预应力混凝土管桩在软土地基施工中的难点及对策.pdf

j 丁齐国 朱海 燕 贺伍指 2 2 水文条件 场 区地下水类型主要为松散岩类空隙潜水。地下水量 较大 ，大气降水和地表水体的侧向径流补给是本含水层组 的主要补给源，其主要排泄方式为人工开采、侧向径流排 泄和蒸发。 本场区地 下水期多出现于61 0 月份 ，枯 水期 多出现 于15 月份，年水位变幅1 0 m左右。勘察期间测得场区地 下水位埋深0 1 54 5m，标高7 7 41 0 4 6m。 3 工程桩施工过程 中遇到的问题 3 1打桩过程中遇见的问题 按照工程桩抗压承载力特征值 ，经施工现场多次试桩 确定，体育场各区静压管桩施工送桩力为不小于4 5 0 0 k N， 施工用静压桩机及其配重总质量在4 8 0 0 k N以上。经对土层 取样试验，本工程 自然地面地基承载力远远达不到8 t m ， 虽对部分施工场地采用 了不同厚度的砖渣进行 了铺垫 ，施 工场地仍很难达到桩机施工的必备条件。 在体育场区施工的静压桩机多次发生倾斜事故，后虽 对B 区施工场地回填 了大量的砖渣 ，仍然不能满足桩机施工 的需要 ，因场地问题 ，已造成桩机施工过程中出现了以下 问题： ( a) 送桩时桩机微倾不能保障工程桩在送桩过程中的 垂直度需要 ； ( b) 因桩机倾斜非常大造成 1 台桩机支腿损坏 ； ( C) 桩机在打桩完毕移机后 ，新完成 的工程桩 因挤土 效应而出现较大的位移 ，位移方向与桩机行走方向相对 ， 已发现多根工程桩出现该现象 ，极有可能造成工程桩 因挤 土效应发生折断： ( d) 工程桩施工速度极其缓慢 ，远远 满足不 了工程 施工总工期控制的需要。 3 2 基坑土方开挖后遇见的问题 ( a) 土方开挖后 ，局部工程桩 出现倾斜 ： ( b) 工程桩经小应变检测试验后发现在地下5 7 m 左右存在问题 ，可能存在断桩情况。 4原 因分析 4 1 打桩过程 中遇见 问题的原 因分析 根据地质勘察报告的资料分析 ，及向当地居 民了解的 情况 ，体育中心施工场区原为湖滩洼地 ，最早属长江流域 的滩涂湿地 ，地质 条件复杂 ，场地上部淤泥质粉质黏土层 厚度在7 0 2 5 5 m，其下还有厚薄不一的松散一稍密的粉 砂。场地总体设计地面标高与原地面标高相差约有4 0 m， 场 区占地面积大 ，大部分场地为新近回填且未经分层碾压 密实的回填土，厚约有3 0 m左右 ，地表填土多呈极松软状 态。回填土内含水量极大 ，部 分场地土层含水量达到2 6 以上 ，随回填土层不同深度 ，回填土越深，含水量越大。 依据5 0 0 t 桩机行走情况 ，本工程 自然地面地基承载力远远 达不到8 t m ，不能满足桩机打桩、行走的需要。在施工场 地地基不符合桩机施工条件的情况下，最终导致上述各类 问题的出现。 4 2 基坑土方开挖后出现问题管桩的原因分析 在土方开挖后 ，经认真总结综合分析，造成本工程桩 倾斜、移位或出现断桩的主要因素有 ： ( a) 工程地质条件太差 ，基坑下淤泥质粉质黏土厚度 大、含水量太高 ，属欠固结土，灵敏度高 ，易流动变形 ； 基坑挖开后基坑内外存在高差的地下淤泥向深部位基坑 内 滑移 ，造成基坑边坡土方向基坑 内挤压、同时造成部分高 位工程桩轻微倾斜或出现折断 ： ( b) 本工程有4个不同标高的基础 ，基础间的高差达 到了2 I 7 m。在桩基施工前 ，回填土的厚度为2 m左右 ，该 标高以下全是淤泥。土方开挖后 ，工程桩处于淤泥中 ，桩 头没有稳固层 ，因淤泥承载力低 ，且淤泥流动性大 ，在土 方开挖后 ，淤泥上 的原回填黏土 向低洼的基坑滑移 ，造成 工程桩受到挤压变形 ，出现不同状况的质量问题。 ( C ) 管桩在施工期间，第1 节桩与第2 节桩连接的端头 板部位没有牢固连接 ，打桩过程 中出现接头脱焊 ，或因桩 机行走挤压土层致使工程桩头位移 ，从而造成工程桩因位 移过大出现断桩情况。 5 解决办法 5 1 施工场地地基处理 本工程 自工程桩试桩开始 ，通过多次试桩不断对设计 进行了修改 ，但 因试桩和场地地基问题 ，已耗时4个月有 余。为了加快桩基 的施工 ，保障桩基施工质量和后续工作 的顺利开展，针对本工程桩基施工中存在的各种 问题 ，进 行了会诊。经确定 ，施工现场需尽快全面做好本工程场地 填方、硬化处理和酌情落实降、排水措施，确保场地无积 水 ，将地下水降到基础施工作业面1 0 m以下 ，并做好以下 措施： ( a)大部分场地宜采用砖砌积水坑和排水明沟 ： ( b) 深 基础或 深基坑宜 设置大直径 无砂涵 管降水 井 ： ( C ) 局部深基坑和砂土埋藏浅 的地段 ，可采用轻型 井降水配合： ( d) 整个施工场地应安排专人负责降、排水 ，密切 配合基础施工。 按上述措施 ，分别采取不同措施进行技术处理 ： ( a) 平场 ：使全现场按不同区段形成 的自然坡度流 水，换填局部松软淤泥 ，防止桩机下陷； ( b) 碾压 ：压实表层 ( 每层碾压高度3 O 5 0 c m )， 2 o 1 3 5 B u i l d i n g C 。 n s t r u c t i 。 n I 3 6 1 提高基土承载力，同时封闭表层土，减少雨水自然下渗 ； ( C ) 排水沟外环沟：使全现场雨水和降水井有组织地 排水 ，避免现场 因积水浸泡地基 ： ( d)井点降水 ：使地下水降到施工作业面1 m以下 ， 防止水下施工 ，并提高地基承载力，避免基坑坍塌： ( e) 局部铺填砖渣 ：弥补以上4项措施的不足 ，确保 桩机承载力需要 ，使桩机施工正常运作 ，保证雨后正常施 工 ： ( f ) 对换填并经碾压的土方取样 ，做环刀试验 ，确定 地基承载能力，当承载力不足时，需铺填砖渣或碎石。地 基处理 的情况要 以桩机带载后的总重除以小船平面总面积 或大船平面总面积 ，计算后进行确定。 5 2 工程桩倾斜、移位或出现断桩处理措施 5 2 1 基坑开挖前桩基处理措施 在工程桩施工过程中，当出现以下情况时，应联 系设 计 、地勘 、监理和建设单位至施工现场，确定是否重新补 桩 ： ( a) 打桩过程 中出现桩顶实际标高低于设计桩顶标 高，且不宜人工挖孔处理时。 ( b) 打桩过程 中出现桩项实际标高低于设计桩项标 高 ，且工程桩送桩力不能满足设计要求时。 ( C ) 打桩过程中出现爆桩时，应联系桩基检测单位， 立即进行小应变试验检测 ，判定 工程 桩桩身的完整性 ， 当爆桩部位处于设计桩顶标高 以上或 出现的部位易于人工 挖孔解决 ，并经小应变试验检测 ，爆桩部位 以下桩身完好 时 ，不需补桩 ；若爆桩部位较深 ，不宜人工挖孔处理 且易 出安全事故时 ，或爆桩部位以下桩体经小应变试验检 测判 定桩身存在缺陷时，应联系设计和相关单位 ，重新补桩。 ( d) 在桩机行走过程中 ，应对 已施工工程桩的桩位 进行监测 ，防止因桩机行走挤压土层而造成工程桩桩头移 位。 当发 现桩头移位后 ，应立即观测移位情况 ，做好记 录 ，并联系桩基检测单位 ，对出现移位的工程桩进行小应 变试验检测 ，判定工程 桩桩 身是否完整。若工程桩经检 测 ，发现桩身出现缺陷且部位较深 ，人工或机械施工不易 时 ，应重新补桩。 5 2 2基坑开挖后桩基 处理措施 本工程基础下淤泥质粉质黏土层厚度大、含水量大、 灵敏度高 ，属欠固结土 ，易流动变形。基坑开挖后内外存 在高差 的地下淤泥 向深部位基坑滑移 ，造成基坑边坡土方 向基坑 内挤压。由于淤泥承载力低、且淤泥流动性大，工 程桩均 处于淤泥中，桩头没有稳固层 ，在土方开挖后 ，造 成工程桩受到挤压产生位移 ，且桩身经小应变检测后存在 不同的质量缺陷。 对于质量缺 陷出现部位较深且存在位移的工程桩 ，若 地基土为淤泥层 ，不易于 人工挖孔且易出现流沙等危害安 3 6 2 l 建 筑 施 工第 3 5 卷第 5 期 一。 全作业的，采用纠偏和灌芯 的方法进行处理 。对缺 陷工程 桩进行正式大面积纠偏前，必须 先进行试验性工作 ，按照 倾斜桩部位和数量 ，随机各抽取3根桩进行纠偏 ，2根桩做 抗压试验 ，1根桩做抗拔试验 ，当检 测结果全部满足设计 要求并经设计确认后 ，方可正式进行后续局部倾斜工程桩 的纠偏工作。工程桩经上述纠偏工作完成且桩芯混凝土强 度满足要求后 ，由桩基检测单位再次对工程桩进行小应变 的检测，以判定工程桩质量。 对于工程桩质量缺陷出现部位较浅 ，且 易于人工挖孔 时 ( 一般不超过5 m )，则选择人工挖孔进行处理。当缺 陷 部位在上下节桩对接部位的端头板处时 ，只需重新焊接端 头板对接部位 ；当工程桩折断时 ，拔 出上节工程桩 ，并将 情况汇报设计师 ，由设计师出接桩处理措施 ，按照设计 师 意见进行处理和施工。 6工程桩验收 为确保工程质量，压桩施工过程中，各工序必须做好 自检工作，自检工序合格后报请有关单位检查验收。为了 不造成资料混乱 ，先工序、后分批、再分项和分部检查验 收。本工程桩基础在完工以后 ，及时报请监理单位 、建设 单位及质量监督部门进行基桩检测 ，检测标准按设计要求 和 桩基质量检测技术规定 执行 。 7 结语 桩基 施工前 ，要依据地基条件选择合 适的打桩方式 和施工机械。当地基条件不能满足桩基施工时，应对地基 采取经济有效的方法进行事前处理 ，以满足桩基施工的需 要。在工程桩施工过程 中，做好质量监控工作 ，由工程技 术人员及时解决 问题 ，桩基施工完毕后 ，做 好土方开挖前 基坑边坡维护工作 ，策划好土方开挖工序 ，避免 因土方开 挖造成工程桩出现质量缺 陷，做好工程桩的检测工作 。 通过上述地基处理措施、桩基施工过程中和桩基施工完毕 后相应处理措施 的实施 ，有效且及时地解决了桩基施工进 度 ，保障了工程施工质量。 1 】黎建波 预应 力混凝土管桩锤击法施工技术浅析 J 四川建材， 2 0 1 3 ( 1 ) ： 1 7 4 1 7 5 2 冷时斌 浅析高强预应力混凝土管桩基础工程事故分析及处理 J 】 四川建材， 2 0 1 3 ( 1 ) ： 1 0 5 ， 1 0 8 3 】 刘永超 预应力混凝土管桩结构性能研究及新桩型开发 D 天 津： 天津大学，2 0 0 9 4 】 邵帅 预应力混凝土管桩在软土地基 中应 用研 究 D 北京： 中国 地质大学， 2 0 1 2 【 5 】涂涛预应力混凝土管桩承载性能的研究【 D 西安： 长安大学， 2 0 0 9