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[摘 要]本文分析了静压桩基施工中的常见质量问题及产生原因,并就其施工质量问题常用处理方法进行了探讨。
[关键词]静压桩基施工 质量问题 处理方法
中图分类号:TU399 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)37-0136-01
引言
建筑静压桩基施工中,桩位偏差、桩顶标高偏差超出施工规范允许范围,是普遍存在的质量问题。引起这些问题的原因是多方面的,包括设计、施工及在质量验收中执行的技术规范、标准图集不统一等。本文根据施工和监理实践,简述建筑静压桩基施工质量控制中的常见问题及对策。
一、静压桩施工程序
建筑静压桩基施工中,静压桩的施工程序:先进行测量定位,待压桩机就位后进行吊桩和插桩,然后桩身对中调直,静压沉桩,循环进行接桩和再压桩,进行完送桩后终止压桩,最后进行检查记录和验收工程,然后转移桩机。其中,静力压桩是利用静力压桩机的液压原理,把预制桩分节压入地基土层中成桩,常规方法为分段压入、逐段接长。
二、常见的质量事故及控制对策
结合笔者多年工程实践经验,对静压桩基施工中较为常见的质量事故进行总结和分析,并提出相应的控制对策。
(1)吊脚桩先是压入桩,之后是被后压入桩抬起,所以桩的最小中心距要大于3倍桩的直径。
(2)如果桩尖深入较硬的土层时,但是非设计的持力层,有可能是较薄的砂层和硬土夹层,这时有可能导致压力上升的情况,甚至是能够达到终压值。这种情况应当使用超载施压法,也就是比预定压桩力更大的荷载进行施压,或者是采用忽停忽压的施压法。
(3)浮机。当桩机整体上抬时,有可能导致设备损坏的情况,桩尖遇到阻力,压力值大于终压值,但是桩身还未达到设计持力层。产生了浮机的情况。这种情况下可以选用忽停忽压的“准冲击”施压法,压桩缓慢下沉,最后穿透阻力层。
(4)陷机。压桩机在一定的荷重下,桩机发生下沉的情况,土体出现了侧向塑性变形,以及水平位移的情况,有可能导致已压桩损坏和推断。
(5)地下障碍物。对于地下障碍物的情况,可以选用送桩器进行试探,如果障碍物不大,可以用送桩器挤开即可,如果体积较大则需要开挖才能清除。如果地下有体积不大的石头,而且埋置较浅,常规的桩身就可以把石头挤开。
(6)压平地面的桩孔出现向上冒水的情况,主要是由于工程现场施工地,地下水丰富,而且桩尖未满焊,存在缝隙,或者是桩身开裂,接桩部位没焊好开缝,在超孔隙水压的作用之下,水压穿过缝隙冒出来。
(7)压桩遇到砂层,桩机会出现跳动和振动的情况,及其发出异响,如果砂层较厚,压力骤升,采用忽停忽压的“准冲击”施压法进行施工。如果准冲击法也没能沉桩,则可以采用锤击桩的方法,之前要取得施工各方的同意,在进行锤击的过程中,动力打桩对周围土体的扰动较为明显。
(8)断桩现象。在发生断桩的情况时,压力骤跌,但是还未到终压值,体现在压力表上就是摇摆不定。可以进行断桩处理的方法,若是锤击桩贯入度未达到设计要求,则待贯入度越来越大时无法收锤。
(9)裂桩问题。在进行压桩的过程中发生裂桩的情况,出现横向裂缝、竖向裂缝以及斜向裂缝,对压力值骤升时极易出现断桩的情况,一是由于桩本身的质量问题,二是桩本身有裂纹但是没有检查出来。针对这种情况,一方面要加强桩身的外观检查,桩身上有泥土,要先淋水后检查,也要对送桩时的裂缝现象加以注意。
(10)桩本身存在质量问题,或者桩本身有裂缝;施工现场的地质原因,忽然遇到障碍物;以及施工相关设备操作不当等情况,有可能导致断桩的现象。除此之外,桩尖的选择也会对静压桩基施工产生一定的影响,一般选择锥形桩尖、开口桩尖以及十字桩尖,锥形桩尖在遇到障礙物时有可能出现侧向偏移的情况而造成桩身断裂的情况,那么障碍物较多选择开口桩尖较为合适。十字桩尖对于桩身的定位有较大的优势。
(11)滑桩产生的原因,有可能是桩忽然遇障碍物导致压力上升,夹桩压力没有及时加压,而夹桩器夹不住桩身而导致突然下滑的情况。桩机突然下沉时容易出现断桩或夹桩部位开裂和夹碎的情况。
(12)终压值未达到设计要求,导致桩的静载检测时不合格。这种人为因素的问题,主要是由于具体施工过程中,操作员的业务水平较低,责任不到位。或者是终压值还没有达到相关要求时即收锤停压,出现断桩而未记录的情况,不仅不上报反而作成品桩验收。如果操作机械设备本身出了问题,或者压力表损坏,压力值不准确。
(13)接桩。接桩方法主要有以下三种:焊接、法兰螺栓连接以及硫磺胶泥锚接,常规方法为焊接,在进行接桩的焊接过程时,耗费的时间较长,摩擦力较大,土体结构过于坚固,有可能出现桩压不下的现象,焊接停留的时间太长,桩压入过短,焊缝遇水出现开裂的情况。针对以上现象,首先对桩深进行预估,之后进行配桩,把节长的桩放置在最后一节进行接桩也可以有效避免以上情况。
(14)桩身上抬形成吊脚桩。静压桩属于挤土桩,如果施工现场场地桩过多,桩距较密,后压的桩会对已压的桩产生向上的力,尤其是短桩,容易形成吊脚桩,出现桩身上抬、接头拉断、桩尖脱空以及桩倾斜偏位的情况。在进行相应处理时,施工之前对排压桩的顺序进行安排,单体建筑物的情况下先中央后周边,线进行持力层较深,后进行较浅的桩。如果已经出现桩身上抬的情况,则可选用复压的方法。
(15)引孔,如果桩长在经过努力后依然达不到设计深度,也就是所谓的压不下的情况,有可能是由于施工现场的土体局部不均匀,比如结核体等,或者是挤土效应导致的,后者较为常见于施工后期;针对以上情况,具体的质量控制方法为,首先选用比桩径稍微小一点的钢管,类型为开口钢管,将其压入土中,然后再将其拔出,倒出管内的积土,也就是说桩的深度是桩长的(2/3~1)L,最后顺着沿预钻孔把桩压下去。其次,对PHC等桩,选用水冲的方法穿过砂夹层,把钻杆深入到管桩的内部,泵送高压水,使其在管桩内部,砂土和水压上下翻滚,砂土逐渐松动和软化,为了避免出现桩间挤土效应过大的情况,或者是由于土质过硬而桩身太短的情况,施工时选用引孔压桩的方法,随引随压,间隔要适宜,要不然会出现孔内积水的情况,一方面是软化桩端土,水消散后留有空隙。
(16)桩端封口。如果桩尖存在缝隙,地下水的水头差上存在较大的压力,会使得桩外的水进入到桩管的内部,如果桩尖周围土质为泥质土,遇到水时容易软化,从而导致对桩的承载力产生较大影响,桩靴的焊接质量也要符合相关设计要求,其与端板之间不要存在间隙和错位,确保焊缝饱满,不要有气孔,焊缝施工要对称进行,焊接的时间要控制在一定时间内,焊接完成后要进行自然冷却,大于一分钟的时间后进行施打,由于高温焊缝遇到水时变得脆弱而开裂的情况,工程方面相应的解决对策是选用“填芯混凝土”的方法,也就是在管桩施压之后,及时灌入高度约为1.2m,型号高于C30的细石混凝土进行封底,桩端不漏水,桩端周围的水压保持平衡,桩端土能够承受三相压力,桩承载力确保稳定可靠。
三、结束语
总之,桩基施工质量关系到整个建筑物的工程质量,在桩基施工过程中,遇到各种意外情况, 应及时与业主、监理与设计部门联系, 按设计部门的设计修改通知或会议纪要进行施工,桩基工程为隐蔽工程,工艺要求局,施下质量的控制与现场人员的管理水平,施工人员的操作经验,技术水平有非常大的关系,对质量问题的处理方法不能生搬死套,应认真分析,找到针对性较强的处理方案,真正做到经济合理,安全可靠。
参考文献
[1]李永良.采用静压法施工的一种新型扩底管桩[J].西部探矿工程.2009(S1).
[2]张向华,陈国帜.静压法预应力混凝土管桩施工技术及其应用[J].西部探矿工程.2006(10).
[关键词]静压桩基施工 质量问题 处理方法
中图分类号:TU399 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)37-0136-01
引言
建筑静压桩基施工中,桩位偏差、桩顶标高偏差超出施工规范允许范围,是普遍存在的质量问题。引起这些问题的原因是多方面的,包括设计、施工及在质量验收中执行的技术规范、标准图集不统一等。本文根据施工和监理实践,简述建筑静压桩基施工质量控制中的常见问题及对策。
一、静压桩施工程序
建筑静压桩基施工中,静压桩的施工程序:先进行测量定位,待压桩机就位后进行吊桩和插桩,然后桩身对中调直,静压沉桩,循环进行接桩和再压桩,进行完送桩后终止压桩,最后进行检查记录和验收工程,然后转移桩机。其中,静力压桩是利用静力压桩机的液压原理,把预制桩分节压入地基土层中成桩,常规方法为分段压入、逐段接长。
二、常见的质量事故及控制对策
结合笔者多年工程实践经验,对静压桩基施工中较为常见的质量事故进行总结和分析,并提出相应的控制对策。
(1)吊脚桩先是压入桩,之后是被后压入桩抬起,所以桩的最小中心距要大于3倍桩的直径。
(2)如果桩尖深入较硬的土层时,但是非设计的持力层,有可能是较薄的砂层和硬土夹层,这时有可能导致压力上升的情况,甚至是能够达到终压值。这种情况应当使用超载施压法,也就是比预定压桩力更大的荷载进行施压,或者是采用忽停忽压的施压法。
(3)浮机。当桩机整体上抬时,有可能导致设备损坏的情况,桩尖遇到阻力,压力值大于终压值,但是桩身还未达到设计持力层。产生了浮机的情况。这种情况下可以选用忽停忽压的“准冲击”施压法,压桩缓慢下沉,最后穿透阻力层。
(4)陷机。压桩机在一定的荷重下,桩机发生下沉的情况,土体出现了侧向塑性变形,以及水平位移的情况,有可能导致已压桩损坏和推断。
(5)地下障碍物。对于地下障碍物的情况,可以选用送桩器进行试探,如果障碍物不大,可以用送桩器挤开即可,如果体积较大则需要开挖才能清除。如果地下有体积不大的石头,而且埋置较浅,常规的桩身就可以把石头挤开。
(6)压平地面的桩孔出现向上冒水的情况,主要是由于工程现场施工地,地下水丰富,而且桩尖未满焊,存在缝隙,或者是桩身开裂,接桩部位没焊好开缝,在超孔隙水压的作用之下,水压穿过缝隙冒出来。
(7)压桩遇到砂层,桩机会出现跳动和振动的情况,及其发出异响,如果砂层较厚,压力骤升,采用忽停忽压的“准冲击”施压法进行施工。如果准冲击法也没能沉桩,则可以采用锤击桩的方法,之前要取得施工各方的同意,在进行锤击的过程中,动力打桩对周围土体的扰动较为明显。
(8)断桩现象。在发生断桩的情况时,压力骤跌,但是还未到终压值,体现在压力表上就是摇摆不定。可以进行断桩处理的方法,若是锤击桩贯入度未达到设计要求,则待贯入度越来越大时无法收锤。
(9)裂桩问题。在进行压桩的过程中发生裂桩的情况,出现横向裂缝、竖向裂缝以及斜向裂缝,对压力值骤升时极易出现断桩的情况,一是由于桩本身的质量问题,二是桩本身有裂纹但是没有检查出来。针对这种情况,一方面要加强桩身的外观检查,桩身上有泥土,要先淋水后检查,也要对送桩时的裂缝现象加以注意。
(10)桩本身存在质量问题,或者桩本身有裂缝;施工现场的地质原因,忽然遇到障碍物;以及施工相关设备操作不当等情况,有可能导致断桩的现象。除此之外,桩尖的选择也会对静压桩基施工产生一定的影响,一般选择锥形桩尖、开口桩尖以及十字桩尖,锥形桩尖在遇到障礙物时有可能出现侧向偏移的情况而造成桩身断裂的情况,那么障碍物较多选择开口桩尖较为合适。十字桩尖对于桩身的定位有较大的优势。
(11)滑桩产生的原因,有可能是桩忽然遇障碍物导致压力上升,夹桩压力没有及时加压,而夹桩器夹不住桩身而导致突然下滑的情况。桩机突然下沉时容易出现断桩或夹桩部位开裂和夹碎的情况。
(12)终压值未达到设计要求,导致桩的静载检测时不合格。这种人为因素的问题,主要是由于具体施工过程中,操作员的业务水平较低,责任不到位。或者是终压值还没有达到相关要求时即收锤停压,出现断桩而未记录的情况,不仅不上报反而作成品桩验收。如果操作机械设备本身出了问题,或者压力表损坏,压力值不准确。
(13)接桩。接桩方法主要有以下三种:焊接、法兰螺栓连接以及硫磺胶泥锚接,常规方法为焊接,在进行接桩的焊接过程时,耗费的时间较长,摩擦力较大,土体结构过于坚固,有可能出现桩压不下的现象,焊接停留的时间太长,桩压入过短,焊缝遇水出现开裂的情况。针对以上现象,首先对桩深进行预估,之后进行配桩,把节长的桩放置在最后一节进行接桩也可以有效避免以上情况。
(14)桩身上抬形成吊脚桩。静压桩属于挤土桩,如果施工现场场地桩过多,桩距较密,后压的桩会对已压的桩产生向上的力,尤其是短桩,容易形成吊脚桩,出现桩身上抬、接头拉断、桩尖脱空以及桩倾斜偏位的情况。在进行相应处理时,施工之前对排压桩的顺序进行安排,单体建筑物的情况下先中央后周边,线进行持力层较深,后进行较浅的桩。如果已经出现桩身上抬的情况,则可选用复压的方法。
(15)引孔,如果桩长在经过努力后依然达不到设计深度,也就是所谓的压不下的情况,有可能是由于施工现场的土体局部不均匀,比如结核体等,或者是挤土效应导致的,后者较为常见于施工后期;针对以上情况,具体的质量控制方法为,首先选用比桩径稍微小一点的钢管,类型为开口钢管,将其压入土中,然后再将其拔出,倒出管内的积土,也就是说桩的深度是桩长的(2/3~1)L,最后顺着沿预钻孔把桩压下去。其次,对PHC等桩,选用水冲的方法穿过砂夹层,把钻杆深入到管桩的内部,泵送高压水,使其在管桩内部,砂土和水压上下翻滚,砂土逐渐松动和软化,为了避免出现桩间挤土效应过大的情况,或者是由于土质过硬而桩身太短的情况,施工时选用引孔压桩的方法,随引随压,间隔要适宜,要不然会出现孔内积水的情况,一方面是软化桩端土,水消散后留有空隙。
(16)桩端封口。如果桩尖存在缝隙,地下水的水头差上存在较大的压力,会使得桩外的水进入到桩管的内部,如果桩尖周围土质为泥质土,遇到水时容易软化,从而导致对桩的承载力产生较大影响,桩靴的焊接质量也要符合相关设计要求,其与端板之间不要存在间隙和错位,确保焊缝饱满,不要有气孔,焊缝施工要对称进行,焊接的时间要控制在一定时间内,焊接完成后要进行自然冷却,大于一分钟的时间后进行施打,由于高温焊缝遇到水时变得脆弱而开裂的情况,工程方面相应的解决对策是选用“填芯混凝土”的方法,也就是在管桩施压之后,及时灌入高度约为1.2m,型号高于C30的细石混凝土进行封底,桩端不漏水,桩端周围的水压保持平衡,桩端土能够承受三相压力,桩承载力确保稳定可靠。
三、结束语
总之,桩基施工质量关系到整个建筑物的工程质量,在桩基施工过程中,遇到各种意外情况, 应及时与业主、监理与设计部门联系, 按设计部门的设计修改通知或会议纪要进行施工,桩基工程为隐蔽工程,工艺要求局,施下质量的控制与现场人员的管理水平,施工人员的操作经验,技术水平有非常大的关系,对质量问题的处理方法不能生搬死套,应认真分析,找到针对性较强的处理方案,真正做到经济合理,安全可靠。
参考文献
[1]李永良.采用静压法施工的一种新型扩底管桩[J].西部探矿工程.2009(S1).
[2]张向华,陈国帜.静压法预应力混凝土管桩施工技术及其应用[J].西部探矿工程.2006(10).