预应力钢筋混凝土预制离心管桩质量通病预防.doc

预应力离心管桩过去多用于桥梁、水工等基础工程中，但近年来在建筑工程中，特别是高层建筑物的深基础的桩基工程中较多选用。其直径一般为∮400mm、∮550mm，单节长度为4m、6m、8m、10m、12m，接长可达60～70m。锤击打入法预应力圆管桩所发生的质量通病：
一、桩身断裂
1．现象
桩在沉入过程中，桩身突然倾斜错位，贯入速度不正常，在桩顶的钢法兰与混凝土接触处裂碎，桩身断裂。
2．原因分析
(1)沉桩需要穿过1～2层较硬的土层时，造成锤击能量加大，次数加多。因在锤击时，会交替出现压应力和拉应力，压应力过大会将桩管打坏，拉应力过大易产生横向裂缝，桩在反复锤击疲劳作用下，造成破坏。

(2)遇到地下大块坚硬障碍物，把桩尖挤向一侧。
(3)稳桩时不垂直，打入地下一定深度后，用走桩架校正的方法，使桩身产生弯曲。
(4)多节桩施工时，相接的两节桩不在同一轴线上，产生了曲折。
(5)采用“植桩法”时，钻孔垂直度偏差过大，管桩穿人后造成桩身倾斜。
(6)制作桩的水泥强度等级不合要求，砂、石含泥量大，规格不准，使桩身局部强度偏低，养护碳化期不够而影响正常施打。
(7)桩在起吊、运输、堆放、吊立稳桩过程中操作不合要求。
(8)开口桩在高地下水位施打时，管内会产生较高的水压力，致使桩身产生垂直裂缝，造成桩被打坏。
3．预防措施
(1)施工前应将地下障碍物，如旧墙基、条石、大块混凝土等清理干净，尤其是桩位下的障碍物，必要时用钎探检查。桩的质量要认真检查，并作好记录，不符合要求的，不得使用。
(2)稳桩时，要进行双向校正，开始锤击时，要先打几次冷锤再进行校正，无误后方可正常施打，待打入一定深度，发现倾斜，要找出原因，不得用走桩架校正的办法。
(3)施打前要详细分析地质报告，若有穿过较厚的硬夹层时，要选用“植桩法”穿透夹层，同时，钻孔时要双向校正钻杆的垂直度，也可选用射水沉桩等方法。
(4)管桩的法兰接盘或接长铁板预埋件(焊接法时)要严格要求，与混凝土接触处要加强振捣和养护，或提高一级强度等级。
(5)在高地下水位施打此种管桩时，要选用闭口桩尖。
(6)接桩时，要保证上下两节桩在同一轴线上，接头处必须严格按设计要求执行。
(7)桩在起吊、运输、堆放过程中，按有关操作规程执行。
(8)要求施打的管桩，其强度必须达到100％的老桩。
4．治理方法
施工中发现断裂桩，应停打，会同设计人员研究处理方法。根据地质条件、上部荷载及桩所处的结构部位，可以来取补桩的方法。

二、桩项法兰接盘处混凝土碎裂
1．现象
在击打沉桩过程中，与桩顶钢接盘(螺栓或焊接接盘)接触处的混凝土发生碎裂。
2．原因分析
(1)当桩头受锤击力作用时，桩头下混凝土发生纵向压缩变形，也产生了膨胀变形，所以在遭受过大锤击力作用时，易出现受拉破坏，产生纵向裂缝，扩大、剥落以至破坏。
(2)预制离心管桩时，混凝土配合比不良，施工控制不严。
(3)桩头受锤击时，还会产生某种程度的锤击偏心，或拉应力集中现象，而预应力管桩中的纵向预压力也起不利作用，所以打桩破损最容易出现桩头部位(钢接盘与混凝土接触处)。只要桩身完好，一般桩身就不会发生问题。
(4)桩顶与桩锤帽未加减振材料或未及时更换减振弹性材料。
3．防治措施
(1)桩制作应严格按操作规程施工，离心旋转振动均匀成型，蒸养须达到要求时间，根据地质情况，可适当提高一级混凝土的设计强度等级，并采用快硬水泥，可有力地提高管桩的抗锤击能力，降低损坏率。
(2)施打前，可在钢桩头下沉混凝土部位加一道0．5m高的可拆式钢套箍(螺栓连接)，保护混凝土不致碎裂。
(3)稳桩前桩帽内预先放好合适的减振材料，如工业用的布轮、麻袋、纸袋等物，根据锤击时间与次数，要适时更换，保证减振效果。
(4)根据地质条件、桩断面尺寸、桩构件的长短，合理选择桩锤(见表9-1锤重选择表)，其原则以重锤低击为准。
(5)稳桩前先校正桩机架的垂直度，待稳桩后，再校正桩的垂直度，以保证桩被垂直打人，减小偏击现象，从而降低损坏率。
(6)沉桩前应对桩的质量进行检查，桩顶平面是否垂直桩轴线，桩尖法兰螺栓是否拧紧或偏斜，不合格者不得使用。
(7)根据工程地质条件、施工机械能力及混凝土的强度等级，合理确定单桩承载力及施工控制标准。
发现问题，立即停打，待与设计单位研究后再行施打。

三、沉桩达不到设计要求
1．现象
桩基础设计时，对端承桩是以进入持力层的最终贯入度为控制标准，参考桩尖高程；而对摩擦桩则以桩尖标高为主，参考贯人度。但有的工程要求双控，又由于离心管桩多为长桩深基，有时就会沉桩达不到设计的最终控制要求。
2．原因分析
(1)勘探点不够和粗略，对工程地质情况不明，尤其是持力层标高起伏，致使设计考虑持力层或选择桩尖标高有误，有时因设计要求过严，超过了施工机械能力或桩身混凝土的强度。
(2)勘探工作以点代面，对局部硬夹层不可能全部了解，尤其是在复杂的工程地质条件下，以及遇到地下障碍物如大块石头、混凝土大块等，沉桩就会达不到设计要求。
(3)群桩效应问题，砂为持力层时，桩数越多，会越挤越密实，最后就会出现下沉不多或不下沉的现象。
(4)打桩行机路线选择不合理，锤头选择太小或太大，使桩沉不到设计标高，或沉人过多。
(5)桩顶打碎或桩身打断，致使桩不能继续打入。
3．防治措施
(1)详细探明地质情况，必要时应补充勘探，正确选择持力层或标高，根据工程地质条件、桩断面及长度，合理选择桩工机械、施工方法及行车路线。
(2)防止桩顶打碎或桩身断裂。如采取法兰盘下加钢套箍、加垫减振材料、选老桩、严格校正垂直度等措施。
(3)遇有硬厚夹层，可采用“植桩法”、射水法或气吹法等措施。无论采用哪种方法桩尖至少应进入未扰动土6倍桩径(保证设计要求)。
(4)施打前平整场地时，清除掉地下障碍物，必要时，放桩位时以钎探法探明地下物，及时清除。
(5)正式施打前，可在正式桩位上进行工艺试桩(选不同部位试打3—5根)，以校核勘探与设计要求的可能性、合理性。否则研究出补救措施以指导正常施工。

四、桩顶位移或桩身倾斜
1．现象
在沉桩过程中，相邻桩产生横向位移，桩顶上升，或桩身垂直偏差过大。
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，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e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)采用“植桩法”施工时，钻孔的垂直偏差要严格控制在1％以内。植桩时，桩应顺孔植入，出现偏斜也不宜用移动桩架来校正，以免造成桩身弯曲。
(4)采用点井降水、砂井或盲沟等降水或排水措施。
(5)沉桩期间不得同时开挖基坑，需待沉桩完毕后相隔适当时间方可开挖，相隔时间应视具体地质条件、基坑开挖深度、面积桩的密集程度及孔隙压力消散情况来确定，一般宜二周左右。
(6)采用“植桩法”可减少土的挤密及孔隙水压力的上升。
(7)认真按设计图纸放好桩位，做好明显标志，并做好复查工作。施工时要按图核对桩位，发现丢失桩位或桩位标志，以及轴线桩标志不清时，应由有关人员查清补上。轴线桩标志应按规范要求设置，并选择合理的行车路线。
(8)场地要平整，如场地不平，施工时应在打桩机行走轮下加垫板等物，使打桩机底盘保持水平。在打桩地面较软弱或含水量较高。造成桩工机械无法正常行走时，应采用铺垫一定厚度的砂卵石、碎石或路基箱，以确保桩被垂直打入。地面隆起的桩，采用复打方法(选贯入度较大的桩)，(打桩完毕后)校核是否涌起。
五、接桩处松脱开裂
1．现象
长桩施打必须接长，经过较长时间锤击，有的出现松脱开裂或错位现象。
2．防治措施
(1)接桩时，桩尖处尽量避开坚硬土层。
(2)接桩后，对法兰螺栓要校正后拧紧、防腐，并对螺栓帽点焊牢固或用锤凿毛破坏螺纹，防止锤击时，桩产生的反射拉应力波，造成脱扣松动使桩脱开。桩尖连接的螺栓也要处理。‘
(3)选用较经济的复打加固方式，消除上下桩接头的间隙，可检测桩的完整性(用小应变检测)，若为错位桩，需采取新的加固措施(用加桩处理的方法)。
(4)焊接接桩时，两接头焊接要连续进行对称焊，并按焊接操作规程执行。
(5)已施打完毕的管桩，可用手把灯放入空心管中检查桩的损坏情况，发现问题，空心管中可放人钢骨架，浇灌混凝土补强(方法简便)，也可用其他方法补救。