本工程,土层自上而下填土层、耕土层、中砂层、粉土层、强风化岩土带。设计采用静压预应力管桩,其桩长为12～16m,φ300桩单桩承载力标准值500kN,桩尖持力层为强风化岩,共布桩789根。打桩顺序是由东往西,从打桩记录反映,①轴～⑤轴均很正常,以每阵锤30mm收锤,但在⑥、⑦轴时,连续发生断桩事故,断桩时锤击数也很少,往往只有几十锤,桩长也只有6～8m左右。通过对打桩记录和地质资料结合分析,决定对原设计和施工从以下三方面进行修改:
(1)将原封底十字刀刃桩尖修改成开口型桩尖,同时将桩尖的钢壁厚度加强,以增强桩尖穿岩能力以及嵌岩能力。
(2)增强桩身承受冲击力的能力,我们将原φ300径的预应力管桩,改为采用中φ400径的骨桩,从而提高桩身的强度,使桩承受冲击力的能力得到加强。
(3)打桩时,控制锤高,当桩尖接近岩层时,采用低锤密打的方式,直到满足贯入度要求为止。
通过采用以上三种改进措施后,打桩过程一直很顺利,没有再发生断桩的现象,该建筑物在桩施打完成后,经过高低应变检测,桩身及承载力均达到设计的要求。
桩在沉入过程山,桩身突然倾斜错位,当桩尖处土质条件没有特殊变化,而贯入度逐渐增加或突然增大,桩身出现回弹现象,即可能桩身断裂。主要原因:桩身在施上中出现较大弯曲,在集中荷载作用下,桩身不能承受抗弯度;桩身在压应力大于混凝土抗压强度时,混凝土发生破碎;制作桩的水泥标号不符合要求,砂、石中含泥量大,石子中有大量碎屑,使桩身局部强度不够,施工时在该处断裂;桩在堆放、起吊、运输过程中,也会产生裂纹或断裂。
预防措施:施工前,应清除地下障碍物。每节桩的细长比不宜过大,一般不超过30;在初沉桩过程中,如发现桩不垂直应及时纠正。桩打入一定深度发生严重倾斜时,不宜采用移动桩架来纠正。接桩时,要保证上下两节桩在同一轴线上;桩在堆放、起吊、运输过程中,应严格按照有关规定或操作规程执行;普通预制桩经蒸压达到要求强度后,宜在自然条件下再养护一个半月,以提高桩的后期强度。
治理方法:当施工中出现断裂桩,应会同设计人员共同研究处理办法。根据工程地质条件、上部荷载及所处的结构部位,可以采取补桩的方法。
桩设计时是以最终贯入度和最终标高作为施工的最终控制。一般情况下,以一种控制标准为主,与另一种控制标准为参考,有时沉桩达不到设计的最终控制要求。主要原因:勘探点不够或勘探资料粗略,勘探工作以点带面。致使设计考虑持力层或选择桩尖标高有误,有时因为设计要求过严,超过施工机械能力或桩身混凝土强度;桩机及配重太小或太大,使桩沉不到或沉过设计要求的控制标高:桩身打断致使桩不能继续打入。
预防措施:探明工程地质情况,必要时应作补勘,正确选择持力层或标高;防止桩身断裂,打桩时注意桩身变化情况。
沉桩过程中,相邻的桩产生横向位移或桩上升现象。主要原因:桩数较多,土层饱和密实、桩间距较小。在沉桩时土被挤到极限密实度而向上隆起,相邻的桩一起被涌起。在软上地施工时,由于沉桩引起的空隙压力把相邻的桩推向一侧或涌起:桩位放线不准;偏差过大:施工中桩位标志丢失或挤压偏离,施工人员随意定位:桩位标志与墙、杜轴线标志混淆搞错等,造成桩位错位较大;选择的行车路线不合理;土方开挖方法及顺序不正确。
预防措施:沉桩期间不得同时开挖基坑,需待沉桩完毕后相隔适当时间方可开挖,一般宜两周左右;基坑开挖注意有一定排水措施,留置边坡。基坑边不得堆放土方,基坑较深应分层开挖;认真按设计图纸放好桩位,设置明显标志,并做好复查工作,选择合理桩机行车路线。
桩身垂直偏差过大。原因分析:场地不平、有较大坡度。桩机本身倾斜,则桩在沉入过程中会产生倾斜;稳桩时桩不垂直,送桩器、桩帽及桩不在同一条直线上。预防措施:场地要平整,如场地不平,施工时应在打桩机行走路线加垫木等物,使打桩机底盘保持水平。
接桩处出现开裂现象。原因分析:采用焊接连接时,连接处表面未清理干净,桩端不平整;焊接质量不好,焊缝不连续、不饱满、焊肉中夹有焊渣等杂物;焊接好停顿时间较短,焊缝遇地下水出现脆裂;两节桩不在同一条直线上,接桩处产生曲折,压桩过程中接桩处局部产生集中应力而破坏连接。预防措施:接桩前,保证连接部件清洁;接桩时,两节桩应在同一轴线上,焊接预埋件应平整服贴。
用两台径纬仪、夹角90°方向进行监测,调整好桩的垂直度,然后开始压桩,垂直度偏差不宜大于0.5%;地基表面有坚硬石块必须清除,使桩身达到垂直度要求。
桩部端焊接很重要,要检查焊条质量,复核垂直和上下节桩的同心度,确认无误差或误差很小时再全面焊接。焊缝分两次满焊,焊缝应连续、饱满,焊后应清除焊渣。焊完后必须保证一定暂停时间,间歇时间超过3min为好。
根据地质资料控制压桩,沉桩速度不能过快(一般每分钟1m左右为宜)。当遇到压力值突然下降,沉降量突然增大;桩身突然倾斜、跑位;桩身混凝土出现裂缝;地面隆起,邻桩上浮;按设计桩长压桩但未达到设计值,或单桩承载力已达设计值但压桩长度不能满足设计要求等情况时,应立即停止压桩,及时与设计、勘察、监理等有关人员研究处理,分析原因采取相应措施处理后方可继续沉桩。压桩时应合理调配管桩长度,同一承台桩的接头位置应相互错开。压桩时若遇条石、块石等地下障碍物,宜采用引孔解决。
终止值按试桩时的贯入度、持力层的强度、桩的承载力、收锤标准等值确定。
认真观察压力表的读数并做好记录,以判断桩的质量和承载力。桩位要随打随记录,预防错打、漏打,同时应对周围建筑物,地下管线等进行观测、监护,并及时做好记录。要认真做好原始资料的汇总工作,遇到异常现象及时通知有关方面共同解决现场问题。
管桩混凝土须达到100%的设计强度后方可运输进场,进场时应检查出厂合格证和检验报告,并对桩身的外观质量进行全数检查。管桩应分类堆放在坚实平整的场地上,堆放不得超过2层,并采取可靠的防滚、防滑措施。
压桩前首先要复核桩位轴线、标高;检查桩机的型号、压力表、配重:检查机械操作的工作环境、供电情况等,根据地质情况和桩尖深度至桩顶标高确定桩长。正式打桩前,组织施工、监理、设计、勘察、质监等单位到施工现场共同进行试桩,确定贯入度、持力层的强度、桩的承载力、收锤标准等重要参数。
打桩顺序应根据邻近建筑物情况、地质条件、桩距大小、桩的密集程度、桩的规格、入土深度综合考虑,兼顾施工方便。
严格按施工方案施工。施工方案必须具有针对性,措施具体,施工流程清楚,顺序合理。
桩基完成后依据国家行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106—2003规定对管桩质量评定验收。
静压预应力管桩施工具有低噪声、无振动、无污染、运输吊装方便、施工工期短、施工文明程度高等特点。静压桩施工中出现的问题也各种各样,最常用的处理方法是提高终压力进行复压。往往桩在做完静载试验发现不合格后,还要增加静载试验或大应变检测,以确定更大范围不合格桩数量分布。有时基坑已开挖,桩头己凿去位置难确定,压桩机撤出现场,复压或补桩有一定困难,这就要采取其它一些措施处理不合格桩,如灌浆补强、降低桩承载力标准或扩大承台等。相信随着工程实践的不断丰富,能为静压桩规程的制定提供更多的素材。
摘要：静压桩的沉桩机理非常复杂，与土质、土层捧列、硬土层厚度、桩数、桩距、施工顺序、进度等有关，有持进一步研究。随着建筑业的蓬勃发展，静压预应力管桩在工程上己广泛运用，本文就静压管桩施工质量控制作分析与探讨。
关键词：管桩施工,质量控制,预质量预控
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