静压桩的沉桩机理及常见问题及处理.doc

个人资料整理 仅限学习使用静压桩的沉桩机理及常见问题及处理1 前 言2 U6 4 T0 . Z, zO至今，管桩在厦门地区的应用已有十多年的历史，特别是近几年，随着福建省境内管桩生产企业的不断涌现，管桩产量大幅提高，价格也随之下降，促使管桩特别是预应力高强混凝土管桩在厦门的工业与民用建筑中得到广泛应用。施工方法主要采用静压抱压式沉桩，静压法施工是通过静力压桩机的压桩机构以压桩机自重和机架上的配重提供反力而将桩压入土中的沉桩工艺。由于这种方法具有无噪音、无振动、无冲击力等优点，适应对绿色岩土工程的要求；同时压桩桩型一般选用预应力管桩，该桩作基础具有工艺简明，质量可靠，造价低，检测方便的特性。两者的结合便大大推动了静压管桩在厦门地区的应用。原来厦门地区管桩设计和施工主要参照广东省标准预应力混凝土管桩基础基础技术规程DBJ/T15-22-98，由于管桩基础设计和施工的特殊性，厦门地区根据国家现行的有关标准、规范、在总结厦门地区勘察、设计、施工及工程质量验收的基础上，制定了厦门地区管桩技术规程建筑预应力混凝土管桩基础技术规程DBJ13-59-2004、根据桩基的使用功能和受力特征进行桩基的竖向抗压或抗拔承载力计算；(2、对经常受水平荷载作用的高层建筑，应进行水平承载力计算；(3、桩身承载力验算；(4、当桩端平面下存在软弱下卧层时，应验算软弱下卧层的承载力；(5、按照先行国家标准，进行桩基础沉降验算；(5、承台内力与承载力验算。! p: q7 g9 K. 0 桩端持力层为全风化岩或强风化岩，单桩竖向承载力特征值一般由桩身强度控制，抗拔承载力一般由桩身强度控制。当桩端平面下存在软弱下卧层时，应慎重计算，同时桩端持力层厚度应满足要求，如太薄，设计时应考虑被穿越的可能性。3 静压桩沉桩机理- ?8 x5 s t/ 沉桩施工时，桩尖“刺入”土体中时原状土的初应力状态受到破坏，造成桩尖下土体的压缩变形，土体对桩尖产生相应阻力，随着桩贯入压力的增大，当桩尖处土体所受应力超过其抗剪强度时，土体发生急剧变形而达到极限破坏，土体产生塑性流动粘性土）或挤密侧移和下拖 u# c1 Y5 / N* J& i$ g% Q/ X6 当L14m时，Quk=Rsm =0.60.85）Rsm当14mL21m时，Quk=Rsm = p Q, l当L21m时，Quk=Rsm = a, m. 2 4.2 引孔压桩的问题 S8 B* g% D2 c& d6 Y为了防止桩间的挤土效应太大，或土质太硬而使桩身较短，施工中往往采用引孔压桩的工艺 ，即先钻比管桩略小规格的直径钻孔，深度是桩长的 V0 S9 r% a% a1 ?1 u对于较硬土质中引孔压桩还会有桩尖达不到引孔孔底的现象，施工完成后孔底积水使土体软化，使承载力达不到设计要求。/ m! X9 q 9 s* t2 t$ E4.3 桩端封口不实当桩尖有缝隙，地下水水头差的压力可使桩外的水通过缝隙进入桩管内腔，若桩尖附近的土质是泥质土，遇水易软化，从而直接影响桩的承载力。对于桩靴的焊接质量要求与端板间无间隙、错位,保证焊缝饱满,无气孔。施焊对称进行,焊拉时间控制得当,焊接完成后自然冷却10分钟左右方可施打,因高温焊缝遇水后变脆,容易开裂。工程上比较有效的补救技术措施是采用“填芯混凝土”法，即在管桩施压完毕后立即灌入高度为1.2m左右的C20细石混凝土封底，桩端不漏水，桩端附近水压平衡，桩端土承受三相压力，承载力能保持稳定。4.4 桩顶(底开裂由于目前压桩机越来越大，最重可达6800KN，对于较硬土质，管桩有可能仍然压不到设计标高，在反复复压情况下,管桩桩身横向产生强烈应力，如果桩还是按常规配箍筋，桩顶混泥土抗拉不足开裂，产生垂直裂缝，为处理带来很大困难。另一种情况就是管桩由软弱土层突然进入硬持力层，没有经过渡层,桩机油压迅速升高,桩身受到瞬间冲击力也容易引起桩顶开裂,如果硬持力层面不平整,桩靴卡不进土引起桩头折断破碎,桩机油压又下降,再压时压力不稳定,吊线测量桩长发现比入土部分短。处理上事前改进桩尖形式(圆锥形桩尖易滑,事后用压力灌浆把桩底破碎混凝土粘结住,适当折减承载力设计值。! K& N, / S* o& P?4 T+ L4.5地质构造带. 6 j& ?* n i0 . $ N3 Y不少地段处在地质断裂破碎带上，在这些场地采用静压桩，由于受构造断裂的影响，地层结构受到改变，破碎带作为地下水通道常软化持力层。压桩时虽满足终压力及桩长要求,而静载时桩又不合格。不合格桩长范围可从8M至30M都会出现，与规程统计的经验公式完全不符，可见由于土体的破碎加上水的润滑,土的抗剪强度基本散失,压力不再随桩长的增加而增加,这要特别引起重视。对于有软硬夹层，尤其是硬夹层不厚的情况下，施工时桩尖到达硬夹层，由于超孔压的反向作用，使桩的终压力满足设计要求，而施工完成后随孔压消散，土抗剪强度还没恢复，静载时桩尖土承受更大的压力，传递到软弱下卧层后引起该层土压缩增大，进而桩顶下沉增加,位移不满足要求。y. , s3 S( Y. y4.6断桩压桩时碰到孤石或其它障碍物使桩尖偏移,同时桩身混凝土强度高,导致桩身脆端,此时应补桩处理。3 . M4 W. D。 P8 t1 L$ B7 A4.7短桩压桩时碰到孤石或其它障碍物使桩端达不到持力层,桩长较短，相邻桩长相差较大，此时应视情况补桩处理。4.8超送桩由于地质资料只提供地质情况参考，尤其是地质情况复杂地区，配桩长度较难确定，如果配桩较短，将导致桩超送，桩顶低于设计标高，此时应待基槽开挖后视桩顶标高采取承台做锅底或接桩。如桩顶低于设计标高不多如小于等于500MM，可将承台局部做成锅底配构造筋处理；如桩顶低于设计标高较多应接桩处理，接桩方法有两种：混凝土灌注桩接桩和倒接桩。混凝土灌注桩接桩是采用人工挖孔或模板成孔后灌注混凝土桩头的接桩方法，此种方法质量可靠但工期较长，材料费较高。倒接桩是利用现场砍下的桩头倒过来与基桩桩头钢板焊接的一种接桩方法，此种方法简单，工期短，材料利用率高但质量值得商榷，原因一是由于场地工作面小，坑内焊接质量不易保证，二是现场砍下的桩头质量亦难保证，三是接桩位置一般在桩上部，此部位正是桩受竖向力和水平力较大处接头处或砍下的桩头如有质量问题对整个建筑影响较大。4.9基坑开挖由于静压桩逐渐用在高层建筑中,基坑开挖不可避免。应根据开挖深度考虑是否需要先围护开挖再沉桩的方案。边打桩边开挖是不可取的,先打桩后开挖应考虑对称均匀,如在中间开挖把土堆在周围就会造成四周和中心的土体高差悬殊,同时超孔隙水压及震动会使管桩倾斜或折断,所以合理制定基坑开挖方案是必不可少的。5 结语静压桩的沉桩机理非常复杂，与土质、土层排列、硬土层厚度、桩数、桩距、施工顺序、进度等有关,有待进一步研究。静压桩施工中出现的问题也各种各样，处理方法不尽相同，往往桩在做完静载实验发现不合格