证上下桩在同一轴线上。接头连接必须严格按操作要求执行;

(4)在饱和软粘土地区沉没较密集的群桩时,应采用袋装砂井、塑料排水板等可降低孔隙水压力的增长,同时要控制沉桩速率,以减少空隙水压力的增长;

(5)沉桩前严格检查桩身弯曲情况,超过规范要求的桩不宜使用;

(6)对有一定送桩深度的群桩。对土方开挖时应按分层开挖的原则进行,避免使桩身两侧出现较大的土压力差。

3 沉桩达不到设计要求

3.1 现象

95#桩在施打时,最终贯入度已达到设计要求。最终标高仍然达不到设计最终标高。

3.2 原因分析

由于勘探工作是以点带面,对局部硬夹层或软夹层的透镜体不可能全部了解清楚,尤其在复杂的工程地质条件下。还有地下障碍物,如大块石头、混凝土块等。打桩施工遇到这种情况,就会出现达不到设计要求的施工控制标准。造成95#桩出现这种现象的原因是: (4) 粗砂层厚度大于9m,贯入度大于40击,加上挤土效应, 造成沉桩阻力太大所致。

3.3 现场的补救措施

出现这种现象后。项目部立即向监理报告,经我方与业主、监理、设计四方共同研究,我方提出了采取预钻孔成桩施工法来减少挤土效应与沉桩效率。该方法得到设计等各方的确认。

我们采用单头SJBII型深层搅拌机作预钻孔设备,将搅拌钻头改装为φ300mm、1.5~2m长螺旋钻头,钻孔深度的穿透 (4) 粗砂层为准,孔深19.4m。预钻孔施工时要及时清理积土或排浆,保持孔位周边场地的干净稳固,合理控制成孔和成桩施工间歇,钻孔结束后及时进行沉桩作业。

3.4 预防与质量保证方法

(1)认真而详细探明工程地质情况,必要时应作补勘;

(2)要认真并正确选择持力层或桩尖标高;

(3)根据工程地质条件、桩断面及自重,合理选择施工机械,施工方法及施工顺序,特别是确定好桩机行走路线,遵从由施工区域中心向外侧施工,先施工长桩后施工短桩,先施工直径大的桩后施工直径小的桩的压桩顺序;

(4)施工中采取措施防止桩顶打碎或桩身断裂;

(5)桩打不下时,可更换能量更大一些的桩锤,并加厚缓冲垫;

(6)对场地浅层孤石和坚硬障碍物采用开挖清除,对较小孤石障碍物用送桩器进行引孔排除;

(7)遇到硬夹层时,采用先钻后打法、水冲法等穿透硬夹层,以利沉桩,但桩尖应至少进入未扰动的土层中4倍桩径深度。

4 接桩处松脱开裂

4.1 现象

经过锤击后, 桩队发现5#桩接桩处有松脱开裂现象。

4.2 原因分析

连接处的表面没有清理干净,留有杂质、雨水和油污等。焊接连接时,连接铁件不平,有较大间隙,造成焊接不牢。

4.3 施工现场处理方法

接桩就位时,下节桩头设导向以保证上下节桩找正接直,如桩节间隙较大,可用铁片填实焊牢,结合面的间隙不大于2mm。

接桩时,为减少焊接变形,沿接口四周先对焊6个点,以确保焊接质量和上下两节桩同心。电焊机焊接时,第一层用φ3.2mm电焊条打底,确保内层焊透,第二层用粗焊条 (φ4mm或φ5mm) ,采用E43XX型焊条焊接。每层焊接厚度应均匀,每层焊渣清除干净,再焊接下一层。坡口槽的电焊满焊,电焊厚度高出坡口lmm,然后检查焊缝是否有夹渣、气孔等缺陷。若有就及时补焊并清除焊渣,接桩后待焊缝冷却降温8min后再打桩。

4.4 预防与质量保证措施

(1)根据地质报告和实际情况进行配桩, 管桩接头数不宜超过4个,同一承台的桩接头要错开位置,当遇有较难穿透的土层时,接桩尽可能选择在穿过该土层后进行。

(2)接桩前,对连接部位上的杂质、油污等必须清理干净,保证连接部件清洁。

(3)检查连接部件是否牢固平整和符合设计要求,如有问题,必须进行修正后才能使用。

(4)接桩时,两节桩应在同一轴线上,错位偏差必须控制在2mm以内,焊接时应对称分层进行焊接, 焊缝要饱满,采取自然冷却法,严禁用水冷却或焊好立即施工。

(5)采用法兰或焊接预埋件接桩时,应平整服帖,焊接或螺铨拧紧后,锤击几下再检查一遍,看有无开焊、螺栓松脱现象,如有应立即采取补救措施,如补焊、重新拧紧螺栓并把丝扣凿毛或用电焊焊死。

(6)采用硫酸胶泥接桩时,应严格按照操作规程,特别是配合比应经过试验,熬制时及施工的温度应控制好,保证硫酸胶泥达到设计强度。

5 常见质量通病

预应力管桩是桩基工程的一种,属于隐蔽工程。由于目前尚无正确、可靠、快速的测试方法,因此施工中所发生的质量问题,常常是多种原因造成的。常见的质量通病还有:

(1)桩身断裂,其现象:

桩在沉入过程中,桩身突然倾向错位,当桩尖土质条件没有特殊变化,而贯入度逐渐增加或突然增大,桩身有回弹现象。

(2)桩身倾斜,其现象:

桩身垂直偏差过大。

(3)桩顶碎裂, 其现象:

在沉桩过程中,桩顶出现混凝土掉角、碎裂、坍塌,甚至桩顶钢筋全部外露大打坏。

6 结语

该厂房的基础通过静载、动测等测试,均符合设计,主体施工过程经过6次沉降观测,最大沉降量为6mm,最大沉降差率为0.303‰,符合施工规范要求。该工程经过近14个月的精心施工,顺利通过验收。预应力混凝土管桩在沉桩的过程中虽可能出现各种各样的质量问题,但只要我们认真总结经验,科学施工,是完全可以克服质量通病,最大限度满足设计的要求。预应力混凝土管桩也会因其本身材料强度高、承载能力较大、耐腐蚀性好、挤土影响小 (桩尖开口型) 等优点,而将得到越来越广泛的运用。

摘要:本文通过工程施工实例, 结合桩基础施工所遇到的情况及解决的办法, 对预应力管桩施工常出现的质量问题进行探讨。

关键词:预应力,管桩,接桩法

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