预应力管桩倾斜、偏位、断桩的预防和处理
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
处 h’=h-0.5 m。 ③ 接桩施工注意事项 a. 在安放钢筋笼前，应认真清洗管桩内壁，去掉粘在管桩内壁上的泥土等杂物。并将 接桩深度范围内的泥水排除干净。 b. 芯桩在裂缝上下各 2 m 的范围内箍筋应加密；在裂缝 2 m 以上纵筋可适当减少。 c. 经接桩处理后的桩应按规范要求抽样做静载荷试验，确认无疑问后方可进行下步施 工。 （3） 补桩法 对于采取上述两种方法无法处理的断桩， 应根据实际情况和设计要求进行补桩， 补桩时 应确保承台中心位置不变，各桩受力均匀。
3 、管桩偏位的原Fra Baidu bibliotek分析、预防和处理
3. 1 管桩偏位的原因分析 （1） 挤土效应引起的桩身整体偏位，“上硬下软”土层条件下，桩间距偏小，施工机 械或顺序不当，加重挤土效应； （2） 测量放线偏差，或基准点由于挤土效应扰动从而引起定位不准； 3. 2 预防措施 （1）采取措施避免挤土效应，同 2.2； （2）施工过程中反复校核桩位，确保桩位准确。 3. 3 偏位处理 一般原设计地梁仅仅为拉结作用，现把地梁修改为受力地梁，地梁高度同承台高度，地 梁宽度大大增加，增大地梁的配筋量，这样通过地梁大大地加强了基础的整体刚度，起到一 定的调节作用，如图 1。
2 、管桩倾斜的原因分析、预防和处理
2. 1 管桩倾斜的原因分析 （1） 预应力混凝土管桩属挤土型桩，在施打大面积密集群桩时，往往造成先打入的桩 挤土产生倾斜，管桩施工速度太快时会加剧挤土效应； （2） 施工顺序不当导致应力扩散不均匀，随着施工数量的增加，挤土效应越加明显； （3） 基坑开挖方法不当，一次性开挖深度太深，使桩的一侧承受土压力较大，桩身发 生弯曲变形； （4） 为确保桩机行走，上部填土形成硬壳，随着沉桩施工产生的挤土效应致使上部硬 壳向已施工方向移动； （5） 沉桩过程中地下遇到大块坚硬物体，把桩挤向一侧； （6） 施工过程中桩身不垂直。 2. 2 预防措施 （1） 施工过程中应根据地层情况、基础形式、布桩情况等选择合理的施工机械，并限 制打桩速率， 并优化打桩的施工方向和顺序路线， 一般宜自桩群中间向两个方向或四周对称 施工，当一侧毗邻建筑物时，可从毗邻建筑物处开始沉桩。 （2） 在打桩或挖土施工前，如果地表土层较软，或地表土层虽然较硬，但厚度相对较 薄时， 应在机械行走的位置填一定厚度的碎石或路基板， 减小机械对场地表面土体的挤压作 用。 （3） 合理选择基槽支护与开挖施工方法。施工应坚持先支护后挖土的原则。深基坑一 定要分层开挖，软土每层挖土的厚度不应超过 1.5 m，层与层之间留出一定宽度的工作面， 并根据土质情况合理放坡，严防土体滑动。深基坑在接近坑底时应采取接力开挖，前边（接 近坑底层土）用小挖机，后边用大挖机，这样可减小挖土机械对桩顶土层的挤压作用。 （4） 预钻孔沉桩，孔径应比桩径小 50 mm～100 mm，深度可根据桩距和土的密实度、 渗透性确定，一般孔深宜为桩长的 1/3～1/2，施工时随钻随打。 （5） 饱和土地基中设置袋装砂井或塑料排水板，以消除部分超孔隙水压力，减少挤土 现象。袋装砂井或塑料排水板间距 1.0 m～1.5 m，深度 10 m～12 m。 （6） 设置地面防挤沟，沟宽 0.5 m～0.8m，深度视土质情况而定，过浅则起不到隔离
d h s P
h
式中 :
公式 1
P ds
P—单桩承载力特征值； d—管桩空心直径(芯桩直径)； h—芯桩锚固深度；
公式 2
s—芯桩与管桩空心壁摩擦力系数。根据管桩内壁粗糙程度可选定 0.6～0.95。 ②芯桩配筋和混凝土强度计算。 根据钢凝土柱轴心受压公式可以确定出芯桩的配筋土强度值 :
加密钻孔，容易误导设计和施工，造成实际单桩负荷不均，或在陡坡处滑移，严重者倾斜断 裂。尤其在“上软下硬，软硬突变”的地质条件下打桩，管桩很快穿越软土覆盖层遭遇硬土 层，贯入度突然变小，桩身反弹剧烈，桩身容易断裂； （2） 管桩质量有缺陷，在外观检查时未发现，但沉桩过程中或发生挤土效应后发生断 桩； （3） 管桩选型不当，当地基土上部软土层较厚时，选择薄壁型管桩或一般 A 型管桩 极易出现倾斜断桩； （4） 沉桩施工方法不当，地表土层较软，施工时未采取相应技术措施，桩机行走部分 的支腿直接站压在桩顶或桩顶软土层上， 形成对地表土层的强大挤压作用， 当地基土上部有 较厚的软土层或地表面较薄的硬土层下有较厚的软土层时，可将管桩推挤倾斜，导致断桩； （5） 接桩时焊接质量未达到规范要求或现场施工要求，受挤土效应后产生断桩； （6） 基坑开挖或挤土效应。 4. 2 预防措施 （1） 掌握详细的地质勘察资料，根据地层条件选择施工合理的施工机械、施工方法和 顺序。 （2） 使用合格管桩，其混凝土强度等级、预应力张拉值、几何尺寸偏差、不允许的外 观缺陷、 钢端板、 钢桩尖等都必须符合有关规定。 对质量有怀疑的管桩， 应禁止在现场使用。 （3） 设计者应合理地选择桩型、桩的长径比及沉桩方式，摩擦型桩的长径比不宜大于 100；端承型桩必须穿过一定厚度较硬土层时，其长径比不宜大于 80 。同一结构单元不宜选 择不同类型的桩，也不宜采用不同的沉桩方式。PC 型和 PHC 型预应力混凝土管桩可采用锤 击或静压力法沉桩，PTC 型预应力混凝土管桩宜采用静压法沉桩。用静压法沉桩时桩架配 重不宜小于单桩竖向极限承载力的 0.75 倍。用锤击法沉桩时，锤重应根据预应力混凝土管 桩的外径和持力层土质及深度来选定。 （4） 采取有效措施防止挤土效应，同 2.2。 4. 3 断桩处理 （1） 人工挖孔接桩法 如果断桩处距桩顶在 1～2m 时可将上部断桩移走（还应根据地下水位的情况决定）， 然后用直径大于桩外径 100mm 的模板套（或人工挖孔护壁）从断口以下 200mm 处开始向 上接长；大于 1m 小于 2m 也可用内径比桩外径大 100mm 的混凝土管，采用沉井的方法沉 至断口以下 200mm 处， 管桩孔中用碎石充填， 填至断口以下 1～2m 处， 浇捣 200mm 厚 C20 混凝土垫层，然后在上部按接桩要求配置钢筋笼，用比承台或基础梁提高一级，且不低于的 混凝土灌实，伸人承台或基础梁，如下图 2。
图2
人工挖孔接桩
图3
常用接桩方法
（2） 钢筋笼接桩法 当断桩 （裂缝）位置距离桩顶较远，或采用人工挖孔无法接桩时，可采用钢筋笼接桩法。 接桩前将管桩中间空心部分清理干净，把绑扎好且焊有托板的钢筋笼放入桩管空心内， 浇筑 混凝土，使其形成芯桩，接桩处理后，裂缝处原桩不承力，只有芯桩承力，桩的承载力由芯 桩传递裂缝下部的管桩。采取此办法接桩，需要确定如下两个数据 :①接桩时芯桩在裂缝以 下锚入裂缝下管桩内的深度，即锚固长度；②芯桩混凝土强度等级、配筋量。 ①锚固长度 h 的计算 h 值的计算可采用如下公式计算 :
预应力管桩倾斜、偏位、断桩的预防和处理
1、前言
预应力管桩基础由于其施工工期短、工程造价相对较低、单桩承载力大、施工质量容易 保证等诸多优势， 在建筑工程领域得到广泛应用。 但在软弱地基中， 打桩过程中的挤土效应、 施工过程中的端头板焊接不良、 重型施工机械的行走碾压、 基坑边坡失稳和挖土不当等原因， 使桩出现倾斜，甚至偏位以及断桩情况。此类质量问题轻则延误工期、增加工程造价，重则 会引起重大质量事故。因此，分析研究预应力管桩施工质量问题产生的原因及处理方法，具 有重要的工程意义。
防挤的作用，为防止沟中边坡坍塌，可回填松散状的砂石。 2. 3 纠偏处理 （1） 较浅的（一般 2～3 m ）可以将桩倾斜反向土方挖除后扶正。 （2） 较深的可以用钻孔取土、高压水冲取土等方式将桩倾斜反向一侧土取出后扶正。 （3） 在取土前，应在桩倾斜的反向打好地锚，用细钢丝绳、手动葫芦将桩与地锚连接 起来，取土深度需超过桩倾斜深度 0.5～1 m，轻轻拉动手动葫芦，边拉边对桩进行测量，不 可过拉。倾斜量大的桩，应分几次拉直，当拉力过大时，应进行取土后再拉动手动葫芦。桩 扶直后，桩周产生的空隙用砂或碎石填实。 （4） 对纠偏扶正的桩进行检测，看其是否在纠偏施工中发生异常情况，如无异常可进 行下步施工。 （5） 对于偏斜过大且无法扶正的桩，应进行补桩。
图1
地梁及承台调整图
如果桩偏位多在 500 ～600 以上桩基中心完全远离了柱中心，应进行补桩。为解决补桩 后的承台偏心问题，在承台桩偏位的另一侧补上一根或二根桩以弥补重心问题。 经过这样处 理，偏位桩集中及偏位大的承台大部分力由新补的桩来承担。
4 、断桩的原因分析、预防和处理
4. 1 断桩的原因分析 （1） 工程勘察在持力层层面高差太大，并有明显陡坡的情况下，未按规范要求进一步
N 0.9 ( f c A f y' As' )
式中 : N=2P A—芯桩截面积；
公式 3
f c —芯桩混凝土轴心抗压强度设计值；
f y' f y'
—芯桩纵向钢筋抗压强度设计值； —芯桩全部纵向钢筋的截面面积；
φ<—芯桩的稳定系数，可根据 l0=h’，l0/d 值查《混凝土结构设计规范》选取。此
5 、总 结
管桩倾斜、偏位和断桩的产生因素是多样而复杂的，在沉桩施工前及土方开挖时，应对 地质条件、设计图纸进行认真分析，正确选择管桩的桩型、施工机械和施工方法，尽量避免 管桩倾斜、偏位和断桩的发生。因此，在施工前不但要有针对性地编制施工方案、基坑挖土 方案以及基础（底板）施工方案，还应向工人做好技术交底。一旦管桩出现倾斜和裂缝的现 象，要经过细致的检测，科学的分析，然后采取相应的措施进行处理，在保证工程基础结构 安全的情况下，尽量节约投资。综上，采取因地制宜的预防措施是第一位的，出现问题后还 应根据问题发生的原因进行有针对性的处理。
3 、管桩偏位的原Fra Baidu bibliotek分析、预防和处理
3. 1 管桩偏位的原因分析 （1） 挤土效应引起的桩身整体偏位，“上硬下软”土层条件下，桩间距偏小，施工机 械或顺序不当，加重挤土效应； （2） 测量放线偏差，或基准点由于挤土效应扰动从而引起定位不准； 3. 2 预防措施 （1）采取措施避免挤土效应，同 2.2； （2）施工过程中反复校核桩位，确保桩位准确。 3. 3 偏位处理 一般原设计地梁仅仅为拉结作用，现把地梁修改为受力地梁，地梁高度同承台高度，地 梁宽度大大增加，增大地梁的配筋量，这样通过地梁大大地加强了基础的整体刚度，起到一 定的调节作用，如图 1。
2 、管桩倾斜的原因分析、预防和处理
2. 1 管桩倾斜的原因分析 （1） 预应力混凝土管桩属挤土型桩，在施打大面积密集群桩时，往往造成先打入的桩 挤土产生倾斜，管桩施工速度太快时会加剧挤土效应； （2） 施工顺序不当导致应力扩散不均匀，随着施工数量的增加，挤土效应越加明显； （3） 基坑开挖方法不当，一次性开挖深度太深，使桩的一侧承受土压力较大，桩身发 生弯曲变形； （4） 为确保桩机行走，上部填土形成硬壳，随着沉桩施工产生的挤土效应致使上部硬 壳向已施工方向移动； （5） 沉桩过程中地下遇到大块坚硬物体，把桩挤向一侧； （6） 施工过程中桩身不垂直。 2. 2 预防措施 （1） 施工过程中应根据地层情况、基础形式、布桩情况等选择合理的施工机械，并限 制打桩速率， 并优化打桩的施工方向和顺序路线， 一般宜自桩群中间向两个方向或四周对称 施工，当一侧毗邻建筑物时，可从毗邻建筑物处开始沉桩。 （2） 在打桩或挖土施工前，如果地表土层较软，或地表土层虽然较硬，但厚度相对较 薄时， 应在机械行走的位置填一定厚度的碎石或路基板， 减小机械对场地表面土体的挤压作 用。 （3） 合理选择基槽支护与开挖施工方法。施工应坚持先支护后挖土的原则。深基坑一 定要分层开挖，软土每层挖土的厚度不应超过 1.5 m，层与层之间留出一定宽度的工作面， 并根据土质情况合理放坡，严防土体滑动。深基坑在接近坑底时应采取接力开挖，前边（接 近坑底层土）用小挖机，后边用大挖机，这样可减小挖土机械对桩顶土层的挤压作用。 （4） 预钻孔沉桩，孔径应比桩径小 50 mm～100 mm，深度可根据桩距和土的密实度、 渗透性确定，一般孔深宜为桩长的 1/3～1/2，施工时随钻随打。 （5） 饱和土地基中设置袋装砂井或塑料排水板，以消除部分超孔隙水压力，减少挤土 现象。袋装砂井或塑料排水板间距 1.0 m～1.5 m，深度 10 m～12 m。 （6） 设置地面防挤沟，沟宽 0.5 m～0.8m，深度视土质情况而定，过浅则起不到隔离
d h s P
h
式中 :
公式 1
P ds
P—单桩承载力特征值； d—管桩空心直径(芯桩直径)； h—芯桩锚固深度；
公式 2
s—芯桩与管桩空心壁摩擦力系数。根据管桩内壁粗糙程度可选定 0.6～0.95。 ②芯桩配筋和混凝土强度计算。 根据钢凝土柱轴心受压公式可以确定出芯桩的配筋土强度值 :
加密钻孔，容易误导设计和施工，造成实际单桩负荷不均，或在陡坡处滑移，严重者倾斜断 裂。尤其在“上软下硬，软硬突变”的地质条件下打桩，管桩很快穿越软土覆盖层遭遇硬土 层，贯入度突然变小，桩身反弹剧烈，桩身容易断裂； （2） 管桩质量有缺陷，在外观检查时未发现，但沉桩过程中或发生挤土效应后发生断 桩； （3） 管桩选型不当，当地基土上部软土层较厚时，选择薄壁型管桩或一般 A 型管桩 极易出现倾斜断桩； （4） 沉桩施工方法不当，地表土层较软，施工时未采取相应技术措施，桩机行走部分 的支腿直接站压在桩顶或桩顶软土层上， 形成对地表土层的强大挤压作用， 当地基土上部有 较厚的软土层或地表面较薄的硬土层下有较厚的软土层时，可将管桩推挤倾斜，导致断桩； （5） 接桩时焊接质量未达到规范要求或现场施工要求，受挤土效应后产生断桩； （6） 基坑开挖或挤土效应。 4. 2 预防措施 （1） 掌握详细的地质勘察资料，根据地层条件选择施工合理的施工机械、施工方法和 顺序。 （2） 使用合格管桩，其混凝土强度等级、预应力张拉值、几何尺寸偏差、不允许的外 观缺陷、 钢端板、 钢桩尖等都必须符合有关规定。 对质量有怀疑的管桩， 应禁止在现场使用。 （3） 设计者应合理地选择桩型、桩的长径比及沉桩方式，摩擦型桩的长径比不宜大于 100；端承型桩必须穿过一定厚度较硬土层时，其长径比不宜大于 80 。同一结构单元不宜选 择不同类型的桩，也不宜采用不同的沉桩方式。PC 型和 PHC 型预应力混凝土管桩可采用锤 击或静压力法沉桩，PTC 型预应力混凝土管桩宜采用静压法沉桩。用静压法沉桩时桩架配 重不宜小于单桩竖向极限承载力的 0.75 倍。用锤击法沉桩时，锤重应根据预应力混凝土管 桩的外径和持力层土质及深度来选定。 （4） 采取有效措施防止挤土效应，同 2.2。 4. 3 断桩处理 （1） 人工挖孔接桩法 如果断桩处距桩顶在 1～2m 时可将上部断桩移走（还应根据地下水位的情况决定）， 然后用直径大于桩外径 100mm 的模板套（或人工挖孔护壁）从断口以下 200mm 处开始向 上接长；大于 1m 小于 2m 也可用内径比桩外径大 100mm 的混凝土管，采用沉井的方法沉 至断口以下 200mm 处， 管桩孔中用碎石充填， 填至断口以下 1～2m 处， 浇捣 200mm 厚 C20 混凝土垫层，然后在上部按接桩要求配置钢筋笼，用比承台或基础梁提高一级，且不低于的 混凝土灌实，伸人承台或基础梁，如下图 2。
图2
人工挖孔接桩
图3
常用接桩方法
（2） 钢筋笼接桩法 当断桩 （裂缝）位置距离桩顶较远，或采用人工挖孔无法接桩时，可采用钢筋笼接桩法。 接桩前将管桩中间空心部分清理干净，把绑扎好且焊有托板的钢筋笼放入桩管空心内， 浇筑 混凝土，使其形成芯桩，接桩处理后，裂缝处原桩不承力，只有芯桩承力，桩的承载力由芯 桩传递裂缝下部的管桩。采取此办法接桩，需要确定如下两个数据 :①接桩时芯桩在裂缝以 下锚入裂缝下管桩内的深度，即锚固长度；②芯桩混凝土强度等级、配筋量。 ①锚固长度 h 的计算 h 值的计算可采用如下公式计算 :
预应力管桩倾斜、偏位、断桩的预防和处理
1、前言
预应力管桩基础由于其施工工期短、工程造价相对较低、单桩承载力大、施工质量容易 保证等诸多优势， 在建筑工程领域得到广泛应用。 但在软弱地基中， 打桩过程中的挤土效应、 施工过程中的端头板焊接不良、 重型施工机械的行走碾压、 基坑边坡失稳和挖土不当等原因， 使桩出现倾斜，甚至偏位以及断桩情况。此类质量问题轻则延误工期、增加工程造价，重则 会引起重大质量事故。因此，分析研究预应力管桩施工质量问题产生的原因及处理方法，具 有重要的工程意义。
防挤的作用，为防止沟中边坡坍塌，可回填松散状的砂石。 2. 3 纠偏处理 （1） 较浅的（一般 2～3 m ）可以将桩倾斜反向土方挖除后扶正。 （2） 较深的可以用钻孔取土、高压水冲取土等方式将桩倾斜反向一侧土取出后扶正。 （3） 在取土前，应在桩倾斜的反向打好地锚，用细钢丝绳、手动葫芦将桩与地锚连接 起来，取土深度需超过桩倾斜深度 0.5～1 m，轻轻拉动手动葫芦，边拉边对桩进行测量，不 可过拉。倾斜量大的桩，应分几次拉直，当拉力过大时，应进行取土后再拉动手动葫芦。桩 扶直后，桩周产生的空隙用砂或碎石填实。 （4） 对纠偏扶正的桩进行检测，看其是否在纠偏施工中发生异常情况，如无异常可进 行下步施工。 （5） 对于偏斜过大且无法扶正的桩，应进行补桩。
图1
地梁及承台调整图
如果桩偏位多在 500 ～600 以上桩基中心完全远离了柱中心，应进行补桩。为解决补桩 后的承台偏心问题，在承台桩偏位的另一侧补上一根或二根桩以弥补重心问题。 经过这样处 理，偏位桩集中及偏位大的承台大部分力由新补的桩来承担。
4 、断桩的原因分析、预防和处理
4. 1 断桩的原因分析 （1） 工程勘察在持力层层面高差太大，并有明显陡坡的情况下，未按规范要求进一步
N 0.9 ( f c A f y' As' )
式中 : N=2P A—芯桩截面积；
公式 3
f c —芯桩混凝土轴心抗压强度设计值；
f y' f y'
—芯桩纵向钢筋抗压强度设计值； —芯桩全部纵向钢筋的截面面积；
φ<—芯桩的稳定系数，可根据 l0=h’，l0/d 值查《混凝土结构设计规范》选取。此
5 、总 结
管桩倾斜、偏位和断桩的产生因素是多样而复杂的，在沉桩施工前及土方开挖时，应对 地质条件、设计图纸进行认真分析，正确选择管桩的桩型、施工机械和施工方法，尽量避免 管桩倾斜、偏位和断桩的发生。因此，在施工前不但要有针对性地编制施工方案、基坑挖土 方案以及基础（底板）施工方案，还应向工人做好技术交底。一旦管桩出现倾斜和裂缝的现 象，要经过细致的检测，科学的分析，然后采取相应的措施进行处理，在保证工程基础结构 安全的情况下，尽量节约投资。综上，采取因地制宜的预防措施是第一位的，出现问题后还 应根据问题发生的原因进行有针对性的处理。