(职称论文)浅析静压桩施工出现浮桩的防范及处理措施.doc

昆明建设咨询监理有限公司：陆荣凯职称论文浅析静压桩施工出现浮桩的防范及处理措施陆荣凯（昆明建设咨询监理有限公司 云南昆明 650041）摘要：本文根据作者在桩基础工程施工监理的经验，对造成静压桩的浮桩的原因进行了分析和总结，从理论上提出一些预防意见和相应的处理措施。关键词：静压桩；浮桩；防范措施；处理措施随着现代建筑业的飞速发展和科学技术的进步，桩基础的施工方法与施工机械有了长足的发展。其中的静压预应力管桩经过多年的应用和发展，现已得到普遍应用。静压法沉桩是通过静力压桩机的压桩机构，以压桩机和桩机自重和桩机上的配重作反力而将预制桩分节压入地基土层中成桩。静压桩施工具有压力大、自动化程度高、移动方便、运转灵活；桩定位精度高，不易产生偏心，可提高桩基施工质量；施工无噪声、无震动、无污染；成桩质量可靠，施工速度快、效率高，适应范围广等优点。但由于施工过程中控制和管理不到位、技术措施不得当等原因，从而导致桩位偏移、桩身倾斜、桩头破裂、桩身断裂、桩身上浮等质量问题发生。以下针对静压桩施工出现浮桩预防和处理措施进行了探讨和分析。一、产生浮桩的原因分析由于静压法沉桩的机理是在桩压入过程中，系以桩机本身的自重和配重作为反力，以克服压桩过程中的桩侧阻力和端阻力。当预制桩在竖向静压力作用下沉入土中时，桩周围土体发生急速而激烈的挤压，土中孔隙水压力急剧上升，土的抗剪强度大大降低，从而使桩身很快下沉。所以静压桩施工仍然未能有效解决挤土效应对工程桩的影响，浮桩现象实际上就是静压管桩挤土效应的一种形式表现。挤土就是当桩沉入地基后，桩间土受到扰动、相互挤压、孔隙变小，从而导致压力增强，土体发生侧移和隆起，使桩间土和桩向上位移，从而使桩尖与持力土层之间产生间隙，造成浮桩。浮桩使桩失去大部分的桩端承载力，并产生一定的负摩擦力，使桩极限承载力下降，同时由于土的摩阻力作用，使得桩身及质量差的桩接头可能被拉裂，桩身结构完整性被破坏。其引起浮桩的主要原因如下：1、设计桩径和桩距对挤土效应的影响。二者直接决定单位体积入土桩量，即挤土量。2、土质情况影响土的压缩性能，对挤土效应影响也较大。在粘性土和淤泥质地基中（软土地基），尤其是在敏感的软粘土或饱和淤泥质土中，沉桩时会发生较大的土体侧向位移及隆起。3、地下水位高，土层中含水率高，桩在下沉过程中，由于土体被挤密实，地下水在桩的挤压下无法及时消散，桩的下端部形成一个相对密闭容器状水土混合体，桩端施压的压力越大，下部的水和土的混合体的压强越大，水将土挤得更加密实，水就更加难消散，这样就会使桩沉不到要求的持力层。而静载试验时，由于桩的停歇时间已久，桩下部的水已经消散，桩的承载力比施工时的实际承载力要低很多，这样就会造成较大的质量事故。4、施工速度过快，从而导致周围土体发生急速而激烈的挤压，土中孔隙水压力急剧上升。5、施工顺序不合理，打桩施工未按先深后浅，先中间后周边的顺序进行施打。 6、桩位较密的承台与承台、桩位与桩位未实行跳打。二、浮桩防范措施施工前认真研究地质勘察报告，对不良土质和地下水高等情况采取必要措施并编制施工方案，施工中要严格按施工方案执行。其浮桩的防范措施主要有以下几点：1、对于密集群桩，宜采用自中间向两边或四周对称进行施打。2、当一侧毗邻建筑物时，由毗邻建筑物向另一方向进行施打。3、当基坑较大时，应将基坑分为数段，然后在各段范围内分别进行施打。4、按先深后浅、先大后小、先长后短的原则进行施工，以减少挤土效应及降低孔隙水压力。5、施工大片密集的预制管桩时采用设置砂袋井、打插塑料排水板，开挖降水井和防挤土沟等技术措施来降低孔隙水压力，减少土体的隆起。6、限速：即控制单位时间的打桩数量，从而避免产生严重的挤土和超静水压力。7、钻孔植桩打设：在浅层土中钻孔（桩长的1/32/3），可大大减轻浅层土影响。8、挖应力释放沟（或防振沟）：在打桩区与被保护对象之间挖沟（深2米左右），应力释放沟可隔断浅层土的振动波，如再在沟底钻孔排土，则可减轻挤土影响和超静水压力。三、浮桩处理措施如果采取上述措施后仍不能有效解决桩身上浮现象，则可采用跑桩复压的补救措施进行处理；如经检测判定是由于浮桩而使桩基不合格，且桩机已撤走，也可采用高压灌注水泥浆补偿桩间与持力层的间隙，从而满足设计和规范要求。其具体处理方法如下：(一)、跑桩复压法：跑桩复压法就是用自制的压桩机,或利用成桩机械自重对出现桩身上浮的工程桩在成桩23周后进行加压,以使其工程桩桩端承载力恢复，最终使桩的竖向极限承载力达到设计要求。1、根据桩的竖向极限承载力标准值、桩型和桩端持力层土性，确定跑桩复压力（一般为设计承载力特征值的1.52倍，这个系数由设计单位确定），然后将桩身进行复压，调整桩架配重； 2、对桩基逐根进行复压，每根桩加压稳定三分钟后卸压，测定加压前后桩顶标高，由此计算复压产生的沉降量； 3、每根桩的复压沉降量宜控制在30mm以内。当超出30mm时，应对超出的桩进行再次复压，如仍不能满足要求，应由施工单位会同工程勘察、设计单位、监理单位出具原因分析报告，并由建设单位委托设计单位进行处理。 4、跑桩时间应在桩入土20日后进行。（二）、桩端高压灌注浆补强法桩端高压灌注浆补强法就是采用高压清水旋喷切割、气举反循环清渣、高压旋喷注浆、孔内注压水泥浆相结合的施工方法。即先对软弱夹层进行高压清水切割破坏后，再由孔底自下而上并主要在软弱夹层深度范围内高压喷射水泥浆，最后进行孔内注浆及孔口压浆。桩端持力层软弱夹层经注压浆处理后，在处理段内填充密实，抗压强度达到10Mpa以上的高强固结体，且处理段的顶、底板与水泥固结体接触紧密，达到桩基础补强的目的。注浆工艺流程流程见下图：注浆孔钻孔抽心钻至桩底以下3D深度软弱夹层段高压清水切割举气反循环清渣埋设孔口压浆装置高压旋喷注浆孔口注、压水泥浆终凝前孔口补浆拌制水泥浆拌制水泥浆四、结束语由于浮桩现象是静压桩挤土效应的一种形式表现，而静压桩施工仍然未能有效解决挤土效应对工程桩的影响，如施工过程中出现管控不到位和技术措施不得当等原因，极易导致静压桩桩身上浮等质量问题的发生，最终造成工程桩失去大部分的桩端承载力，并产生一定的负摩擦力，使桩极限承载力明显下降，造成较大的质量隐患。为有效解决工程桩浮桩造成的负面影响，必须在施工前认真研究地质勘察报告，对不良土质和地下