预应力管桩基础在高层建筑中的应用常见问题及处理.doc

预应力管桩基础在高层建筑中的应用常见问题及处理【摘要】本文主要就高层建筑中预应力管桩基础得应用常出现的问题：挤土、浮桩、沉桩、断桩、滥用预应力管桩进行了概述，并就其处理措施进行了简要的论述，希望能对高层建筑中预应力管桩基础的施工起到一定的作用。【关键词】预应力管桩；基础；挤土；达标；破损基础是建筑物的根本，其施工质量直接关系着建筑物的安全。预应力管桩基础，因具有单桩承载力高，设计范围广；在同一建筑物基础中可使用不同直径的管桩，可充分发挥每根桩的承载能力；成桩质量可靠，穿透力强，造价低廉等优点得到广泛应用于高层建筑的基础处理。但预应力管桩在有着很多积极影响的同时也产生了一些问题，怎样处理这些问题，使预应力桩的使用效果更加良好、进而使得工艺的安全性得到保障，并节约投入，提升效果是一个非常重要的课题。一、预应力管桩基础在高层建筑应用中常见的问题（一）挤土效应预应力管桩的植入过程要小心土壤的变化产生的影响。种植管桩的时候土壤被挤开。而且下落过程对于土地本身是一种振动变化，这部分地区会有不稳定的因素存在。土体遭到严重的扰动后会发生径向位移，离管桩一定范围内的土体受到不排水剪切和很大的水平挤压力，经过这些外部干扰后，土体会形成具有很强的孔隙水压力的扰动重塑区。重塑区土体的不排水抗剪能力大大的削弱了，而且直接促使周围的土体会因不排水剪切而被破坏。随着管桩数量的不断增加，会使已经打入土体的管桩和相邻靠近的管桩产生较大的侧向位移和上浮，土体的和管桩的位移与管桩的数量成正比，用的管桩越多产生的位移就越大，加剧了挤土效应。（二）浮桩浮桩只是管桩挤土效应的另外一种表现形式，但是浮桩问题表现得并不明显，往往是压桩工程结束之后在做静载检测时才发现这一问题。这个时候可能整个压桩工程已经结束，要再次进行压桩就会处于非常被动的地位，而且再次压桩施工时的难度和施工资金都会增加。（三）沉桩不富恶化标准和断桩沉桩不达标的原因是多种多样的，主要为以下几点：操作前对于客观环境的了解不够，地下土层的深度和质地不确定，以及周围地质变动状况，进而拿不准持力层和桩体规格。持力层的选择不对，达不到所要求的承载状况，严重的时候地下水可以侵蚀管桩或进到管体里面，加重管桩负担，下沉等。规格差异可能会引发压桩向下的力与桩体实际能够承受的力不一样，前者过大则管桩会折断。前者过小则无法完成压桩作业。断桩是管桩作业中一项最常见最普遍的现象。有两个原因可以造成断桩。一个是材质不合格，没有经过严格的选择即投入使用，第二个是角度有问题，不是竖直向下，偏离了主要方向。（四）滥用预应力管桩预应力管桩虽然在工程中得到了广泛的应用，但是这并不代表着预应力管桩适用于任何的施工场地，预应力管桩的持力层可以选择是强风化岩层、坚硬的黏土层或砂层和碎石层，但是预应力管桩不能打入中风化和弱风化岩层。某工地在进行地基施工时，打桩50根，但是其中有断桩11根，管桩破损率超过了20。相关单位在分析事故时初步判断有管桩质量问题、压桩过程问题和地质问题等三个问题，但是在随后具体的事故分析中排除了前面2种事故原因，一致认为管桩破损率高是由于地质问题所造成。之后的地质勘探结果显示，在该施工场地中，岩基是属于中至微风化岩，坚硬的地基导致了管桩的破损断裂。由于地质勘察报告中难以查明，又未能特别强调浅层障碍物及局部的土层分布深度和性质，导致沉桩时遇到浅部(34m)的老基础、大孤石，较深部(2om左右)的硬塑老粘土和非常密实砂层、砂砾石层等情况而无法沉桩施工。二、预应力管桩基础弊端的处理措施（一）挤土效应a、设防挤沟：防挤沟应在邻近周边建筑物或道路处没置，以减少压桩引起表层上的水平位移。b、应力释放孔：应力释放孔设计考虑周围建筑物及道路、管线等分布远近、对变形及沉降敏感性和场地内各高层建筑物工程桩的布置密度等影响因素，布置应力释放孔。应力释放孔应填充中粗砂至地面，利用砂性土的强透水性，及时消散管桩施工过程中产生的超孔隙水压力。c、预钻孔辅助沉桩：采用先钻孔取土，再静力压桩。具体做法是：选1根比桩径稍细的钢管，并将抱箍千斤顶的夹具改造成网弧形，以夹持钢管。在钢管上每隔30cm水平焊1根钢筋防止下压时打滑。施工时用圆弧形的夹具象压桩一样将开口钢管压下，下压的深度视土的坚硬程度(反映为压桩力的大小)而定。然后拔出，在地面上敲打钢管倒出管内的积土，再下压、上拔，如此反复，使妨碍沉桩的坚硬土层变薄，再行压桩。此时桩会被顺利压下。d、压桩顺序：在软土地区打较密集的桩时，为了避免或减轻打桩时由于土体的挤压而发生移动，除了应遵循自中间向两个方向对称或向四周、由一侧向单一方向的打桩顺序外，还应先根据地质资料，粗略判断桩的深浅，宜先深后浅，对不同规格的桩则宜先大后小。以使土层挤密均匀，避免发生较大的位移和偏斜。e、合理安排压桩进度：在软弱土地基中。沉桩施工速度过陕，不但显著增加超静孔隙水压力值，还使邻近土体因剪切而破坏，增加地基土体变位值，而且扩大了超静孔隙水压力和地基变位的范围，因此沉桩速度要合理。（二）浮桩问题处理在压桩施工还没有结束前就选择具有代表性的管桩进行测量和监控，在压桩施工结束之后就要立即使用水准仪器对管桩进行测量记录，在整个压桩施工过程中要对管桩进行定期的测量监控，及时发现管桩的上浮现象。如果在测量和监控过程中发现管桩有上浮现象，则可以采取控制压桩的速率、调节压桩的路线等补救措施，通过减少挤土效应来控制管桩的上浮现象。如果在采取上列措施后还没有解决管桩上浮问题，则好可以进行管桩复压的方法来进行处理。（三）沉桩不达标和断桩的处理压桩不合格会造成的后果就是总承重能力不合格，可能会无法正常分担其他桩体所承受的重量，无疑对大体工作的质量造成损害，所以说要及时避免压桩错误的情况发生，一般来说打桩的第一个工作不是下压，而是对于下压地表情况进行检查。确定打桩的地点和最佳持力层。对于桩机的选择也要到位，不是选最好而是选最合适，最合适地质条件和桩体的大小，下压过程要注意连续，按次序，保证每一个压桩顺利达到标准。保证单个个体质量。断桩一般出现在下压过程中间，遇到坚硬异物产生的，一般断桩就不能修理或不再利用了。但这不是绝对，这要求操作人员有自己的一套施工思路，较灵活地进行一些补救方法，深度较低的桩允许接桩现象的存在，深度较高者采取下列步骤。第一，管桩中存有的水分要使其消失；第二，将钢筋笼插入内部；第三采用砼材料浇入其中。这也是接桩的一种行为，接后的桩体与平时所用的桩体硬度可能会不一样，所以要做测试来确定，不过关者重新插桩。（四）合理的利用预应力管桩地质情况的检查要充分透彻，质地不同的土质对管桩的阻碍和容纳程度是差异很大的。所以在检查完成后才能进一步选择使用什么样的管桩来应对土层。勘测点应该设置多个，而且抽查性的分散开来，能够保证最后的数据是一个较有代表性的数字，而不是特殊情况。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，孔径约比桩径小50100mm，深度为桩长的1312，施工时应随钻随压，或采用间隔沉桩法，并在施工过程中严禁形成封闭桩。沉桩过程中遇到地下障碍物，且桩已入土较深，桩无法拔出时，可采用小型钻机将钻具放入管桩中间的空洞中钻孔，