1静压PHC管桩应用中存在的质量问题
(1)挤土效应问题。静压PHC管桩属挤土桩,在渗透性很低的软土(淤泥、淤泥质土粘土)地基中,大量桩体的压入,在短时间内挤压地基土,会产生很高的超孔隙水
压力,并且不能很快消散,造成沉桩困难,出现桩身反弹现象;同时由于地基土有效应力降低,地基发生隆起和侧向位移现象,甚致使桩体上抬或水平挤动,产生浮桩或断桩现象。(2)桩身裂缝或断桩问题。导致PHC管桩桩身裂缝或断桩的原因比较复杂,归纳起来主要有以下几个方面:①管桩质量原因,如混凝土强度不足、预应力值偏低、混凝土养护期不足、垂直度偏差大、保护层过厚等;②地质方面原因,如地基中存有块石、孤石或地下障碍物、桩端持力层倾斜度较大且持力层上为软土层、地基中存有坚硬的夹层需要穿透等;③施工方面原因,如运输起吊过程中振动或吊点(支点)不符合要求、桩机倾斜、桩身垂直度偏差过大、抱夹器夹片磨损、抱夹器千斤顶漏油等原因造成抱夹力不平衡、送桩太深、截桩头不规范、桩机行走时压住露出地面的桩顶、挖土过程挖掘机的钩动和土压力的作用等。由此可见,产生桩身裂缝与断桩的因素较多,稍有控制不慎就容易出现问题。目前管桩在动测中将不会很严重的裂缝归为II类桩,若将II类桩也在统计之列,则桩身裂缝的比例是较大的。例如厦门某工程建设项目总占地面积约为8公顷,该工程为复杂地质。11层框架一剪力墙结构,基础采用静压PHC管桩,桩长约18m,主要穿越土层为杂填土、坡洪积砂质粘性土、残积砾质粘性土、全风化花岗岩、砂砾状强风化花岗岩,持力层为砂砾状强风化花岗岩,桩基工程于2010年4月开始施工,2010年6月完成全部桩基工程的施工任务,其中1#楼总桩数为143根,在施工过程中就有60根桩遇到障碍物导致断桩,占总桩数的42%。
(3)场地浅层软土问题。软土地基在厦门地区分布较广,经常是地表下0.52m就出现软土。而静压桩机自重很大,底板对地基土的附加应力达80140kPa,加之压桩过程对地基土的扰动,大大超过软土地基的承载能力。在这种场地上进行静压PHC管桩的施工,常导致浅层地基土的破坏,产生桩位位移、桩身受水平力的作用产生侧移、倾斜、裂缝、断桩,由于浅层软土引起的静压PHC管桩工程质量事故在厦门地区占有一定的比例。
(4)焊接接头质量问题。静压PHC管桩的有效桩长在1525m的在该地区是很常见的,此时,每根桩需要23个焊接接头。焊接工人的技术水平、工作态度、焊接工艺、桩身垂直度、桩顶水平度、桩顶清理、地下水位、焊后冷却时间等对接头质量都有直接的影响,从目前管桩动测检验结果来看,III类桩中接头断桩所占的比例较高(因为桩身断桩往往在压桩过程中已经被发现)。基于上述常见的质量问题,对PHC管桩施工除常规的质量控制措施外,还应采取一些有针对性的质量控制措施。
2静压PHC管桩施工质量控制措施
2.1静压PHC管桩施工质量预控点
(1)研究工程地质勘察报告、桩基施工图、场地及周边的施工条件,弄清设计要求,明确质量控制工作的重点和难点。(2)审核施工方案,施工方案是管桩施工的指导性文件,应重点审核方案中的以下问题:压桩顺序和行走路线是否有利于减少挤土影响;压桩速率、每曰压桩量与超孔隙水压力的影响;对密集群桩所采取的减轻和避免管桩上浮、位移的措施;压桩挤土对邻近道路、管线、建筑物、边坡可能产生的影响及预防措施;设备选型是否满足终压条件要求;表层地基土是否满足设备负重行走要求;周边环境(如边坡、建筑物等)是否满足压桩最小距离要求;基桩上浮、位移的监测方案等。(3)认真做好试沉桩或试验桩,试沉桩或试验桩应选在有代表性的地基钻孔附近,以取得经验和施工参数,指导工程桩的施工。(4)审查施工单位申报的管桩、焊条等质保资料、设备的报审资料、以及考察设备的施工能力和完好性。(5)进场管桩应重点检查规格、型号是否与设计相符;有无裂缝;堆放是否符合要求;还应检查管桩的生产曰期,确保管桩有足够的龄期后施工。(6)做好地下障碍物的查探和清理工作。
2.2静压PHC管桩施工质量控制点
(1)压桩前应复测桩位的轴线和标高:①压桩时检查机台的水平度和桩身垂直度<0.5%;②加强密集群桩的桩顶标高和位移监测工作,当发现基桩上浮和位移超过控制值时,应及时采取措施,如打砂桩排除超空隙水压力,打设排水井,采用井点降水,控制沉桩速率等;③加强接头接缝、焊缝质量的检查及检测,控制接头焊后冷却时间,接头应做防腐处理;④严格控制终压标准。目前常用的终压控制参数有:终压力、桩长、进入硬土层(压桩力突变后)的深度、复压次数与下沉量、稳压时间与下沉量等,应根据场地条件研究参数控制范围,必要时先通过承载力特征值静载试验的极限承载力来确定控制参数;⑤控制桩顶低于自然地面200300mm,以防桩机底盘直接压在桩顶,造成裂缝或断桩;⑥当场地地表承载力不足以桩机行走时,应采取路基箱、填土等技术措施;⑦基坑土方开挖时应严格控制坑内放坡坡度,分层开挖土方,防止坑内土体滑动而推移工程桩,防止挖土机械压歪或钩坏管桩;⑧当桩长、压桩力、垂直度、桩位等出现异常情况时,应及时分析原因,协同设计、施工和管桩供应单位处理解决。
3结束语
PHC管桩的打桩技术是现代建筑以后必然要广泛采用的建筑施工方法,推动了现代建筑行业的城市化建设进程。静压PHC管桩成桩在地下,它承担着整个建筑物的荷载,若桩达不到设计要求的承载力或桩身质量存在隐患,就会危及整个建筑物的安全,轻则发生不均匀沉降,使上部结构开裂,重则使结构发生倾斜,甚至倒塌,酿成事故。因此,施工应严格按照现行的规范和设计要求。不少工程已经证实:挤土效应、地表软土、土方开挖等对PHC管桩基础可能带来不良的后果,在工程实践中一定要引起高度的重视,并应有可靠的技术保证。
作者:郑志良 单位:厦门南强建筑工程公司
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