PHC管桩接桩处理专项方案.doc

PHC管桩接桩处理方案
一、工程概况
管桩基础情况
本工程承台基础所在土层在杂填土和淤泥质粘土层内，挖土深度约28m。薄壁预应力混凝土管桩纵向间距为11～16m。先采取机械挖土至桩顶标高以上03～05m处，然后再采取人工挖掘方法。机械挖土时采取一台单斗反铲挖土机，从北向南退挖，一次挖到挖掘深度，土方临时堆放在基坑东侧，高约15m，施工十分顺利。但在人工修挖承台基槽时，发觉西侧区域基坑部分桩有倾斜现象。经对桩位初步复核，发觉有3根断桩，断裂位置位置承台底板标高往下2～25m处（管桩焊接接头位置），为不影响工程质量，制订此加固处理方案。
二、管桩断裂原因及其处理思绪
1、预制管桩断裂原因分析
11打桩施工方法选择不妥。
111地表土层较软。当地基土上部土层较软或地表面较薄硬土层下有较厚软土层时，如打桩时不采取对应技术方法，桩基支脚直接站压在桩顶或桩顶土层上，形成对地表土层挤压作用，硬将管桩推挤倾斜。
12基坑开挖施工方法不妥。因基坑开挖施工方法不妥而引发土体位移，造成预制管桩倾斜断裂现象比较多，原因也比较复杂。
121土质软，土体中富含地下水，抗剪强度低。
122一次性挖土深度过大，放坡不够，引发土体滑动。
13接桩不良。现预应力管桩接桩通常均采取焊接，焊接时因为操作方法不妥，使得焊缝不饱满，不连续、不均匀，尤其值得注意是，因为地下水位较浅，如冷却时间不够，焊接全部开始沉桩，则相当于焊缝淬火，极易发生焊口裂缝。
2、预制管桩断桩预防方法
21合理选择基坑开挖施工方法。
211深基坑一定要分层开挖，每层挖土厚度不应超出15米，层和层之间留出一定宽度工作面，并依据土质情况合理放坡，严禁土体滑动。
212深基坑在靠近坑底时应采取接开挖，前边（靠近坑底层土）用小挖机，后边用大挖机，这么可减小挖土机械对桩顶土层挤压作用。
213基坑挖土不深情况下可用长臂挖机（如15m长）站在远离桩位位置开挖。
214挖机和运输车辆距桩位较近时加垫路基板。
215基坑边上不应有重车行走或堆载过大，尤其是放坡开挖无支护基坑。
22合理选择基坑支护方法。基坑支护方法选择时应特注意基坑外地下水位及是否存在给排水管道，往往因为管道年久失修渗漏，基坑外土体富含地下水或因基坑边渗流水而引发基坑坍塌。
三、预制管桩断裂处理
11对断裂预制桩检验。在处理前，首先应对断裂预制管桩进行检验，分别查清断裂桩数量、位置，断裂深度数据，具体可采取以下方法：
111进行现场调查。检验断裂桩位置、数量。
112采取拉线等方法标定出建筑物轴线，测量出每个桩偏移平面距离及断裂位置，标注在图纸上。
113光照检验。用强光手电筒或镜片阳光反射（天气晴朗时）方法检验清理洁净后桩管，此时能够清楚地看清桩倾斜或断裂位置深度，测量其深度，断裂位置往往可见有泥、水涌入桩管内。
114依据基础桩设计图纸，地质勘察汇报、打桩统计、低应变检测汇报及其它检验资料，综合分析判定管桩倾斜或断裂位置和深度，产生倾斜或断裂危害等。所检验分析数据、桩径等资料应标注在一张图纸上，并列出统计分析表格，便于综合分析判定。
12断桩处理。
121对经检验确定倾斜断桩要进行纠偏扶正，经纠偏扶正断桩如在断裂处未发生中错位现象则多数可采取接桩处理，少数桩因桩型（管桩中心直径偏小）及荷载值较大或严重断裂等原因不宜采取接桩法处理，不能采取接桩处理管桩，只能采取桩体断裂处以上部分敲除用框架柱替换原来管桩。
122，对断桩断裂状态进行分析。经低应变检测等手段检验判定断桩可能有以下多个状态：
⑴接桩不良而引发管桩在沉桩过程中发生断裂，通常桩不发生倾斜，或虽有倾斜但低应变检测断了解位置在接桩位置。此种情况需接桩处理。
⑵桩倾斜断裂位置较浅，有深度只有3m左右。这类桩可大开挖或做护筒开挖方法接桩处理。
⑶倾斜断裂桩纠偏扶正过程中，因桩倾斜量过大等原因，纠偏扶正后发生桩在断裂处错位现象，此种断桩只可采取补桩或其它方法处理。
⑷通常倾斜断桩管桩存在裂缝可能不是一道裂缝，在主裂缝上下位置可能有其它裂缝，所以接桩时采取桩顶接桩尝试深度（15m）不可取，应经计算确定。
133基础思绪假定
⑴接桩方法。将纠偏扶正管桩中间空心部分清理洁净，把绑扎好使其造成芯桩，而且焊有托板钢筋笼放入管桩空心内，浇筑砼，养护28天后做载荷试验，如符合承载要求，则可进行下一步施工。采取此措施接桩，则需要确定以下两个数据。
①接桩时芯桩在断裂缝以下锚入断裂缝下边一段管桩内深度；
②芯桩砼标号，配筋量。
⑵基础假定及计算
①假定接桩处理后，断裂缝处原管桩不承力，只有芯桩承力，桩承载力由芯桩传输到断裂缝下部管桩。（此种假定是偏于安全）
②芯桩在断裂缝以下一定长度围内形成短桩，此短柱应满足以下要求：
传力要求：依靠芯桩和断裂缝下段管桩孔壁间摩擦将桩承载力传给断裂缝下段管桩。
b满足短柱本身承压要求。
③锚固长度（值）计算。值计算可采取此照牛腿计算法，经实践分析，采取经验系数法较为可靠，可依据以下公式计算：
≥
式中：—桩设计承载力特征值
d—管桩空心直径（芯桩直径）
—芯桩锚固深度
s—芯桩和管桩空心壁摩擦力系数。依据管桩内壁粗糙程度可选定06～095。
④芯桩配筋和砼强度计算。根据以上假定，依据钢筋砼桩轴心受压公式能够确定出芯桩配筋和砼强度值：
式中：N=2P
A—芯桩载面积；单位mm2；
—芯桩砼轴心抗压强度设计值；
—芯桩纵向钢筋抗压强度设计值；
—芯桩全部纵向钢筋截面面积；
—芯桩稳定系数，可依据值查《砼结构设计规》选择。此处可按可取。
（2）浅层断桩采取补桩：对已发觉浅层断桩采取人工开挖，挖至桩体断桩位置，剔掉断裂桩体上部部分，再进行原位框架柱补桩。
计算
依据框架柱受压计算公式：
N≤09×φ×(×A+y'×As')
式中：N=单桩设计承载力
A—补桩载面积；单位mm2；
—补桩砼轴心抗压强度设计值；
—补桩纵向钢筋抗压强度设计值；
—补桩全部纵向钢筋截面面积；
—补桩稳定系数，可依据值查《砼结构设计规》选择。此处可按可取。
2600000≤09×1×(1433×490000+300×As')
As=-13776mm2
混凝土C30轴心抗压强度设计值＝1433Nmm　
三级钢筋抗拉强度设计值y＝300Nmm
钢筋砼柱700×700砼抗压强度已满足承载力要求。
（3）浅层桩接头位置焊接因为倾斜出现掉焊，经过人工开挖至管桩接头处，认真清理管桩接头位置，清理完成将管桩扶正后，由电焊工根据管桩施工规要求重新认真焊接牢靠。
123施工注意事项
①倾斜桩纠偏扶正后应认真检验管桩在断裂处是否发生错位，核查方法采取光照检验、钢筋探查、线锤检验等方法检验。
⑵在管桩接桩下钢筋笼前，应认真清洗管桩内壁去掉粘在管桩内壁上泥土等杂物。并将接桩深度围内泥水排除洁净。通常管桩内壁清洗采取高压水冲洗。
⑶芯桩在断裂缝上下各15-2m围内箍筋应加密；在断裂缝15m以上纵筋可合适降低。
⑷在芯桩灌注砼前，纠偏扶正钢丝绳拉力不应放松，芯桩灌筑砼二十四小时后，再放松手动葫芦，放松时注意观察桩是否反弹，如有反弹应合适延长放松时间。实际操作时灌筑砼前是否可放松，或灌筑砼后何时放松可依据现场试验确定。
⑸经纠偏扶正或接桩处理后桩应做静载荷试验，确定无疑后方可进行下步工作。
浅层桩体接头位置断裂处理方案施工图：重新焊接
浅层桩体出现裂纹处理方案施工图：填芯接桩