管桩倾斜（共3篇）
管桩倾斜 篇1
一、工程概况
某工程4#楼采用Ф500锤击预制管桩, 单桩承载力特征值1 900 k N, 共530支。完成桩施工后, 经低应变和静载检测, 均符合设计要求。开挖前, 为保证钢板桩的施工和减少土方的侧推力, 采取的开挖方案是先将原地面降低2 m, 包括工程预制桩也去掉2 m。然后在四周承台边距离5 m处作为基坑边线并施打钢板桩, 钢板桩桩长12 m。
开挖至4-4轴时发现:4-1轴至4-4轴交1/c轴至4-F轴大部分桩的桩身出现倾斜, 而且倾斜角度较大 (即XG22图纸中虚线部分) 。只有4-1轴至4-4轴交4-G轴的2个8桩台, 2个9桩台共4个承台和4-B轴交4-1轴的双桩台及1/C轴交4-1轴至4-3轴的三个单桩台经复测后符合工程用桩要求。出现此问题后, 施工方立即停止了开挖并连同各责任单位分析原因, 研究解决方案。
二、管桩倾斜原因
1. 常规原因
以下原因可能导致软土地基管桩倾斜。
(1) 施工方法不当
施工区域的地表土层较软, 施工时应采取相应技术措施, 否则容易导致管桩倾斜。软土地基工程管桩布桩一般都比较密集, 管桩施工时如不采取相应技术措施, 桩机行走部分的支腿直接站压在桩顶或桩顶软土层上, 形成对地表土层的强大挤压作用, 很可能将管桩推挤导致倾斜。
(2) 基坑开挖施工方法不当
因基坑开挖施工方法不当而引起土体位移过大, 容易造成管桩倾斜裂缝的现象比较多见, 原因也比较复杂。一次性挖土深度过大, 放坡坡度过大。特别是软弱地基土和淤泥质土时, 挖机和运输车辆如果直接压在桩顶土层上, 可对桩顶土层形成强大的压力, 从而造成土体受挤压后滑动, 使管桩倾斜甚至产生裂缝。另外, 基坑支护工程施工不当, 也容易引起边坡失稳。导致土体滑动对桩强大的侧向挤压, 使管桩产生倾斜。
(3) 管桩选型不当
管桩选型不当时, 也容易造成桩身倾斜。例如当地基土上部软土层较厚时, 选择薄壁型管桩或一般A型管桩, 极易出现倾斜。
2. 本工程原因
经分析得出, 4-1轴至4-4轴交4-G轴的承台和4-B轴交4-1轴的双桩台及1/C轴交4-1轴至4-3轴的单桩台的桩能满足设计要求的原因是:靠近基坑边线该部分的桩与基坑边的钢板桩距离较近, 桩身承受水平推力较小;靠近基坑边线该部分的土质比中间的土质好, 属于原泥层, 渗水性较小, 土层性质相对比较稳定, 不属于淤泥土质。所以开挖后桩身未出现位移现象, 符合工程用桩的要求。而XG22图纸中4-1轴至4-4轴交1/c轴至4-F轴的虚线内的桩经复测其垂直度已经超出1%的允许范围, 不能满足设计要求, 不符合国家规范要求, 做废桩处理, 重新进行补桩。可见, 本工程软土地基管桩出现倾斜的主要原因是管桩施工方法和基坑开挖施工方法不当。
三、预防措施及效果检验
1. 预防措施
保证继续开挖的桩不再发生同样问题, 施工方采取了如下施工方法:将后期开挖的基坑进行分段支护、分段开挖。在4-4轴至4-8轴间以轴线为分割线, 将基坑分解成一个个小的独立作业面, 从而降低淤泥层的整体水平推力, 确保开挖工程管桩的质量。自4-4轴至4-8轴以承台与承台之间的间距作为钢板桩补桩轴线, 共施打三道钢板桩。钢板桩施工深度分别为12 m、9 m两种规格, 单排钢板桩水平长度41 m, 在4-A轴与4-G轴之间形成三个断面和四个独立开挖的工作面, 钢板桩上沿用工字钢做围囹固定钢板桩。在围囹与围囹之间采用直径320钢管做三道相互牵拉固定, 使三道钢板桩在施工作业中产生一个整体的作用力, 保证一个独立作业面在施工的过程中其余两个作业面淤泥的稳定性。不会对已开挖出的桩身产生侧推压力, 以确保工程质量。
2. 效果检验
4-4轴至4-8轴经改进开挖方法后, 开挖的桩均能符合设计要求。XG22图纸中4-1轴至4-4轴交1/c轴至4-F轴的虚线内的桩, 根据图纸重新补桩127支, 进行低应变法检测桩身完整性。抽桩数量按补桩总数的20%抽检, 即26根。根据低应变法检测报告显示Ⅰ类桩2支, Ⅱ类桩14支, Ⅲ类桩10支。由于Ⅲ类桩支数占检测桩总数的38.5%已经超过20%, 经连同建设单位、设计单位、监理单位等各责任单位进行研究该部分桩的处理方案。各方根据检测报告连同桩施工记录研讨发现桩身缺陷均大部分位于预制管桩的焊接驳接位置, 故初步认定为桩接驳存在缺陷, 施工方于是对10支Ⅲ类桩的垂直度进行了测量。根据对这10支Ⅲ类桩的实测数据分析得出:这10支Ⅲ类桩的桩偏移和垂直度均在规范允许范围内, 符合设计要求。
四、补救措施
经各方共同研究补桩部分的桩处理方案具体如下:先对4#楼后补的127支桩进行低应变法扩大检测, 检测比例为20%。如果扩大检测后, 当两次抽检的Ⅲ、Ⅳ类桩之和不大于抽检桩数的20%时, 就不再进行低应变法扩大检测, 并在10支Ⅲ类桩中抽取3支缺陷最严重 (即垂直度最大或桩偏移最大) 的桩进行静载试验。如果静载试验合格, 将不再进行其他的桩基检测。但如果低应变法扩大检测后两次抽检的Ⅲ、Ⅳ类桩之和大于抽检桩数的20%时, 需重新再研究解决方案。
同时, 为了解决预制桩接驳处存在的缺陷问题, 处理方法为:将在全部Ⅲ类桩的桩芯内加入15 m (从桩顶算起15 m) 纵筋4Φ20, 箍筋6Φ200焊接成钢筋笼并灌注C35细石混凝土入桩孔内, 灌浆完成底面必须超过缺陷处, 以保证桩所能承受的水平剪力。
五、结语
本工程软土地基管桩倾斜给施工进度造成一定影响, 经过及时分析管桩倾斜原因后, 对施工方案进行了调整。通过一系列预防措施与补救措施的实施, 确保了工程继续进行, 使得施工效果达到了设计要求。管桩倾斜产生因素是多样而复杂的, 在沉桩施工前及土方开挖时, 应对地质条件、设计图纸进行认真分析, 正确选择管桩的桩型、施工机械和施工方法, 尽量避免管桩倾斜的发生。一旦管桩出现倾斜的现象, 要经过细致科学的分析, 采取相应的措施进行补救。在保证工程基础结构安全的情况下, 尽量节约投资。
参考文献
[1]高彦斌, 费涵昌.打桩引起的地面振动的测试与分析[J].地下空间, 2004.
[2]石磊, 石炼.浅析混凝土预制桩锤击沉桩的质量控制[J].建筑安全, 2012 (02) .
管桩倾斜 篇2
关键词：软土地层,管桩,倾斜,预防措施
1 管桩成桩效果分析
1.1 基坑开挖前静载测试分析
一般说来, 建筑场地上部土体相对较软, 且竖向荷载又较大;砂层密实度变化不均, 且厚度不等;场地地下水位相对较高。长春地区的土体、砂层和水位基本属于上述情况。综合考虑以上因素, 结合长春地区施工特点, 在施工时可考虑采用管桩基础, 锤击法沉桩, 锤重采用不小于6t锤, 重锤轻击, 落距2.00~2.50m, 贯入度控制在连续三阵10 击贯入度小于2cm;桩端持力层为第六层, 沉桩结果:95%桩体穿透砂层, 且静载实验结果均达到设计承载力要求。采取上述措施, 可大大缩短施工工期, 而且施工效果良好。
1.2 基坑开挖后桩身完整性检测试验分析
基坑开挖时, 据施工单位反映, 桩身出现了不同程度倾斜的现象。针对这种情况。基坑可采用分层开挖, 一次开挖深度为2.0m~2.5 m。我们承揽的工程开挖时, 临近5 号楼基础也同步在锤击沉桩。土层刚开挖时, 桩体尚能保持直立。当开挖12 h之后, 监测及现场施工人员发现桩体普遍明显向一侧倾斜。当挖到24 h之后, 桩体倾斜度已达到9 °~12 °。3d基本达到稳定状态, 桩体普遍出现倾斜现象, 个别桩体倾斜角度最大接近23 °。对已开挖的桩体进行桩身完整性检测, 检测结果Ⅰ类桩占2%, 桩身完整;Ⅱ类桩占20%, 桩身轻微缺陷;Ⅲ类桩占62%, 桩身明显有缺陷, 多处出现严重裂缝;Ⅳ类桩占16%, 桩身存在严重缺陷或断桩。桩身断裂位置大多位于桩顶下4.5m~6.0 m , 即位于软土与砂层交界处左右1.0 m。
1.3 桩身倾斜及原因分析
经查看原始地形地貌图, 此场地4 号楼附近原为池塘, 场地平时直接用素填土回填, 未经压实或夯实。由于场地平时在冬季, 部分填土中尚存在未融化的冰块。基坑开挖时, 正临夏季, 土体中冰块融化, 导致填土中含水量变高、呈软塑状态, 下部土层虽为原状土, 具备原有结构强度, 但是由于其承载力较低、土层物理力学性质较差, 故上部土体对桩身束缚能力较弱。且在临近场地震动外力作用下, 桩身随着土体的蠕变而向开挖的临空面一侧缓慢倾斜, 由于砂层、泥岩层等对桩体的束缚作用较强, 而软土对桩体束缚能力较差, 故在软土与硬层交界处附近桩体出现不同程度的裂缝。
1.4 采取的处理措施
考虑到桩体产生倾斜的比例较大, 且大部分桩体不同程度的出现桩身裂缝, 桩身承载力和完整性均无法满足设计要求。可以考虑采用基础下卧, 将砂层以上裂缝桩体截除, 采用筏板基础, 可以纠正桩体倾斜。但是采用此法将导致该楼基础造价较高, 且大大延长了施工工期。
2 预防措施
针对此工程出现的这种情况, 经过认真分析, 在软土地层中桩基施工时, 提出相应的预防措施。
2.1 增强上部土体承载力
增强上部土体承载力, 避免施工中陷机对桩体产生挤压作用。当桩机产生陷机时, 很容易将机下软弱土层挤向四周, 从而产生的强大推力, 致使已经施工完毕的桩体产生倾斜, 甚至断裂。故当场地上部土体比较软弱时, 必须进行换填处理, 或者在原有地面铺设道渣, 并进行压实处理。若桩顶设计标高低于地面下3.0 m, 则应将上层软弱土层清除, 然后换填一定厚度的碎石层。这样做既能降低陷机对桩体的挤压, 又能增强上层土体承载力, 从而加强土体对桩身的束缚作用, 避免桩身出现倾斜现象。
2.2 规范施工操作, 避免因施工不当造成桩身倾斜
第一, 基坑开挖前先进行降水施工, 以加速土体固结, 有效降低土层含水量, 增强土体的承载力和束缚力, 从而减小由于软塑土体蠕变而产生的桩身倾斜现象。
第二, 对管桩所处位置进行标识, 在管桩开挖过程中对桩身进行有效的保护, 严禁采用大型机械对管桩造成推撞现象, 且对桩顶标高未达到设计孔深的单桩及时进行截除, 避免由于桩身自由度过大而影响施工作业。
第三, 基坑开挖时要充分考虑到土体的时空滞后效应, 严禁边打桩边开挖基坑。挖土宜分层均衡有序进行, 严禁“一铲到底”, 高差不宜大于1 m;层与层中间预留一定宽度的工作面;不得坑边弃土。沿着基坑长度方向尽量分段开挖并后挖中部土体。分段长度根据基坑形状、尺寸而定, 一般不应大于25 m。在基坑开挖时, 应作好相应的排水措施, 避免出现水对土体的浸泡软化作用。
第四, 基坑开挖时严禁使用大型机械, 对于软土土体尽量采用小型机械, 配合人工分层均衡开挖。在开挖过程中, 机械不能在上下层土体中行走, 每台机械的工作范围应在回转半径范围内。
第五, 在基坑开挖过程中, 应及时作好监测工作, 一旦发现桩体出现倾斜现象, 应立即停止挖土, 并采取相应的处理措施后, 方可恢复施工作业。
3 补强措施
管桩倾斜 篇3
1.1 倾斜断裂
浅部断裂。一般断裂位置多发生在深度4~6m左右, 也有的在3m以内, 出现这种情况多数是断桩位置的上下有相对比较坚硬的土层。
深部断裂。一般断裂位置多发生在8~12m的范围内, 出现此种情况一般是地基土上部软土层较厚。
断桩的危害。断桩则为缺陷桩, 桩的承载力达不到设计要求。
1.2 倾斜
预应力管桩下部垂直, 上部倾斜而不断裂, 此种现象多发生在地基土上部软土层较厚的情况。桩倾斜度超过0.5%, 有的甚至达到了3%以上。值得注意的是此时桩虽然未断, 但弯曲部位桩身可能已产生较多的微裂纹。
倾斜桩的危害。倾斜桩虽然未较大裂缝, 但其承载能力已大大降低。因此当倾斜桩的倾斜度超过一定界限时必须处理。
1.3 断裂但不倾斜
预制管桩断裂, 但不倾斜多发生在接桩部位和桩箍筋间距变化处。断桩危害。为缺陷桩, 桩承载能力和耐久性降低。
2 预制管桩倾斜、断裂的处理
2.1 对倾斜、断裂预制桩的检查。
在处理前, 首先应对倾斜、断裂的预制管桩进行检查, 分别查清倾斜和断裂桩的数量、位置, 倾斜或断裂的深度, 倾斜度等数据, 具体可采取如下方法:
2.1.1 进行现场调查。
检查倾斜、断裂桩的位置、数量。2.1.2采用拉线等方法标定出建筑物轴线, 测量出每个桩偏移的平面距离, 标注在图纸上。应值得注意的是所侧得桩位偏移值不一定完全是桩倾斜原因产生, 也可能是打桩就位时产生的偏移, 测得的数据应与其它检测结果综合分析。2.1.3根据具体情况对桩进行低应变检测, 检测桩的入土深度、桩的完好性及存在缺陷的部位。如必要时应100%检测。2.1.4检测桩的倾斜度, 可将桩管内泥土挑空, 清洗干净后线锤检查, 也可在桩顶用水平尺检查后推算桩的倾斜度, 即将水平尺放平后一侧紧贴倾斜桩顶高的一侧, 另一侧则显示出桩顶高差, 此高差与桩径的比即为桩的倾斜度, 即:i=a (桩顶高差) /d (桩外径) 。2.1.5光照检查。用强光手电筒或镜片阳光反射 (天气晴朗时) 的方法检查清理干净后的桩管, 此时可以清楚地看清桩倾斜或断裂位置的深度, 测量其深度, 断裂位置往往可见有泥、水涌入桩管内。2.1.6根据基础桩设计图纸, 地质勘察报告、打桩记录、低应变检测报告及其它检查资料, 综合分析判断管桩倾斜度, 倾斜位移量, 倾斜或断裂位置与深度, 产生倾斜或断裂危害等。所检查分析的数据、桩径等资料应标注在一张图纸上, 并列出统计分析表格, 便于综合分析判断。
2.2 倾斜桩的处理
2.2.1 倾斜桩倾斜极限量值分析。
倾斜桩的倾斜量值超过允许限度值时无论桩是否产生断裂, 均应进行处理, 此时桩在承受上部荷载时将产生一个附加弯矩M, 当:
时, 桩将产生破坏, 失去承载能力。
桩的极限倾斜量值与桩型、倾斜深度、桩承载力有关, 其函数关系式为:
式中:Mk——管桩抗裂弯矩
P——承载力
e——桩倾斜水平距
i——桩倾斜度
H——桩倾斜深度
就某个工程而言, 往往桩型是统一的, 则Mk值也是固定的, 单桩设计承载力P值也是固定的, 由上述公式可以看出, 当桩管桩倾斜度i一定时, 随着桩倾斜深度H值的增加而出现e值增大, 而使管桩安全承载能力P值减小;而当管桩倾斜深度H一定时, 随着桩倾斜度i的增加而出现e值增大, 而使管桩安全承载能力P值减小。对于不满足Mk≥P×e的桩均应进行处理。
2.2.2 处理方法
倾桩倾斜超过倾斜级限量值的, 无论其是否发生断裂, 均应进行纠偏扶正处理, 将其倾斜度控制在允许的范围内。纠偏扶正根据土质情况, 采取如下方法:a.较浅的 (一般2~3m内) 可以将桩倾斜反向土方挖除后扶正。b.较深的可以用钻孔取土、高压水冲取土等方式将桩倾斜反向桩一侧土取出后扶正。c.在取土前, 应在桩倾斜的反向打好地锚, 用细钢丝绳、手动葫芦将桩与地锚连接起来, 取土深度需要超过桩倾斜深度0.5~1m左右, 轻轻拉动手动葫芦, 边拉边对桩进行测量, 不可拉过。倾斜量大的桩, 应分几次拉直, 当感觉拉动手动葫芦很吃力时, 应再进行取土后再拉动手动葫芦。桩扶直后, 桩周产生的空隙用砂或碎石填实。d.对纠偏扶正的桩进行检测, 看其是否在纠偏施工中发生断裂, 如无异常可进行下步施工。
2.3 断桩的处理。
2.3.1 对经检查确认倾斜的断桩要进行纠偏扶正, 经纠偏扶正的断桩如在断裂处未发生中错位现象则多数可采取接桩处理, 少数桩因桩型 (管桩中心直径偏小) 及荷载值较大等原因不宜采用接桩法处理, 不能采用接桩处理的管桩, 只能采用补桩或其它方法处理。2.3.2对断桩的断裂状态进行分析。经低应变检测等手段检查判断断桩可能有如下几种状态:a.接桩不良而引起管桩在沉桩过程中发生断裂, 一般桩不发生倾斜, 或虽有倾斜但低应变检测断理解位置在接桩位置。此种情况需接桩处理。b.桩倾斜断裂的位置较浅, 有的深度只有3m左右。此类桩可大开挖或做护筒开挖的方法接桩处理。c.倾斜断裂桩纠偏扶正过程中, 因桩倾斜量过大等原因, 纠偏扶正后发生桩在断裂处错位现象, 此种断桩只可采用补桩或其它方法处理。d.一般倾斜断桩管桩存在的裂缝可能不是一道裂缝, 在主裂缝的上下位置可能有其它裂缝, 因此接桩时采用桩顶接桩的尝试深度 (1.5m) 不可取, 应经计算确定。2.3.3基本思路假定:a.接桩方法。将纠偏扶正的管桩中间空心部分清理干净, 把绑扎好使其造成芯桩, 并且焊有托板的钢筋笼放入管桩空心内, 浇筑砼, 养护28天后做载荷试验, 如符合承载要求, 则可进行下一步施工。采取此办法接桩, 则需要确定如下两个数据:接桩时芯桩在断裂缝以下锚入断裂缝下边一段管桩内的深度;芯桩砼的标号, 配筋量。b.基本假定及计算:假定接桩处理后, 断裂缝处原管桩不承力, 只有芯桩承力, 桩的承载力由芯桩传递到断裂缝下部的管桩。 (此种假定是偏于安全的) 。芯桩在断裂缝以下一定长度范围内形成短桩, 此短柱应满足如下要求:传力要求:依靠芯桩与断裂缝下段管桩孔壁间的摩擦将桩的承载力传给断裂缝下段管桩。满足短柱本身的承压要求。锚固长度 (h值) 的计算;h值的计算可采用此照牛腿计算法, 经实践分析, 采用经验系数法较为可靠, 可根据如下公式计算:
式中:p—桩设计承载力特征值
d—管桩空心直径 (芯桩直径)
h—芯桩锚固深度
s—芯桩与管桩空心壁摩擦力系数。根据管桩内壁粗糙程度可选定0.6~0.95。
芯桩配筋和砼强度计算。按照以上假定, 根据钢筋砼桩轴心受压公式可以确定出芯桩的配筋和砼强度值:
式中:N=2P
fc—芯桩砼轴心抗压强度设计值;
fy'—芯桩纵向钢筋抗压强度设计值;