【浅谈静压预制桩施工质量控制】静压预应力管桩施工质量控制

  摘要:静压预制桩基作为基础的一种承载形式,在软土地区、城市中心或建筑物密集处得到广泛的应用。本文章结合自己的工作实践,就静压预制桩施工质量的几个问题进行探讨。  关键词:预制预制桩;静压预制桩施工;质量控制
  静压预制桩基础是一种新型的深基础类型,主要用于对地基土层承载力弱的地基处理,但静压预制桩施工过程中经常出现桩身砼强度不足、预制桩制作偏差、接桩质量低劣和随意停压等现象,直接造成压桩倾斜或压断、单桩竖向抗压承载力不足的后果,严重影响桩基的施工质量。为避免上述质量隐患的发生,必须对制桩和压桩两个阶段实施严格的质量控制,并适当改进传统的制桩和破桩方法,以达到提高静压预制桩基施工质量的目的。
  一、静压预制桩的施工
  1、桩与土体的作用机理
  静压预制桩在压入土体的过程中,以桩体本身的重量作为反作用力,以克服压桩过程中的桩端阻力和桩侧壁摩阻。当桩身在垂直静压力的作用下沉入土体时,桩周土体发生急速而剧烈的挤压变形,土中孔隙水压力骤然上升,土体的抗剪强度大幅下降,这时桩体很容易沉入土中。
  2、静压预制桩的施工程序
  施工现场情况勘察→编制施工方案→订购(制作)预制桩→测量定位→压桩→接桩、再压桩→送桩。
  (1)测量定位
  施工前放好轴线并标志在永久固定体上,以利于复核桩位。再放好桩位,在桩位中钉一根短钢筋,并涂上明显标志,由于桩机在行走过程中会挤动标志,因此,在桩机基本就位后利用周边控制轴线对桩位进行复核,控制桩位的最大偏差不大于20mm。
  (2)压桩
  用汽车起重机将预制桩吊离桩堆,送到桩架前,桩身对着经纬仪方向的侧面弹出基线。起动压桩机纵向和横向行走油缸,将桩尖对准桩位,开动压桩油缸将桩压入土中1m左右后停止压桩,通过两台正交设置的经纬仪对准已弹出的基准线,调整桩在两个方向的垂直度,首节桩体是否垂直是保证成桩质量的关键。垂直度满足要求并经现场监理确定后开机沉桩,通过夹持油缸将桩夹紧,然后通过压桩油缸将压力施加到桩体上。压桩力由压力表反映,当压力达到一定的限值时,压桩油缸三缸同时起动施压,这时压力表读数反而会下降,随着施压再逐渐升高,要特别注意压力表值和施工压力的换算。在压桩过程中要认真记录每个行程桩入土深度和压力表读数的关系,以判断桩的质量和承载力。当压桩油缸数不变时,压力表突然上升或下降,要停机对照地质资料分析(一般不宜停在沙土层),确定是否产生断桩现象或是遇到障碍物。
  (3)接桩
  规范要求桩长一般不宜超过12m,超长的预制桩必须分段接长。接桩一般有焊接和锚接法,桩形有方桩、圆桩和管桩等分别,故接头形式亦略有不同。在此以方桩接头为例做些说明,当下节桩沉至桩顶离地0.8m左右时,吊上节桩,用长为L的(L据桩端头钢板的长度而定)等边角钢焊接四角,两个桩头间隙用薄钢板垫实焊牢,焊缝连续饱满。接桩过程中严格要求端头钢板与轴线垂直,钢板平整,使相接的两节桩轴心线重合,连接后的桩身保持垂直。
  (4)送桩
  采用钢制送桩管,待桩压至自然地坪以上1m左右时,将送桩管的下口底住桩顶,使送桩管竖直,再施压压桩至设计标高。
  二、静压预制桩的常见质量问题及预防措施
  1、桩位的偏移
  在静压预制的施工过程中,最常见的质量问题就是桩位的偏移。偏移的原因多种多样,危害也相当大。
  (1)地下障碍物通常是地下的管网、防空洞、大石块及老基础等硬块杂物,阻碍桩体的正常下沉,发生质量事故,这类问题常见于老城区的扩建改建工程中。因此,在老城区施工时,一定要弄清楚地下是否有管网或老基础,若有管网则需报请设计院更改设计或与有关单位协商迁移管网,若有老基础等物,则一定要将其排除干净,再行压桩施工。
  (2)控制点位移导致桩位偏移
  轴线控制点的位移往往出现在新开发区,这类地区一般是由菜地或沟渠池塘填平而成,其地基表层承载力较小,承受不了静压桩机高达数百吨的重量,桩机在行走时,会使土壤挤动、拱起,导致控制点的移动,或直接挤走桩位。
  为了避免桩位移动造成质量事故,可以采用两条措施进行预防:一是桩机进场前,在施工现场满铺碎石或建筑垃圾硬化场地,但此种方法费时费力,挖基时还需取走,不够经济。二是保护好控制点,在静压桩机工作范围以外5~10m保留2~3个控制点,并在桩机就位后,重新对桩位进行校正复核后,再进行压桩。
  (3)施工顺序不合理引起桩顶位移
  在压桩过程中,有时会发现已施工的桩产生横向位移,这一般是因为桩太密,压桩时土壤被挤密,密实度相当高,而向上隆起,相邻的桩一起被涌起,并挤向土壤较松的一边。因此,在遇到桩数多和桩距近的情况时,必须要因地制宜制定好施工顺序,采取分段压,或自中央向边缘压桩,严格按施工组织设计进行施工。另外,土方开挖不当也会引起桩位偏移。
  2、断桩或斜桩
  断桩、斜桩在施工中经常遇到。地形地质、设备状况、材料质量、操作工艺等各方面都可能成为造成断桩或斜桩的因素。
  (1)桩体质量差造成断桩
  桩体质量差通常表现在两个方面:一是桩身在制作过程中混凝土强度达不到设计要求,沙石含泥量大或石中有大量碎屑,使桩身局部抗压强度不够,该处受到夹持的集中荷载也会断裂。为了预防此类问题的发生,必须对预制桩的外形尺寸严格要求,严把材料进场关,进场桩体必须要有合格证,对进场的桩体要进行外观检查,检查是否有翘曲,在吊装运输过程中是否出现裂缝和断裂,一旦有坚决不能在工程中使用。
  (2)操作工艺不当造成断桩
  压桩时偶尔也会由于操作不当引起断桩。如夹桩时,只夹触到桩的一部分,因为接触面太小,荷载较大而集中,造成桩体断裂或配桩太长又压不进去。在截桩时强行截桩,也容易将桩的土下部分挤断。因此,提高操作工的职业素质和操作技能,实行有证上岗,保证技术措施的贯彻执行,操作方法的规范到位,才能保证入桩的质量。
  (3)接头质量差引起的断桩
  桩的接头是整根桩的最薄弱处,容易发生松脱开裂,接桩方法通常采用硫磺胶泥锚接和焊接两种方法。
  两节桩相接时,必须调整两桩的轴心在同一条直线上,当桩端不平时,接头处的空隙必须用垫铁垫满焊牢,或满铺硫磺胶泥。在焊接时,必须采用满焊,焊缝饱满,以免因两节桩的微小空隙在挤压时造成脱焊,导致断桩。硫磺胶泥的熬制必须严格控制熬制时间和熬制温度,灌注硫磺胶泥时必须严格按施工规范操作。
  3、压桩时达不到设计要求
  (1)桩底尚未到设计标高,而油压值已到最大工作压力,出现这种现象的原因比较复杂多样:桩尖遇到局部较硬的夹砂层或孤石等障碍物;设备出现故障或其它原因,桩在下沉过程中突然中断,耽搁时间过长,继续压入时阻力增加,桩无法下沉到设计标高;桩距太密太近,施工顺序不合理,沉桩也困难;地质资料或钻探资料不全面、不准确,设计值出现差错也会使桩达不到设计标高。
  (2)桩已达到设计标高,而油压值未到设计工作压力,这种情况通常也是因为地质资料不准确,钻探资料不全面造成的,一般采取送桩、接桩处理即可。如果仍不能满足要求,当为群桩上承台时,可以考虑增大其他桩的承载力来满足承台基础的整体要求,当是单桩承台时,则应提请有关部门另行处理。
  三、结束语
  虽然静压桩的沉桩机理非常复杂,施工中出现的问题也各种各样,但只要我们在应用的过程中,严格落实现有技术规范、措施和有关经验,且不断改进提高其技术应用水平,就可以很好地控制静压预制桩的施工质量。
  参考文献:
  [1]李敏超.静压预制桩的应用[J].四川建材,2007.2.
  [2]赵新刚,裴成浩等.静压预制桩的施工技术[J].油气田地面工程,2008.9.

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