PHC桩施工质量通病与预防措施
预应力高强混凝土管桩(简称PHC桩),是专业工厂里采用先张法预应力和离心成型工艺,经过蒸压养护而制成的一种空心圆筒体的等截面构件,通过锤击或静压的方法沉入地下作为建(构)筑物的基础。这是一种新型的基桩,由于它的卓越性能,广泛应用在工业与民用建筑、桥梁、港口码头、水利工程等,在国家建设中发挥了愈来愈大的作用。
PHC桩在施工过程中,会碰到各种质量通病,主要有:1、沉桩困难,达不到设计标高;2、桩偏移或倾斜过大;3、桩达到设计标高或深度,但桩的承载能力不足;4、压桩阻力与地质资料或试验桩所反映阻力相比有异常现象;5、桩体破损,影响桩的继续下沉。下面逐一对这几种质量通病进行分析:
一、沉桩困难,达不到设计标高
主要原因分析:
1. 压桩设备桩选型不合理,设备吨位小,能量不足。
2. 压桩时中途停歇时间过长。
3. 压桩过程中设备突然出现故障,排除时间过长;或中途突然停电。
4. 没有详细分析地质资料,忽略了浅层杂填土层中的障碍物及中间硬夹层、透镜体等的存在等情况。
5. 忽略了桩距过密或压顺序不当,人为形成“封闭”桩,使地基土挤密,强度增加。
6. 桩身强度不足,沉桩过程中桩顶、桩身或桩尖破损,被迫停压。
7. 桩就位插入倾斜过大,引起沉桩困难,甚至与邻桩相撞。
8. 桩的接头较多且焊接质量不好或桩端停在硬夹层中进行接桩。
相应预防措施:
1、配备合适压桩设备,保证设备有足够压入能力。
2、一根桩应连续压入,严禁中途停歇。
3、进场前对设备进行大修保养,施工时进行例行检修,确保压桩施工时设备正常运行。避开停电时间施工。
4、分析地质资料,清除浅层障碍物。配足压重,确保桩能压穿土层中的硬夹层、透镜体等。
5、制定合理的压桩顺序及流程,严禁形成“封闭”桩。
6、严把制桩各个环节质量关,加强进场桩的质量验收,保证桩的质量满足设计要求。
7、桩就位插入时如倾斜过大应将桩拔出,待清除障碍物后再重新插入,确保压入桩的垂直度。
8、合理选择桩的搭配,避免在砂质粉土、砂土等硬土层中焊接桩,采用3~4台焊机同时对称焊接,尽量缩短焊接时间,使桩被快速连续压入。
二、桩偏移或倾斜过大
主要原因分析:
1. 压桩机大身(平台)没有调平。
2. 压桩机立柱和大身(平台)不垂直。
3. 就位插入时精度不足
4. 相邻送桩孔的影响。
5. 地下障碍物或暗浜、场地下陷等影响。
6. 送桩杆、压头、桩不在同一轴线上,或桩顶不平整所造成的施工偏压。
7. 桩尖偏斜或桩体弯曲。
8. 接桩质量不良,接头松动或上下节桩不在同一轴线上。
9. 压桩顺序不合理,后压的桩挤先压的桩。
10. 基坑围护不当,或挖土方法、顺序、开挖时间、开挖深度不当等。
相应预防措施:
1. 压桩施工时一定要用顶升油缸将桩机大身(平台)调平。
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3. 桩插入时对中误差控制在10mm,并用两台经纬仪在互相垂直的两个方向校正其垂直度。
4. 送桩孔应及时回填。
5. 施工前详细调查掌握工程环境、场址建筑历史和地层土性、暗滨的分布和填土层的特性及其分布状况,预先清除地下障碍物、处理暗浜等。
6. 施工时应确保送桩杆、压头、桩在同一轴线上,并在沉桩过程中随时校验和调正。
7. 提高桩的制作质量,加强进场桩的质量验收,防止桩顶和接头面的歪斜及桩尖偏心和桩体弯曲等不良现象发生。不合格的桩坚决不用。
8. 提高施工焊接桩质量,保证上下节同轴,严格按规范要求进行隐蔽工程验收。
9. 制订合理的压桩顺序,尽量采取“走长线”压桩,给超孔隙水压力消散提供尽量长的时间,避免其累积叠加,减小挤土影响.
10. 压桩结束10天左右,待超孔隙水压力充分消散后方可开挖;且围护结构应有足够的强度与刚度,避免侧向土体位移;机械开挖至桩顶30cm时采用人工开挖,避免挖斗碰撞桩头。
三、桩达到设计标高或深度,但桩的承载能力不足
主要原因分析:
1. 设计桩端持力层面起伏较大,
2. 地质勘察资料不详细,古河道切割区未察清楚,造成设计桩长不足,桩尖未能进入持力层足够的深度。
3. 试桩时休止期没达到规范规定的时间而提前测试,或测试时附近正在打桩,桩周土体仍在扰动中。
相应预防措施:
1. 当知道桩端持力层面起伏较大时,应对其分区并且采用不同的桩长。压桩施工时除标高控制外,尚应控制最终压入力。
2. 当压桩时发现某个区域最终压桩力明显比其它区域偏低时,应进行补堪以查清是否存在古河道切割区等不良地质现象。针对特殊情况及时和设计单位联系,变更设计改变布桩或增加桩数或增加桩长等措施来满足设计承载力。对开口桩,可考虑在桩尖端设置十字加强劲或其它半闭口桩尖等形式,以谋求增加尖端闭塞效应的方法,来提高桩的承载能力。
3. 试桩的休止期一定满足规范规定,试桩时桩周1.5倍桩长范围内严禁打桩等作业。
四、压桩阻力与地质资料或试验桩所反映阻力相比有异常现象
主要原因分析:
1. 桩端持力层层面起伏较大。
2. 地面至持力层层间存在硬透镜体或暗浜。
3. 地下有障碍物未清除掉。
4. 压桩顺序和压桩进度安排不合理。
相应预防措施:
1. 按照持力面的起伏变化减小或增大桩的入土深度,压桩时以标高控制为主外,还应以压入力作参考。
2. 配备有足够压入能力的压桩设备,提高压桩精度,防止桩体破损。
3. 用钢送桩杆先进行桩位探测,查清并清除遗漏的地下障碍物。
4. 确定合理的压桩顺序及合适的日沉桩数量。对有砂性土夹层分布区,桩尖可适当加长,压桩顺序应尽量采用中心开花的施工方法,严禁形成“封闭”桩。
五、桩体破损,影响桩的继续下沉
主要原因分析:
1. 由于制桩质量不良或运输堆放过程中支点位置不准确.
2. 吊桩时,吊点位置不准确、吊索过短,以及吊桩操作不当。
3. 压桩时,桩头强度不足或桩头不平整、送桩杆与桩不同心等所引起的施工偏压,造成局部应力集中。
4. 送桩阶段压入力过大超过桩头强度,送桩尺寸过大或倾斜所引起的施工偏压。
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6. 压桩时桩体强度不足,桩单节长度较长且桩尖进入硬夹层,桩顶冲击力过大,桩突然下沉,施工偏压,强力进行偏位矫正,桩的细长比过大,接桩质量不良,桩距较小且桩布较密。
相应预防措施:
1. 桩身砼强度达到设计值70%方可起吊脱模,达到100%方可施工。运桩时,桩体强度应满足设计施工要求,支点位置正确,上下支点应对齐。
2. 吊桩时,桩体强度应满足设计施工要求,支点位置正确,起吊均匀平稳,水平吊运采取两点吊,吊点距桩端0.207L。单点起吊时吊点距桩端0.293L(L为桩长)。起吊过程中应防止桩体晃动或其它物体碰撞。
3. 使用同桩径的送桩杆,保持压头、送桩杆、桩体在同一轴线上,避免施工偏压。
4. 确保桩的养护期,提高砼强度等级以增强桩体强度。桩头设置钢帽、桩尖设置钢桩靴等。
5. 根据地基土性和布桩情况,确定合理的压桩顺序。
6. 保证接头质量,用楔型垫铁填实接头间隙。提高桩的就位和压入精度,避免强力矫正。压入时应保证一根桩连续压入严禁中途停歇。