预应力管桩质量问题分析与处理方案

预应力管桩质量问题分析与处理方案

作者：陈清鸿

来源：《现代经济信息》2009年第09期

[摘要]预应力管桩以其对地质条件适应性强、承载力高、单位承载力造价低、施工速度快、工期短、监理难度小、检测方便等特点而被广泛运用于基础工程中。本文结合工程实例,对预应力管桩质量问题进行探讨,对该工程桩基质量问题及其进行分析,并提出相应的处理方案。

[关键词]预应力管桩质量原因处理方法

1 工程概况

1.1 阳东县某小高层商住楼工程,设计一层地下室,基础采用预应力混凝土管桩,桩长31m,管桩外径Φ600,内径Φ340。工程地处阳东县东湖地段,拟建场地主要分为四层,即:①层耕填土,黄褐一灰褐色,饱和,可塑;②层粘土,黄褐色,湿,软;可塑;③层淤泥质粉质粘土,灰褐色,饱和,流塑;④层粉细砂,青灰色,稍密。

1.2 桩基施工完成后不足二周便开始进行地下室基坑开挖工作,基坑开挖深度4m,一次性开挖到标高,一天后就出现了静压管桩大面积倾斜情况。对已发生倾斜的管桩进行倾斜角度测量和小应变检测,测量和检测结果如下:有53%的管桩桩身发生向西4°左右的倾斜,小应变判断判定为II类桩;有42%管桩桩身发生西南向的倾斜,倾斜角度实测为6°左右;小应变判定为Ⅲ类桩;有5%的管桩桩身朝西南向发生倾斜,倾斜角度实测为7~9°之间,小应变判断桩身在桩顶下5m°9m 处出现裂缝,并被判定为Ⅲ类桩;

2 管桩出现倾斜的原因分析

2.1 桩身偏位

其产生原因不排除施工人员在施工放线与定桩位时产生偏差,但主要原因是由于:

(1)淤泥质土的流动性过大,施工机械移位易引起土体流动,以至桩身发生位移偏位;

(2)静压管桩属于挤土桩,由于挤土效应,产生了后续施工对先打已经完成的桩产生了一定的影响;

(3)基坑开挖时开挖方案不合理、或者一次开挖深度过大,以至土体局部应力释放而使土体移动引起的。

2.2 地质情况复杂

由于地质条件复杂、勘察难度较大,局部地质情况会出现不均匀性,所以在施工时,常会发生个别桩打不到设计标高的情况,其原因可能是:

(1)桩尖碰到了局部的较厚夹层或其他硬层,造成无法送桩;

(2)中断沉桩时间过长,以至沉桩阻力增加,使桩无法达到设计标高;

(3)施工人员桩头处理较随意,以至桩顶标高失控。

2.3 施工不当引起的桩倾斜、断桩情况

施工不当引起桩倾斜、断桩情况,直接起因就是土方开挖不当,将基坑挖的太深或挖出的土堆在基坑边坡附近,且未及时采取基坑支护措施,以至产生较大的侧向土压力;加上淤泥本身的流动性以及土体中未消散的孔隙水压力乘机向开挖方向释放,加剧了淤泥向开挖方向流动,而管桩对水平力的抵抗能力小,于是随着土体的位移而向开挖方向倾斜,造成大量桩顶位移,以至桩身断裂。

3 管桩倾斜的处理方法

3.1 一般说来管桩发生了倾斜总会与桩身偏位、断桩等情况一起出现。断桩情况,会对桩身承载力、完整性都产生较大的影响,对整个结构的整体受力及安全性危害极大。

3.2 针对管桩出现倾斜质量问题或事故,必须采取有效的措施。

(1)补桩加固,即在检测报废的桩附近增加预应力管桩或钻孔灌注桩以补足设计上的承载力要求;

(2)压密注浆,即通过在管芯中添置钢筋笼后再注入砂石混凝土进行补强;

(3)改变基础底板形式。一般是将原设计底板改为整板基础,此种方法一般用于桩身偏位情况的处理;

(4)设置锚杆静压桩,对于可能会出现不均匀沉降变形的结构,设计上也会在相应轴线设置锚杆静压桩进行调整处理。

4 本工程对倾斜的管桩进行处理

4.1 对倾斜角度大于7°的断桩,采取补桩处理。

4.2 对检测为Ⅲ类桩,倾斜角度在6°以内的管桩作加筋压密注浆处理。具体补强施工方法如下:

(1)清理桩管

(2)安放封底袋

(3)钢筋笼制作

(4)安放注浆管

(5)投料

当钢筋笼和注浆管下到位后,开始向桩孔内进行投料,投料是砂石的混合物,投料过程中易采用漏斗向管桩内投入,这样可以让石子通过漏斗能缓缓进入桩孔内,并轻摇钢筋笼促使石子下沉和密实,直至灌至距离孔口lm左右停止。

(6)封孔

(7)注浆

1)当桩顶封口混凝土达到70%的设计强度后,就可以进行注浆。

2)注浆需要保持一定压力。

3)注浆用的水泥浆,其水泥用量不得少于350kg/ m;注浆材料配合比,水泥不低于425号的普通硅酸盐水泥,砂石的比例为:1:1,水泥浆的水灰比为0.4~0.5。

4)管桩芯内经压浆形成混凝土标号要大于C20。

4.3 对于偏位不大,倾斜角度在3°左右的管桩,经设计院仔细核算、决定把该工程的承台底板扩大,并对西南侧偏位大处底板增大配筋量,以抵抗此处底板的偏心弯矩。

4.4 对附属工程,由于属小型结构,而补桩加固处理方法的费用较高,且补桩后需对补桩部分后续进行桩身完整性和承载力检测,处理所花费的的时间也较长,因而,采取了压密注浆补强方法。

5 处理结果

5.1 56根断桩经桩芯注浆处理后,经低应变检测,除有10根桩为Ⅱ类桩外,其余均为Ⅰ类桩,基本达到了加固效果;同时选取3根桩进行了静载检测,检测报告显示,经加固补强的管桩单桩极限承载力达到设计极限承载力,且变形很小。

5.2 对于桩的偏位问题,设计采取了扩大承台措施,增加上部的刚度和调节变形的能力;加之整体地下室面积大,对该栋工程的变形也有一定的调节能力。

5.3 加强了建筑物的变形观测。从结构施工直到目前已经竣工的工程,根据累计沉降观测报告结果反映,工程最大沉降量为15.5mm、最小沉降为9.6mm,沉降速率为0.017,基本趋于稳定,所以应该说整体加固方案是成功的。

参考文献:

[1] 李智宇.关于预应力管桩检测几个问题的探讨[J].广东土木与建筑,2007,(5).

[2] 王离.静压管桩将成为下世纪初广东应用最多的桩[J].广东土木与建筑,2006,(2).