预应力管桩断桩裂缝控制措施探讨

施工技术　广东建材２０１１年第７期　预应力管桩断桩裂缝控制措施探讨　易继宁　（湖南佳美建设工程有限公司）　摘　要：本文结合具体的工程实例，从场地、地质、桩基施工及基础开挖等方面对产生预应力管桩断　桩裂缝质量缺陷进行原因分析，并从施工前的准备、施工过程及基础开挖三个阶段提出相应的质量控　制措施。　关键词：预应力管桩；断桩裂缝；措施控制　预应力管桩由于其具有施工工艺简单、可靠性高、　适应性强、费用低、施工工期短等优点，已被广泛地用于　工业与民用建筑工程中。尽管预应力管桩近年来发展很　快，技术日趋成熟，被认为是一种质量较为稳定的桩型。　但根据一些工程实例的检测和施工资料分析来看，仍存　在一些质量缺陷和问题，给工程带来一些危害造成～些　不必要的浪费。　１工程实例　１．１工程概况及地质概况　某工程为写字楼，１２层，现浇钢筋混凝土框架剪力　墙结构。采用ＰＨＣ①５００（１００）预应力管桩承台基础，设　计桩长１７ｍ，两段上段５ｍ、下段１２ｍ），焊接接桩，桩数　４９９根，桩端持力层为⑥粘土层，无地下室，承台埋深　３ｍ。　１．２施工情况及存在的主要质量问题根据地质报　％翁讯　本工程地质条件较差，加之施工时正逢雨季。由于　工期紧张，采用一台６００Ｔ静压桩机施工，施工开挖时没　有分层开挖。开挖结束后根据设计要求，由监理单位指　定选取１００根桩做低应变测试，检测桩占总桩数的　２０％。测试结果显示：Ａ类桩４６根，占检测桩数的４６％；Ｂ　类桩４８根，占检测桩数的４８％；Ｃ类桩６根，占检测桩数　的６％。根据检测资料分析，Ｂ类桩质量缺陷主要是裂缝，　Ｃ类桩质量缺陷主要是接头断裂和桩身裂缝。因此本工　程主要质量缺陷是断桩或裂缝，这无疑给工程质量带来　极大的危害，给工程经济造成了很大的损失。　２断桩裂缝产生的原因分析　本工程中质量缺陷主要是断桩裂缝。结合工程施工　经验．从以下几个方面对产生断裂裂缝原因进行分析：　１３８——　２．１桩身制作或运输弓ｌ起的桩身裂纹或裂缝　因管桩的制作、起吊、运输、场区内短驳原因产生桩　身断裂或裂缝，在工程施工中屡见不鲜。由于本工程施　工正逢雨季，场区内道路不好，加之夜间施工，因此桩在　制作过程中可能产生裂缝、或在起吊、运输、堆放、吊运　过程中产生裂纹或裂缝，但未被及时发现。如Ｃ类桩中　的１７２＃，４２８＃工程桩小应变资料显示，桩身缺陷在桩顶　部下３．７ｍ，２．３ｍ处属于桩身断裂。　Ｂ类桩中３３９＃，６５＃工程桩低应变资料显示，桩身　缺陷在桩顶部下１．６ｍ处，属于桩身裂缝。产生这些缺陷　可能与上述因素有关，但不排除２１３所述的施工因素的　影响。　２．２地质原因不详ｉｌ起的桩身断裂或裂缝　桩入土后，遇到大块的坚硬的障碍物或孤石等不良　地质把桩尖挤向一边，将桩身挤断。　２．３施工因素的影响弓ｌ起桩身断裂或裂缝　根据有关的桩基施工实际经验和资料分析，因施工　因素造成桩身断桩或裂缝的因素主要有：　（１）桩身入土不垂直，沉入地下一一定深度后，再用移　机架方法校正，使桩身产生折断。　（２）桩在沉入过程中发生弯曲或倾斜。　（３）两节桩或多节桩施工时，相接的两节桩不在同一　轴线上，接桩处产生曲折，压入时接桩处局部产生集中　应力破坏连接。　（４）群桩的挤土效应。对于软土地基施工较密集的群　桩，当桩大面积入土时，土中的空隙水压力增加，势必导　致土的侧向位移和土的隆起。土的侧向位移引起先沉入　桩的明显偏位和倾斜，倾斜过大，将导致桩身断裂或裂　缝；另外土的隆起将导致桩身接头断开并引起悬桩，形　成断桩。　广东建材２０１１年第７期　施工技术　（５）桩身接头处开裂。主要原因有：①连接处表面没　采取其它矗立措施，必要时对每个桩位用钎探了解。　有清理干净，留有杂质、雨水、油污；②采用焊接时，连接　３．１．３确定沉桩顺序　件不平，有较大的间隙，造成焊接不牢；⑨焊接质量不　沉桩顺序的确定主要由场地的地形、地质、桩基的　好，焊缝不连续、不饱满，焊缝中有夹渣等。　设计布局密集程度以及桩机移动方便等因素决定。沉桩　（６）桩架自重较大，地面承载力低，桩机移动时造成　顺序的确定主要参照以下几个原则：　桩机沉陷，失稳，导致正在施工的桩折断，或使邻桩挤　（１）建筑面积较大、桩数较多时，可将基桩分为数段，　（推）断。如本工程Ｃ类桩中的４７６＃，４８１＃，３４５＃工程桩　沉桩在各段范围内分别进行。　小应变检测资料显示，桩身缺陷在桩顶部下５．０ｍ处，显　（２）对多桩台，应避免自外向内或从周边向中心进　然属于桩身接头开裂，极可能是由焊接质量问题导致桩　接头断裂。检测资料显示，Ｂ类桩中大部分桩身缺陷在　桩顶下１．５～４．５ｍ之间。这一方面，可能与场地因素有　关，因为场地属于回填土，施工时正逢雨季，桩机沉陷，　桩周土挤压桩身，使桩项部产生侧向位移，挤断桩身；另　一方面，与群桩的挤土效应有关。　２．４基坑开挖不当导致桩身断裂或裂缝　预应力管桩主要承受竖向荷载。当承受水平荷载或　位移时容易造成桩身断裂或裂缝。本工程土体开挖御　荷，导致桩侧土的侧向位移变大，另外没有分层均匀开　挖，天下雨局部挖深后，中途停挖，造成土体位移加剧，　使桩顶位移加剧，容易使桩产生折断。在工程实践中，由　于施工机械将桩身碰断或开挖顺序、方式不当产生桩周　土体的侧向位移过大挤断（裂）桩身的事例屡见不鲜。　３断桩裂缝的质量控制　针对以上情况，可从施工前的准备、施工过程中和　基坑开挖三个阶段着手进行质量控制阻止断桩裂缝的　产生。　３．１施工前准备阶段的质量控制　施工前准备阶段的质量控制主要把好“三关”，即管　桩的进场检查验收关、地质情况熟悉关、沉桩顺序确定　关。　３．１．１管桩的进场检查验收　预应力管桩的规格、质量必须符合设计要求和施工　规范的规定，并应有出厂合格证明，进场后必须对进场　的材料进行复查验收，不符合要求的不得使用；桩在堆　放、吊运过程中，应严格按照《建筑桩基技术规范》有关　要求执行，发现桩开裂超过有关验收规定时不得使用；　桩龄期和强度达不到设计要求时不得使用。　３．１．２熟悉工程地质报告　在建筑物旧址或杂填土区施工时，应预先进行钎　探，并将在桩位置探明的旧基础、石块等障碍物清除或　行，应由中央向两边或从中心向外进行。　（３）在施工时，应避免沿单一方向进行，以免土体向　一边挤压，造成挤密程度不均。　（４）若管桩较密集，且一侧靠近建筑物时，应从毗邻　建筑物的一侧开始，由近向远进行施工。　３．２施工过程中的质量控制　施工过程中的质量控制主要把好“四关”，即桩身的　垂直度关、接桩质量关、桩身挤士效应关、桩机沉陷失稳　关。　３．２．１桩身垂直度质量控制桩身垂直度控制方法　①第一节管桩起吊就位插入地面的垂直度偏差不　得大于０．５％桩长，并宜用经纬仪进行校正，必要时，拔　出重插。②若在施工过程中发现桩不垂直，应及时纠正。　③桩沉入一定深度发生严重倾斜时，不宜采用移机架方　法来校正。　３．２．２接桩质量控制　焊接法接桩时为保证接桩质量，必须注意以下几　点：①预埋铁件表面应清洁，对连接部位的杂质、油污、　雨水等必须清理干净，保证连接部件清洁。②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。③接桩时，两节桩应在同一轴线上，上下桩的中　心线偏差不大于２ｍｍ，节点弯曲矢量不得大于１％ｏ桩长。　④上下桩节问的缝隙应用铁垫片垫密焊牢，焊接时应采　取措施对称施焊，以减少焊缝变形引起节点弯曲。⑤焊　缝应连续、饱满。接桩处的焊缝自然冷却时间不宜少于　８ｍｉｍ。　３．２．３桩身挤土效应控制桩身挤土效应控制方法　①合理安排打桩顺序。②控制沉桩速率。每天沉入　桩数越多，超空隙水压力愈大，土的扰动愈严重，向上负　摩阻力越大，如不加控制，会造成土体的较大侧向位移　和隆起，造成桩的挤断和上浮。③设置砂井排水。在饱和　软土中沉桩时会产生很大的超空隙水压力，砂井的作用　是促使空隙水压力很快消散。④原位预钻孔取土。原位　——１３９——　施工技术　广东建材２０１１年第７期　浅谈某工程冲孔桩持力层　复合注浆加固施工质量控制　罗建广　（广东建科建设监理有限公司）　摘　要：本文介绍了某工程桩基础持力层复合注浆加固的施工方法，重点探索复合注浆加固施工过　程中的质量控制要点。　关键词：复合注浆；持力层；施工质量　１前言　某办公楼工程冲孔桩施工后，经检测证实冲孔灌注　桩持力层不符合设计要求，需要采取补强加固措施。为　了确保桩基础加固达到设计和使用要求，必须对补强加　固工程实施严格的监控，以严格的质量控制手段确保加　孔夹少量中风化岩。ＺＫ１５和ＺＫ１６钻探孔夹薄层状中、　风化夹层和残积土夹层。基岩深度变化大，办公楼占地　面积４０Ｘ４６ｍ，微风化岩面深度由２４．６０ｍ至４４．３０ｍ不　等。　４　１７＃桩检测情况　（１）之一孔０．Ｏ０～１１．２２ｍ为混凝土芯样完整，　１１．２２～１２．４４ｍ为强风化砂砾岩，半岩半土状、破碎状，　１２．４４～１４．９０ｍ微风化砂砾岩，呈短柱状。　（２）之一孔０．Ｏ０～１１．１２ｍ为混凝土芯样完整，　１１．１２～１２．１５ｍ为强风化砂砾岩，半岩半土状、破碎状，　１２．１５～１３．ＯＯｍ微风化砂砾岩，呈短柱状。　桩端持力层为强风化砂砾岩，不符合设计要求，需　要采取补强措施。　固施工质量。作为基础分项工程施工质量缺陷的补救措　施，加固效果直接影响到总体施工进度和项目经济效　益。因此对桩基础加固施工的质量控制显得尤为重要。　本文以某工程冲孔灌注桩持力层的加固施工为案例，探　索复合注浆加固施工的质量控制。　２工程概况　某十二层办公楼，建筑面积约１７０００ｍ　，框架结构，　地下五层，桩基础采用３５根①８００中１６００ｍｍ冲孔灌　注桩，设计持力层为微风化岩，要求深入持力层０．５ｍ。　５补强方案　本工程桩基础由加固经验丰富的加固单位根据　１７ｇ桩的缺陷情况，制定了复合注浆的加固方案，经建　设、勘察、设计及监理单位确认后实施。　３地质概况　本工程地质情况比较复杂，按地质成因从上至下　分：①第四系表土：素填土；②残积土：粉土，局部为粉质　粘土、角砾；③白垩系基岩三层：砂砾岩，其中大部分钻　孔显示基岩层由强风化层直接过渡至微风化层，部分钻　５．１加固设计　（１）复合注浆孔数布置：５孔，新增３孔，孔径ｌＯｌｍｍ；　预钻孔取土可以减轻桩的挤土效应，通常钻孔直径比沉　４结束倍　入桩直径小５０～ｌＯＯｍｍ。　预应力管桩以其桩身质量可靠、适应性强、造价经　３．３基坑开挖阶段的质量控制　济等优点，已被大量采用。本文虽然对断桩裂隙产生的　基坑开挖时，可以根据桩的分布密度选择不同型号　常见原因进行了分析并提出了一些质量控制措施，但是　的挖机，或采用人工机械挖土相结合的方法，但机械挖　工程中的不确定因素还很多，仍然会出现断桩裂缝的质　土设备不得碰及桩身。对于深基坑，应采取分层均匀对　量问题。因此，如何减少预应力管桩裂缝质量缺陷，切实　称开挖，及时去除桩间余土，及时运土，尽量减少桩侧土　提高工程质量，还有待于我们进一步研究探索。●　的侧向位移，严禁过度猛挖和将土堆在基坑边缘。　——１４０——