浅析预应力混凝土管桩静压法施工技术及常见问题处理

2015-08-24 119 0

  预应力混凝土管桩基础适用于桩端持力层为较厚的强风化或全风化岩层,坚硬粘性土层,密实碎石土、砂土、粉土层的场地,适合沿海地区的地质条件,且具有工期短、造价低的优点。因此,它成为设计人员优先选用的建筑桩基础型式之一,具有一定的推广价值。
 
  一、预应力混凝土管桩施工特点
 
  预应力混凝土管桩在被压入土过程中,地基土受到重塑扰动,桩压入时所受到的土体阻力并不完全是静态阻力,但也不同动态阻力,压桩阻力是由桩侧摩阻力和桩尖阻力组成的,压桩阻力的大小和分布规律的影响因素主要是土质、土层排列、硬土层厚度、埋入持力层深度等。
 
  在穿过上覆软土层时,压桩阻力较小。主要是因为对于上覆土层为较软土层,如饱和粘性土、粉土等,其瞬时排水固结效应不明显,体积压缩变形小,桩体在贯入时会产生超静孔隙水压力。当将桩压到密实砂层、硬塑坚硬的风化残积土、强风化岩等持力层时,压桩力会急剧上升。压桩完成后,随桩侧土孔压消散、再固结和触变恢复,最终形成一层紧贴于桩表面的硬壳,最后管桩由桩身摩擦力与端承作用提供承载力。
 
  二、预应力混凝土管桩的施工要点
 
  1、测量定位。由水准点高程计算得到水准仪高程,依据有效的桩顶标高计算得到水准视线基点到桩顶的距离,此时在送桩器上做下标记,将其看作控制桩顶标高的根据。然后在提前放好线的桩轴中找到桩身的中心钉下一段钢筋,以此作为压桩位置。
 
  2、桩机就位。在复核桩位无误后,把桩机按照规范的打桩顺序就位,使长步履着地受力。
 
  3、吊桩喂桩。先将桩体运到接近桩机的地方摆好,然后用其自带的吊车喂桩。在喂桩前要仔细检查该桩的质量和型号,在喂桩的过程当中,要务必保证安全、平稳,以防桩体本身晃动太大或者出现磕碰。
 
  4、桩对位调直。当桩机就位后,将桩吊到井口,之后用抱桩器固定住桩,再对准桩位插入,利用扳手将桩面调正。第一节桩的垂直偏差小于等于0.5%,并用仪器校正。在整个压桩的过程中,不断的跟踪观察,详细记录下沉桩过程中的各种参数以及各种情况。
 
  5、接桩、送桩。建筑工程规范要求入土的桩的桩头要高过地面0.5m至1m。当达不到该要求时,就需要接桩,接桩时,桩段必须保持顺直,此时错位偏差不能大于2mm,对接前,上下板面要刷干净,有破口的地方要刷到露出金属光泽后为止,上下节桩间的缝隙要填充焊实。打桩时,打桩架的底盘和地面之间有一定的距离,正是由于这段距离,使得桩准确打入地面下设计的位置,桩的压力也达不到规定数值,此时需要用打桩机把预制桩段压入之前已打入桩的顶面,在这个过程中无需焊接,持续下压到规定数值即可。
 
  三、施工中常遇问题及处理措施
 
  1、桩身倾斜。施工中桩身倾斜应根据具体情况进行分析处理,当倾斜大于0.8%时可认为桩身倾斜较大。若此时第一节桩没有全部施工完毕,应及时进行观测并对其纠正,纠正方法可使用移动桩架等强行回扳的方法,后续桩节焊接时,一定要保证桩的垂直度,否则将导致桩身倾斜的加大,处理难度加大。
 
  2、桩身移位与桩顶上浮。桩身移位与桩顶上浮对结构的承载力影响较大。为防止此质量问题的发生,应合理安排管桩的施工顺序,同时在打桩过程中应详细观察周围管桩沉降或上升情况,根据本工程实际情况,采取管桩施工从内向外的施工顺序,以尽量减少对先施工桩的影响,桩顶上浮及桩身位移均控制在规范允许范围之内。
 
  3、截桩时产生裂缝。PHC桩虽采用高强混凝土制作,内配置预应力钢筋,但桩身较脆,在受到强烈撞击时,易产生贯穿性纵向裂缝,影响桩的使用。当管桩施工达到设计要求的灌入度时,可能桩身还有多余桩长未达到设计标高,此时,需要进行截桩,截桩宜用以下方法:采用环形切割机切割或者是采取工具钢套箍,紧箍在切口下部桩身上,沿套箍凿出一道沟槽,然后再行扩大、切断,截桩时严禁用大锤敲砸。
 
  4、桩身断裂。管桩施工中,容易发生桩身断裂的现象,主要原因:管桩接桩部位焊接质量差,焊缝开裂或上下节桩开,施工过程因斜桩、桩接头受剪切而导致桩身断裂;主要防治措施有:焊缝要对称且饱满无缺陷,焊接时间要控制得当,接桩完成自然冷后方可施工,这样可以避免高温焊缝遇水变脆而断裂;施工中尽量避免斜桩发生;避免在砂质粉土、砂土等硬土层中焊接,并制定出合理的桩长组合;开挖时注意保护已施工完的桩身。
 
  四、施工过程的质量控制
 
  1、原材料质量控制。管桩无论是委托预制或是直接购买,都要把好原材料质量关,对于委托的单位或是购买的预制场家均应具备高强预应力管桩加工生产的施工资质,确定厂家前应会同监理工程师、业主代表等前往实地认真考察,成品桩的外观应无蜂窝、露筋、裂缝、色感均匀、桩顶处无裂隙,桩径、管壁厚度、桩尖中心线、顶面平整度、桩体弯曲等规范有强制性要求的,必须符合有关要求,管桩起吊运输中应免受振动、冲撞,确保运至现场的产品是合格的产品。
 
  2、压桩过程质量控制
 
  (1)准确无误的放样数据计算,正确规范的施工放样操作,是确保桩位标准的前提,决不允许出现因测量放样而引起桩位错误的情况发生,所以在放样全过程中一定要反复校核,严禁发生错误。(2)接桩的焊缝一定要由有经验的且的有专业焊工证的焊工按照技术规程的要求认真进行,确保焊缝要均匀、饱满符合设计及规范要求,电焊结束后的停歇时间、上下节平面偏差、节点弯曲矢高均应满足规范的要求。(3)最后的成桩要采取长度及压力双控,长度及压力均应满足设计要求。(4)压桩的次序要合理,一定要坚持先里后外、先中心后边区、先深后浅、先密后疏先近后远(离建筑物近的桩先压,远的后压)的原则施工,尽量降低挤土效应。(5)插桩及接桩应确保中心正确、桩身垂直。桩尖就位、对中、调直。(6)垂直度控制。通常用两台经纬仪、夹角90度方向进行监测。(7)压桩。通过夹持油缸将桩夹紧,然后使压桩油缸伸程,将压力施加到桩上,压入力由压力表反映。(8)对压桩过程中的任何异常情况,应向监理工程师和设计单位反映,以便及时做出正确的应对措施,严禁自行解决。
 
  随着经济和科技的快速发展,当前建筑工程中多采用预应力混凝土管桩施工工艺。在建筑工程预应力混凝土管桩施工中,现场施工人员需要根据工程施工现场的条件和特点进行科学、高效的施工,从而保证建筑工程的质量。
 
  参考文献:
 
  [1]刘凯.预应力混凝土管桩施工工艺浅谈[J].技术与市场,2011.
 
  [2]梁辉.预应力混凝土管桩技术施工要点初探[J].科学与财富,2011.
 
  [3]高秀丽.预应力混凝土管桩施工技术分析[J].科技与企业,2012.

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