静压预应力混凝土管桩论文

静压预应力混凝土管桩应注意的几个问题静压预应力混凝土管桩施工方法因其有广泛的地质适应性及无噪音、无震动、无污染、速度快等优点，已越来越多地得到黑龙江省建筑界人士的认同，在黑龙江省建设工程桩基础施工中得到迅速发展。近年来，目前已上升为复杂地质条件下桩基础工程的首选工法。压桩机也由刚引进时的顶压式，发展到目前抱压式，可施压边桩、角桩等。可以预见，静压预应力混凝土管桩，将成为我省桩基础工程的主要施工方法之一。

由于静压预应力混凝土管桩施工方法正处于发展阶段，在设计施工中还存在着一些有待研究解决的问题，本文通过列举静压预应力混凝土管桩施工中存在的几个主要问题，以期引起发展商、勘察设计和施工人员的注意。

1、陷机问题

陷机是指压桩机在施工荷重下，短船着地受力时，地面下沉量大于200mm的现象。一些建筑单位往往没有意识到陷机的危害性，认为用填土或换土来处理施工现场需要增加许多费用，不愿意投入，而是抱着侥幸心理，要求施工单位卸配重走机，走到桩位后再装配重压桩，结果既拖慢了施工进度，又不可避免地出现一些斜桩或断桩。

静压预应力混凝土管桩主要是以桩机自身重量和机载配重为反力，通过液压系统把桩压入地下，最大压桩力一般为桩机总重量的90%左右。最常用的Ф400、Ф500静压预应力管桩，目前设计要求终压力一般为2800～5000kN，这样压桩机必须要有350～550吨的重量，

因而要求场地土层具有较高的承载能力。静压预应力混凝土管桩机一般都是长船面积大于短船面积，因此，通常所说的压桩机着地压强是指短船着地压强，目前市场上的压桩机着地压强一般在100～120kPa 左右，一些厂家为了使压桩机同时达到施压能力高和外形尺寸较小的目的，生产出来的压桩机着地压强高达160kPa，个别甚至高达182kPa。而当施工场地浅表土层的承载力特征值≤100kPa，当这些高着地压强的压桩机按设计能力施工时，就很容易发生陷机现象，陷机常常给工程带来麻烦。

1.1陷机对工程自身的危害

陷机经常使已压基桩遭受损伤，损伤程度与土层分布、桩顶深度及陷机程度有关。陷机时，一种情况是压桩机将桩头平地面的基桩踩断。当压桩机走到已压基桩位置时，由于陷机，桩机重量主要作用到桩头上，而作用力方向往往与桩中心轴成夹角，于是很轻易把基桩踩断。另一种情况是陷机使机下软土层向四周挤逼流动，由此产生的水平推力可将已施工的基桩推斜，严重时可把桩推断，断口一般在地面下3～6m，多数在流塑层底面处断裂。当场地上部流塑土层厚度大于10m且桩端钳固厚度不大时，损伤主要表现为桩的倾斜。调查结果表明：凡桩顶在地面以下2.5 m深度以内的桩都会受到影响，特别是当桩顶深度小于等于1.5 m时，桩被推断的概率高达90%。

1.2 陷机对周边环境的危害

陷机还会引起场地周边混凝土路面开裂和地下管线损坏，其中以供水管最容易受到损坏，当场地边缘埋有供水管时，浅层土体位移变

形带动水管弯曲变形，导致水管接口松动或开裂而漏水，水的浸泡又使浅层土体发生软化，致使陷机更加严重，形成恶性膨胀性循环。当场地边缘有低矮旧民宅时，就会造成墙壁开裂，有的甚至影响使用功能，如房门不能开启、地板隆起损坏等。

1.3 预防陷机措施

在工程勘察阶段，应注重对场地5米浓度以内土层的勘察，只有清楚了解场地浅表土层的分布情况及其承载能力，才能制定出有效的预防措施。当场地浅层土承载力不足时，可以从两方面入手，一是采用大吨位机压小吨位桩的办法，少装配重，降低压桩机着地压强，这在轻微中等陷机场地效果明显，在严重陷机场地亦可减少危害。如果只是局部陷机，也可以用钢板铺垫在长、短船之下，以增大着地面积，减少着地压强。但此法施工速度慢、效率低，场地大面积陷机时不可取。二是进行填土或换土处理，填土厚度原则上依据浅表土层情况而定，也可以通过验算软弱下卧层的方式确定。如果土层承载力与压桩机着地压强接近极限平衡状态，在桩机在同一承台反复行走而陷机，可采用跳压的办法加以解决，若因群桩承台送桩孔洞引发陷机，则及时回填送桩孔洞即可。

2夹裂桩问题

在沉桩过程中夹裂桩的现象时有发生，究其原因，既有桩身强度和桩表面平整度的因素，也有机械方面的原因和施工原因。

2.1桩身因素

我省静压桩多采用预应力管桩，桩身质量要比方桩好得多，但也

可能存在桩身不够圆和竹节状凸起等问题。如碰巧在竹节状凸起处夹桩，桩身受力面积还不到正常受力面积的十分之一，在正常夹持力作用下，就有可能把桩夹裂，甚至产生脆性破坏。

2.2机械因素

在沉桩过程中，机械方面有两种情况会引起夹裂桩。一种情况是夹持板变形导致夹桩时接触面积减少，变形到一定量时，就会夹裂桩，其机理与桩面不平整而夹裂桩的情况相似。当桩面不平整和夹持板变形两个因素共同作用时，夹裂桩的机率就更大。第二种情况是压桩油缸不同步，此时桩身除了受到水平夹持力和竖向压力之外，还受到夹持盘环绕水平轴旋转而施加的扭转力，造成夹持板下方桩身出现横向裂缝。50mm时，桩基本上都会开裂。

2.3施工因素

由于土质原因或操作不当，有时沉桩入土一定深度后仍需要调整桩的垂直度，如果硬扳死调会使桩身受到损伤，其机理与陷机推断桩类似。

3桩尖滑移问题

在静压预应力混凝土管桩施工中，有两种情况会引起桩尖滑移。一是浅层土中有旧基础或块石等硬物，桩位刚好在旧基础或硬物边缘时，沉桩过程中，硬物对桩尖和桩身起托顶限制作用，使桩尖逐渐向硬物边缘外滑移，造成桩位偏移，偏移量有的在允许范围之内，有的超出允许范围。另一种情况是桩尖由软弱土层进入倾斜大于10°的岩状强风化或中风化岩面时，桩尖会沿岩面倾斜方向滑移。桩尖一旦

滑移，基桩下部必然折断，表现为沉桩过程中压力升到一定值后突然大幅度下降，继续沉桩则压力逐渐回升，到相应值又突然下降，如此反复。

要避免第一种滑移现象，应在施工前弄清旧基础和块石的位置，有条件时可先清除影响沉桩的旧基础及块石然后才沉桩，也可用送桩器先行开孔，压烂旧基础或挤开块石再沉桩。遇到第二种滑移情况时，如果岩面坡角小于150可将桩尖改为平板式，都能收到预期的效果。如果岩面坡角≥150且上覆厚度大于10m的流塑土层时，选用静压预应力混凝土管桩应慎重考虑。在这种地质条件下，对于Ф400、Ф500预应力管相力达到1000～1500KN时，桩尖基本上都会产生滑移，并导致下部桩身断裂，有时是在即将终压的瞬间，桩头滑移。对于岩面坡度较大的情况，我们曾在多个场过多种不同的桩尖，包括十字板式、平板式、圆锥式、圆筒式、工字钢桩尖等，都无法解决桩尖滑移问题。遇到这种地质条件，要么改用钻孔桩，要么大幅度降低单桩承载力设计值。

4挤土效应和浮桩问题

当桩位比较密集时，静压桩同样会产生挤土效应和浮桩现象。如某工程采用静压Ф400管桩，桩尖支承于中风化岩面，平均挤土率为2.68%，局部达4%。在压桩施工过程中，用水准仪对相邻已压基桩进行监测，发现这些桩基本上都被抬升，一般上浮5～40mm不等，最大达53mm。浮桩的结果是基桩承载力下降，致使建筑物在施工期间和施工后产生较大的沉降，而且容易产生不均匀沉降。解决办法是采用