静压预应力管桩施工易出现的问题和对策

静压预应力管桩施工易出现的问题和对策

【摘 要】静压预应力管桩施工中经常会出现斜桩，土体变位等事故，文章拟基于此探讨诸多易出现的问题和对策，以期能够对于相关施工的事故预防起到参考作用。

【关键词】事故预防；桩基础；施工方法

1.静压预应力管桩施工中斜桩的原因及其对策

１．１原因分析

桩机选择不符合设计和场地要求，自重加配重总重过大时，如果桩机基础坚硬不平整，那么在沉桩过程中，桩机就很容易产生倾斜，造成桩身偏移；桩布置过多过密，沉桩时发生挤土效应；施工中桩身垂直度不够，桩身、桩帽不在同一垂直线上；接桩时桩身、桩帽不同心；施工顺序不当，导致应力扩散不均匀，导致桩身滑移；沉桩过程中遇到大块坚硬物，把桩挤向一侧；桩机年久失修，如液压系统故障导致桩机支撑不稳；桩身单侧基坑一次性开挖深度过大，使桩的一侧承受很大的土压力，导致桩身弯曲倾斜，严重者会引起大面积群桩倾斜。

1.2解决方法

（1）合理选择桩机，通常情况下桩机的压桩力应不小于单桩竖向极限承载力标准值的1.2倍；桩机基础场地要平整坚硬，使其达到静压桩施工要求，确保桩机在打桩过程中不产生不均匀沉降。（2）合理布置桩位，桩与桩的中心距不小于3倍桩径。（3）严格控制桩身垂直度，第一节桩的垂直度偏差不得超过桩长的0.5％，沉桩时宜设置经纬仪在两个方向上进行校准，以保证桩帽、桩身及送桩杆在同一直线上。（4）尽量减少接桩，接桩宜在桩尖进入硬土层后进行，且预制管桩接头不宜超过3个。接桩处上、下段桩体的中心线偏差不宜大于2mm，节点弯曲矢高不得大于桩段的0.1%。（5）合理制定桩机施工路线，桩基施工后的孔洞应及时回填，局部采取应力释放孔，施工过程中要加强对垂直度的控制。（6）当遇到大块坚硬物时，为防止爆桩应及时排除障碍物然后再进行沉桩；施工时若发现桩身不垂直应及时校正，桩进入一定深度后，不宜采用移动机架进行校正，以免发生断桩。（7）静压桩桩机在进入施工现场前要注意对机械设备进行维修保养，确保设备完好；（8）桩基施工后应在停歇期后再进行基坑开挖施工，开挖前必须采取围护措施，开挖时应分层均匀进行，防止土体压力造成桩身弯曲倾斜。

2.静压预应力管桩施工中土体变位影响

2.1原因分析

静压法施工预应力管桩属于挤土类型，软土地基中，桩入土时将挤开相应体积的土体，使桩四周的土体结构受到扰动，改变了土体的应力状态，产生挤土效

应，多表现为地基土体向上隆起和侧向水平位移，并使地基土体中产生很高的超静孔隙水压力。另外，桩机施工过程中焊接时间过长；桩端停歇在硬夹层；施工方法与施工顺序不当，压桩速率太快、布桩过多过密，也会加剧挤土效应。

2.2解决方法

（1）压桩施工前应先清理表层杂填土，这样可增加管桩中土塞的高度，减少挤土效应。同时适当控制布桩密度，对桩距较密部分的管桩可采用预钻孔沉桩方法或间隔跳打法，预钻孔的孔径约比桩径小50~100mm，深度宜为桩长的1/3~1/2，施工时应随钻随打，采用间隔跳打施工时严禁形成封闭桩。（2）制定科学合理的施工顺序并适当控制沉桩速度。当布桩较密集时，若在距建筑物较远的开阔场地施工时宜从中间向四周进行排打，若在两端距建筑物较远的狭长场地施工时宜从中间向两端进行排打，当一侧靠近建筑物时宜从相邻建筑物的一侧开始，由近向远进行排打；对于桩数多于30根的群桩基础，应从中心位置向外排打；对需要做围护结构的基坑中的静压管桩，宜先压桩后再做基坑的围护结构，这样既可以避免在基坑的压桩过程中因土体扩散而挤坏四周的围护结构，又可以避免管桩上浮造成单桩承载力下降；同时在施工中要注意控制沉桩速度，以不超过每小时60m为宜。（3）采用预钻孔辅助沉桩法来减少桩的排土量，减小沉桩时对地基土体的挤土压力从而降低超静孔隙水压力，但要控制数量以避免群桩承载力低于设计要求。（4）开挖排土沟或设置应力释放孔，可以有效降低土体挤土压力。（5）要制定合理的桩长组合，避免施工过程中停歇时间过长造成沉桩困难。同时，应避免在硬土层中焊接桩体。施工前要充分了解土层分布情况，以确定合理的桩体组合长度，避免因接头处于土层分界处而当土层活动时对桩身造成破坏。

3.沉桩时遇到坚硬障碍物无法继续沉桩

3.1原因分析

地下障碍物在作地质勘查时不可能完全予以探明，如果在沉桩施工中遇到老基础或者局部沙砾层等情况时就可能造成无法施工。

3.2解决方法

（1）首先应安排进行探桩施工以探明地下情况，做到提前处理。对浅层障碍物可采用机械移除，无法移除时可采用钻机将障碍物钻穿，然后在孔内插桩后沉桩。（2）当桩已入土较深且无法拔出时，可采用小型钻机将钻具放入管桩中间的空洞中钻孔，将障碍物钻穿后继续沉桩，严禁移动桩架等强行回扳。

4.静压预应力管桩施工中桩体裂损原因及其对策

4.1原因分析

（1）桩机夹钳与管桩不匹配，桩体在夹持处被夹持破坏。（2）施工过程中

由于桩机施工压力值超高或桩端、送桩杆不平整导致桩端应力集中，造成桩头爆裂。（3）桩身材料质量不过关，桩体有效预应力损失过大或桩身强度偏低，造成压桩时出现环向裂纹；桩身不圆，形成椭圆桩，导致应力集中在夹钳夹持部位，致使该处产生纵裂、环裂或破坏。（4）压桩施工过程中桩机强行移动机架进行校正桩位、桩身垂直度，导致桩身断裂。

4.2解决方法

（1）施工前认真检查桩机夹钳规格是否适合桩体尺寸。（2）控制好压桩终止条件，对纯摩擦桩，终止条件宜以设计桩长为控制条件；对长度大于21 m的端承摩擦桩，宜以设计桩长控制为主，终压力值作对照；对长14~21 m静压桩，应以终压力达满载值为控制条件，开挖后采用截桩处理；选用桩机合理有效的施工方法，控制桩身的垂直度，避免斜桩的发生。（3）施工过程中应加强对桩身原材料的检查验收。

5.静压预应力管桩施工中桩身上浮原因及其对策

5.1原因分析

施工过程中由于受土体变位影响可能引起局部桩身抬高，尤其是短时间内大量桩体挤入含水饱和的砂土中，砂土中的水无处排泄，形成巨大的超静空隙水压力，造成桩顶上浮。

5.2防治方法

（1）在管桩施工前，先打入塑料排水板桩，或袋装砂井，数量为管桩的一半其长度应穿入潜水含水层中。（2）合理安排施工顺序，先靠近建筑物后空阔地，先大桩径后小桩径。桩密集时，先里后外，先长桩后短桩。（3）桩基完成后应对桩身进行复压1~2次，必要时可多次。同时，桩基完成以后应在嵌固期后才能进行土方施工，嵌固期根据土质有不同要求，一般7～21 d。

6.结语

预应力管桩特别是采用静压法施工的桩,其应用已十分普遍,但在设计和施工中仍存在不少问题,有待工程技术人员进一步探讨解决。由于静压预应力管桩应用过程的质量控制是一个系统工程,因此必须通过生产、设计、施工和检测验收等各环节加强质量管理,才能有效克服上述问题。

【参考文献】

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［２］祁义钟.静力压预应力管桩在施工中的质量控制解析[J].科技风,2010,(01).

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