浅谈高强度预应力混凝土管桩沉桩控制措施.pdf

虞 室 景 交流与探讨 GUANG XI DI AN YE 浅谈高强度预应力混凝土管桩沉桩控制措施 胡 尚选 ( 广西水电工程局， 南宁市5 3 0 0 3 1 ) 【 摘要】本文根据广西食品药品监督局住宅楼桩基施工情况， 分析预应力管桩在沉桩过程中出现异常情况的控制措施。 【 关键 词】预应力 ；管桩 ；施工 ；控制措施 9 0年代以来 在广西部分软土地区， 高强度预应力混凝土 管桩已被推广应用于房屋和桥梁、 码头等建筑_ T 程中。软土地 基广泛采用预制管桩基础 ，施工时用 柴油锤击入桩 时噪声 大 且拌有浓烟油污， 尤其在市区中心和居民区的施： ， 有悖于环 境和文明施工要求。以液压法压入式施工桩工艺替代锤击， 既 无噪声也无污染。 静压预应力管桩由于单桩承载力高， 施工进 度快 ， 穿越土层能力强等特点， 具有广泛的应用前景。本文根 据广西食品药品监督局住宅楼桩基施 T ： 情况 ，分析预应力管 桩在沉桩过程中出现异常情况的一些控制措施。 1 挤 土效应和振动影响 1 1 原 因分 析 静压法施工预应力管桩属于挤土类型，往往由于沉桩时 使桩四周的土体结构受到扰动， 改变了土体的应力状态， 产生 挤土效应。 桩机施 过程中焊接时间过长， 桩的接头多且焊接 质量不好或桩端停歇在硬夹层， 施 I ： 方法 与施： 顷 序不当， 成 桩数量太多、 压桩速率太快 、 布桩过多过密， 都会加剧挤土效 应。 1 2控 制措 施 1 2 1 控制布桩密度。对桩距较密部分的管桩可采用预 钻孔沉桩方法 ， 孑 L 径约 比桩径小 5 0 m m 1 0 0 m m， 深度宜为桩长 的 l 3 l 2 ， 施： 时应随钻随打； 或采用间隔跳打法， 但在施丁 过程 中严禁出现封 闭桩 。 1 2 2 控制沉桩速率。一般控制在 1 m mi n左右的速度， 并制定有效的沉桩流水路线， 并根据桩的入土深度， 宜先长后 短、 先高后低， 若桩较密集， 且距建筑物较远 ， 场地开阔时， 宜 从中间向四周进行； 若桩较密集， 场地狭长， 两端距建筑物较 远时， 宜从中间向两端进行 ； 若桩较密集 ， 且一侧靠近建筑物 时， 宜从相邻建筑物的-N开始， 由近及远进行 ； 桩数多于 3 0 圃 2 0 0 7 9 ( 总 第 9 0 期 ) 根的群桩基础， 应从中心位置向外施打； 承台边缘的桩， 待承 台内其他桩打完并重新测定桩位后 ， 再插桩施打； 有围护结构 的深基坑中的静压管桩， 宜先压桩后再做基坑的围护结构， 这 样的施工顺序可以避免由于基坑四周的嗣护结构使压桩的土 体无法扩散， 造成先施工管桩被后施T管桩挤上来， 造成承载 力达不到设计要求。同时避免了在基坑的压桩过程中土体扩 散而挤坏四周的围护结构及降低基坑围护结构的止水效果， 另外在控制沉桩速率时应对l：t 成桩量进行必要的监控。 1 2 3 设置袋装砂井或塑料排水板 ，以消除部分超孑 L 隙 水压力， 减少挤土现象。袋装砂井直径一般为 7 0 m m8 0 mm， 间距 l m 1 5 m， 深度 1 0 m一1 2 m。塑料排水板的深度 、 间距与 袋装砂井相同。 1 2 4 设置隔离板桩 或地下连续墙 ； 开挖地面排土沟 ， 消 除挤土效应。 1 2 5 沉桩过程 中应加强 临近建筑 物 、 地下管线 的观测 、 监护， 对靠近特别重要的管线及建筑物处可改其它桩型。 1 2 6 控制施工应避免由于停 歇时间过长 ，摩阻力增大 影 响桩机施工 ， 造成沉桩困难 。同时， 还应避免在砂质粉土 、 砂 土等硬土层中焊接。 制定出合理的桩长组合。 施 二 时应注意同 一 承台内的群桩 ， 需接 桩的接头 不宜在 同一截面 内， 应相互错 开， 以免产生土压力以及水压力效应较大时， 对整体桩身产生 剪切破坏。应认真查看地质报告， 了解土层分布情况， 合理确 定桩体组合长度，避免接头处于土层分界处及土层活动较多 时， 由于土层活动对桩身的破坏。 1 2 7 焊接桩， 须分层均匀地将套箍对焊的焊缝填满 ， 为 加快施工速度， 减少接桩时间， 可设 23 名焊工同时施焊， 焊 毕停约 l mi n即可进行沉桩 。 2 浅层 障碍 无 法沉 桩 问题 维普资讯 交流与探讨 2 1 原 因 分 析 由于地质勘察报告中未特别强调浅层障碍物及局部的土 层分布深度和性质 ， 沉桩时遇到浅部( 3 4 m) 的老基础 、 大孤 石， 较深部( 2 0 m左右) 的硬塑老粘土和非常密实砂层、 沙砾石 层等情况无法施工 。 2- 2 控 制 措 施 2 2 1 打桩前应对场地原有建筑情况进行详细了解， 并 安排进行探桩施工； 对浅层障碍物可采用挖土机挖除， 当无法 操作施工时， 可采用钻机将障碍物钻穿， 然后在孔内插桩后沉 桩， 严禁移动桩架等强行用回扳的方法纠偏。 2 2 2当桩 已入土较深 ， 桩无法拔 出时 ， 可 采用小型钻机 将钻具放入管桩中问的空洞中钻孔，将障碍物钻穿后继续沉 桩 。 2 2 3 选用的桩机能量大小应与设计要求 、 桩径 、 桩长及 地质条件相匹配， 即桩机选型、 配重应符合施工要求。 3斜 桩 3 1 原 因 分 析 3 1 1 静压桩机机械维修不及时，如液压系统漏油导致 桩机支撑下滑。 3 1 2 静压桩机自重加配重总重量大，桩机基础不平整 或过于坚硬， 造成桩机不均匀沉降， 桩身发生偏移。 3 1 3 桩身不垂直， 桩帽、 桩身不在同一直线上。 3 1 4 接桩时桩身、 桩帽不在同一直线上。 3 1 5 施工顺序不当， 导致应力扩散不均匀； 尤其是有地 下室深基坑的承台相邻桩身过近过密，已施工的一面已有孔 洞， 再施工另一面时桩身极易滑动。 3 1 6 沉桩过程 中遇到大块坚硬物 ， 把桩挤 向一侧。 3 1 7 预钻孔时， 钻孔垂直偏差大， 沉桩过程桩又沿着钻 孔倾斜方 向偏移。 3 1 8 桩过多过密， 沉桩时发生挤土效应 3 1 9 基坑开挖方法不当， 开挖深 ， 桩的一侧承受大土压 力， 桩身弯曲变形。 3 2控 制措 施 3 2 1 桩机施_T前机械设备有无缺陷。 3 2 2 施工场地平整坚硬， 软的场地应适当铺设道渣 ， 桩 机打桩过程中产生不均匀沉降 静压桩桩机及配重达 5 0 0吨 以上， 为防止桩机下陷而造成桩身倾斜和桩机挤压影响桩位 ， 施工场地应进行局部回填平整，采取必要措施提高地基承载 力， 确保施工场地达到静压桩施工要求。 3 2 - 3 严格控制桩身垂直度， 第一节桩上应重点监控 ， 垂 GUANG XI DI AN YE 廑 室 景 直度偏差不得超过桩长的0 5 ， 桩帽、 桩身及送桩杆应在同 一 直线上， 沉桩时宜设置经纬仪， 从两个方向上进行校准。 3 2 4 尽量减少接桩， 预制管桩接头不宜超过 3个， 接桩 宜在桩尖进入硬土层后进行。接桩时上、 下段桩的中心线偏差 不宜大于 2 m m， 节点弯曲矢高不得大于桩段的 0 1 。 3 2 5 制定合理的施工顺序 ，桩基施工后的孔洞应及时 回填， 施工过程中加强对垂直度的控制。 3 2 6 遇到障碍物时应及时排除后再进行沉桩；沉桩时 发现不垂直应及时纠正， 必要时应把桩拔出重打。桩进入一定 深度后， 不宜采用移动机架进行校正， 以免发生断桩。 3 2 7 采用预钻孔法时， 严格控制钻孔垂直度。 3 2 8 合理布置桩位， 桩与桩的中心距不小于 3倍桩径。 3 2 9 桩基施_T后应在停歇后再进行基坑开挖施工 ， 基 坑开挖应分层均匀进行， 加强围护措施， 防止土体对桩的侧压 力在桩身上产生附加弯矩， 确保桩基工程的桩身结构完整性。 3 桩 身破坏 3 1 原 因分 析 3 1 1 施工过程中由于斜桩现象的出现或桩端 、送桩杆 不平整导致桩端应力集中， 使桩帽滑落或桩头爆裂。 3 1 2 桩机施工压力值超标。 3 1 3 桩机施工过程 中移动机架进行校正桩位 、桩身垂 直度， 导致桩身断裂； 施工结束后人工凿桩不规范和不合理的 土方开挖。 3 1 4 桩身材料质量 。 3 - 2控 制 措 施 3 2 1 选用合理有效的施工方法， 控制桩身的垂直度， 避 免斜桩的发生。 3 2 2 控制桩机施 终止条件 ， 对纯摩擦桩 ， 终止条件宜 以设计桩长为控制条件； 对长度大于 2 1 m的端承摩擦桩， 宜以 设计桩长控制为主，终压力值作对照；对长 1 4 m 2 1 m静压 桩， 应以终压力达满载值为控制条件 ， 开挖后采用截桩处理 ； 当压力值未能达到设计要求， 但桩顶标高已达到设计标高， 宜 继续送桩( 1 m范围内) ， 直至压力值达到设计要求 ， 施工结束 后应及时与设计单位联系， 据实出具处理方案。 3 2 3 桩机施工结束合理进行土方开挖以及凿桩施工， 确保土方开挖过程中的施工质量与水平。 3 2 4 施工过程中应加强对桩身原材料的检查验收。 3 2 5 施工中发生桩身破坏，宜采用小应变等有效的手 段检测桩身情况 ， 确定处理方法。 ( 下转第 1 1 6页 ) 2 0 0 7 9 ( 总 第 9 0 期 ) 固 维普资讯 店 它 搽 交流与探讨 GUANG XI DI AN YE I _ 两测点的距离 ( mm) 计算出最大刮削量之后， 即可进行绝缘垫刮削。顶起转子 加锁定， 按推力头上盘车时的等分点将绝缘垫外侧 8等分， 松 开推力头与镜板的组合螺丝， 落下镜板， 抽出绝缘垫 ， 找出最 大刮削点， 过该点和圆心作一直径， 沿该直径把绝缘垫等分 7 个刮削区， 并按比例确定每一区的刮削量 ， 按区按量仔细耐心 地进行刮削，边刮削边用外径干分尺测量，待各区全部刮完 后， 把绝缘垫放在大平板上， 用研磨平台压在绝缘垫上研磨显 出高点， 除去高点和边沿毛刺， 最后用细砂布打光， 即可进行 盘车检查， 直到合格为止。( 如表 2 所示) 表2 刮削之后摆度值 ( 单位： m m ) 测点编号 测量部位 l 2 3 4 0 6 7 8 上导 0 、 0 0 5 一 O O l 一 0 0 0 5 一 O O l O O O O O l 水导 一 O O 4 一 O O l O O 6 O 1 O O O 9 O O l O O 5 一 O 、 O 7 4 效 果 机组改造后各部位的振动值比改造前明显小得多， 从表 3可以看出改造对消除机组振动， 减小摆度是成功的。 表 3 ( 单位： m m ) 负荷 ( MW) 测量部位 空载 ( 改造前) 空载 ( 改造后) 3 3( 改造前) 3 3( 改造后) 上 导摆度 0 1 0 0 、 0 4 0 4 0 0 0 8 水导摆度 0 1 0 0 0 8 0 2 5 0 l 8 上机架振动 0 0 8 0 0 2 0 1 2 0 0 3 定子振动 0 0 5 0 0 3 0 0 6 0 0 4 水导振动 0 0 5 0 0 4 0 0 6 0 0 5 5 结 束语 改造后的机组， 在各种丁况下经过五年的运行， 没有发生 过大的振动和摆度， 上导瓦温也有所降低， 各种参数均满足技 术要求， 保证了机组的正常运行， 创造了良好的经济效益， 同时 也为机组的振动处理起到了一个借鉴作用。 ( 上接第 1 2 5页) 4 桩 身抬 高 4 1原 因 分 析 施工过程中由于挤土效应可能引起局部桩身抬高，尤其 是端承桩或端承摩擦桩会由此引起基础不均匀沉降。 4 2控 制 措 施 4 2 1 桩基完成后宜对桩身进行复压 1 2次，甚至多 次， 即所谓“ 跑机” 。同时， 桩基完成以后应在嵌固期后才能进 行土方施T， 嵌固期根据土质不同要求， 一般 72 l 天。 4 2 2 桩基施工完成应按规定进行静载检测 ，检验桩基 是否达到设计要求。 皿 2 0 0 7 9 ( 总 第 9 0 期 ) 5 结 语 目前静压 高强 度预应力管桩 工程实践经 验 尚不够 丰富 ， 但随着静压高强度预应力管桩技术的推广应用和发展 ，以及 人们对静压高强度预应力管桩的理论和工程实践经验的不断 积累， 静压高强度预应力管桩技术应用水平将不断提高。 参考文献 1 中国建筑科学研究院， J G J 9 4 9 4 建筑桩基技术规范 G ， 中国 建筑工业 出版社 ， 1 9 9 5 2 上海市建设和管理委员会， G B 5 0 2 0 2 2 0 0 2 建筑地基基础工程 施工质量验收规范 G ， 中国计划出版社， 2 0 0 2 维普资讯