安全质量技术知识
建筑人学习基地

《水利工程质量通病防治手册》之桩基础工程预应力管桩—桩身断裂等防治措施

桩基础工程属于地下隐蔽工程,直接关系到主体工程的安全。为确保桩基础工程的施工质量,对施工过程中可能出现的质量通病,分析其产生原因,并采取一定的预防措施和治理方法,以尽可能避免质量通病出现,防止对工程质量产生影响。
水泥搅拌桩是以水泥作为固结剂,通过特制的深层搅拌机械,在地基深部就地将土体和固化剂强制拌和,使土体和水泥结成具有整体性和稳定性的柱状、壁状和块状等不同形式的加固体,并可提高地基承载力。

12 预应力管桩—桩身断裂

12.1  表现形式
桩在沉入过程中,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,同时当桩锤跳起后,桩身随之出现回弹现象,施打被迫停止。

12.2 产生原因
(1)桩身在施工中出现较大弯曲,在反复的集中荷载作用下,当桩身不能承受抗弯强度时,即产生断裂。桩身产生弯曲的原因有:
1)一节桩的细长比过大,沉入时,又遇到较硬的土层。
2)桩制作时,桩身弯曲超过规定,桩尖偏离桩的纵轴线较大,沉入时桩身发生倾斜或弯曲。
3)桩人土后,遇到大块坚硬障碍物,把桩尖挤向一侧。
4)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。
5)两节桩或多节桩施工时,相接的两节桩不在同一轴线上,产生了曲折,或接桩方法不当(一般多为焊接,个别地区使用硫磺胶泥法接桩)。
(2)桩在反复长时间打击中,桩身受到拉、压应力,当拉应力值大于混凝土抗拉强度时,桩身某处即产生横向裂缝,表面混凝土剥落,如拉应力过大,混凝土发生破碎,桩即断裂。
(3)制作桩的水泥强度等级不符合要求,砂、石中含泥量大或石子中有大量碎屑,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,也能产生裂纹或断裂。
(4)桩身混凝土强度等级未达到设计强度即进行运输与施打。
(5)在桩沉入过程中,某部位桩尖土软硬不均匀,造成突然倾斜。

12.3 防治措施
(1)施工前,应将地下障碍物,如旧墙基、条石、大块混凝土清理干净,尤其是桩位下的障碍物,必要时可对每个桩位用钎探了解。对桩身质量要进行检查,发生桩身弯曲超过规定,或桩尖不在桩纵轴线上时,不宜使用。一节桩的细长比不宜过大,一般不超过30。
(2)在初沉桩过程中要求至少2台以上经纬仪观测,如发现桩不垂直应及时纠正,如有可能,应把桩拔出,清理完障碍物并回填素土后重新沉桩。桩打入一定深度发生严重倾斜时,不宜采用移动桩架来校正。接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上,接头处必须严格按照设计及操作要求执行。
(3)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,发现桩开裂超过有关规定时,不得使用。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。施打前桩的强度必须达到设计强度100%(指多为穿过硬夹层的端承桩)的老桩方可施打。而对纯摩擦桩,强度达到70%便可施打)。
(4)遇有地质比较复杂的工程(如有老的洞穴、古河道等),应适当加密地质探孔,详细描述,以便采取相应措施。
(5)当施工中出现断裂桩时,应及时会同设计人员研究处理办法。根据工程地质条件、上荷载及桩所处的结构部位,可以采取补桩的方法。补1根桩时,可在轴线内、外补;补2根桩时,可在断桩的两侧补。柱基群桩时,补桩可在承台外对称补或承台内补桩。

13 预应力管桩—桩顶碎裂

13.1  表现形式
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打坏。

13.2 产生原因
(1)桩顶强度不够,有三方面原因:
1)设计时,没有考虑到工程地质条件、施工机具等因素,混凝土设计强度等级偏低,或者桩顶抗冲击的钢筋网片不足,主筋距桩顶面距离太小等;
2)预制桩制作时,混凝土配合比不符合设计要求,施工控制不严,振捣不密实等;
3)养护时间短或养护措施不当,未能达到设计强度或虽然试块达到了设计强度,但桩碳化期短,混凝土中水分未充分排出,其后期强度没有充分发挥。因此钢筋与混凝土在承受冲击荷载时,不能很好地协同工作,桩顶容易发生严重碎裂。
(2)桩身外形质量不符合规范要求,如桩顶面不平,桩顶平面与桩轴线不垂直,桩顶保护层厚等。
(3)施工机具选择或使用不当。打桩时原则上要求锤重大于桩重,但须根据桩断面、单桩承载力和工程地质条件来考虑。桩锤小,桩顶受打击次数过多,桩顶混凝土容易产生疲劳破坏而打碎。桩锤大,桩顶混凝土承受不了过大的打击力也会发生破碎。
(4)桩顶与桩帽的接触面不平,替打木表面倾斜,桩沉入士中时桩身不垂直,使桩顶面倾斜,造成桩顶局部受集中应力而破损。
(5)沉桩时,桩顶未加缓冲垫或缓冲垫损坏后未及时更换,使桩顶直接承受冲击荷载。
(6)设计要求进入持力层深度过多,施工机械或桩身强度不能满足设计要求。

13.3 防治措施
(1)桩制作时,要振捣密实,主筋不得超过第一层钢筋网片。桩除经过蒸养达到设计强度后,还应有1~3个月的自然养护,使混凝土能较充分地完成硬化过程和排出水分,以增加桩顶抗冲击能力。夏季养护不能裸露,应加盖草帘或黑色塑料布,并保持湿度,以使混凝土硬化更充分,强度增长较快。
(2)应根据工程地质条件、桩断面尺寸及形状,合理地选择桩锤。
(3)沉桩前应对桩质量进行检查,尤其是桩顶有无凹凸情况,桩顶平面是否垂直于桩轴线,桩尖是否偏斜。对不符合规范要求的桩不宜采用,或经过修补后才能使用。桩的外观应有专职人员检查,并作好记录。
(4)检查桩帽与桩的接触面处及替打木是否平整,如不平整应进行处理后方能施工。
(5)沉桩时稳桩要垂直,桩顶应加草帘、纸袋、胶皮等缓冲垫。如桩垫失效应及时更换。
(6)根据工程地质条件、现有施工机械能力及桩身混凝土耐冲击的能力,合理确定单桩承载力及施工控制标准。
(7)发现桩顶有打碎现象,应及时停止沉桩,更换并加厚桩垫。如有较严重的桩顶破裂,可把桩顶剔平补强,再重新沉桩。
(8)如因桩顶强度不够或桩锤选择不当,应换用养护时间较长的“老桩”或更换合适的桩锤。
(9)在桩头加桩帽,加强对桩头的保护。

14 预应力管桩—沉桩达不到设计要求

14.1  表现形式
桩设计时是以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,以另一种控制标难为参考。有时沉桩达不到设计的最终控制要求。个别工程设计人员要求双控,更增加了困难。

14.2 产生原因
(1)勘探点不够或勘探资料粗略,对工程地质情况不明,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,也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。
(2)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,就很难达到设计要求的施工控制标准。
(3)以新近代砂层为持力层时,由于新近代砂层结构不稳定,同一层土的强度差异很大,桩打入该层时,进入持力层较深才能求出贯入度。但群桩施工时,砂层越挤越密,最后就有沉不下去的现象。
(4)桩锤选择太小或太大,使桩沉不到或沉过设计要求的控制标高。
(5)桩顶打碎或桩身打断,致使桩不能继续打入。特别是柱基群桩,布桩过密互相挤实,选择施打顺序又不合理。

14.3 防治措施
(1)详细探明工程地质情况,必要时应作补勘;正确选择持力层或标高,根据工程地质条件、桩断面及自重,合理选择施工机械、施工方法及行车路线。
(2)防止桩顶打碎或桩身断裂。
(3)遇有硬夹层时,可采用植桩法、射水法或气吹法施工。植桩法施工即先钻孔,把硬夹层钻透,然后把桩插进于孔内,再打至设计标高。钻孔的直径要求,以方桩为内切圆,空心圆管桩为圆管的内径为宜。无论采用植桩法、射水法或气吹法施工,桩尖至少进入未扰动土6倍桩径。
(4)桩如打不下去,可更换能量大一些的桩锤打击,并加厚缓冲垫层。
(5)选择合理的打桩顺序,特别是柱基群桩,如若先打中间桩,后打四周桩,则桩会被抬起;相反,若先打四周桩,后打中间桩,则很难打入。为此应选用“之”字形打桩顺序,或从中间分开往两侧对称施打的顺序。
(6)选择桩锤应以重锤低击的原则,这样容易贯人,可减少桩的损坏率。
(7)桩基础工程正式施打前,应做工艺试桩,以校核勘探与设计的合理性,重大工程还应做荷载试验桩,确定能否满足设计要求。

版权声明:本文采用知识共享 署名4.0国际许可协议 [BY-NC-SA] 进行授权
文章名称:《《水利工程质量通病防治手册》之桩基础工程预应力管桩—桩身断裂等防治措施》
文章链接:https://www.xixiku.com/5821.html
本站资源仅供个人学习交流,请于下载后24小时内删除,不允许用于商业用途,否则法律问题自行承担。