摘要:管桩施工过程中,施工方案、施工工艺的优劣对桩基工程质量起着关键性的作用,要认真分析地质状况,在整个施工过程做好事前控制、事中控制和事后控制,针对特殊环节、特殊工序采取相应的技术措施,便可达到控制质量的预期目的。
关键词:预应力管桩;施工技术;应用
前言
预应力管桩是一种基于力学工艺和离心原理法研制的一种空心圆筒形柱件,主要由三部分构成,分别为圆柱形管体、端头板及钢套箍。其强度等级有两种,分别为C60及C80,按照抗弯能力可细分为四种,分别为A、AB、B、C四种型号。预应力管桩在建筑施工中的打桩方式主要可分为锤击式打桩及静压法打桩。由于柴油锤打桩时震动剧烈、噪音大,不适应市区及大型桩基施工的要求,近年来我国各地主要采用静力压桩工艺施工,可将各种直径预应力管桩压到设计要求的持力层,从而大大推动了预应力管桩的应用和发展。
1 解读预应力管桩
预应力管桩作为一种新型的预制混凝土桩,是现代混凝土制品工艺水平及整个混凝土技术进步的重要标志。预应力管桩常被分成两类,一类为先张法预应力管桩,一类为后张法预应力管桩。其中,前一类实际是一种空心式筒体细长的混凝土预制构件,由离心成型法与先张法预应力工艺混合制成,可分为钢套箍、圆筒形桩身及端头板等三部分。按照混凝土壁厚及强度等级可将管桩分成预应力高强度混凝土管桩、预应力混凝土管桩,代号分别为PHC和PC,强度分别为C80以上和C60以上。归纳其优点,大体有四点:第一点选择先张法离心技术,有助于节约生产资源;第二点预应力管桩产品正逐步朝着市场化和系列化的方向发展,用户可按照自身实际需求采购最符合要求的产品;第三点施工周期较短,对周围环境的影响较小,且桩长能够根据需要进行自由调整,不存在剧烈振动问题;第四点离心技术实现工厂化生产,不仅生产效率高、产品质量受保障,而且还帮助生产企业获得了更多的经济效益。
2 预应力管桩施工中的常见问题分析
2.1 桩身出现移位
桩身移位分为桩身倾斜和桩顶移位两种类型。倾斜的桩身会影响单桩承受力,尤其是水平方向的承受力,而桩顶位移则会在上部分结构竖直方向的构件传递的荷载基础上,再额外加一个弯矩,这也大大降低了桩的承受力。桩身倾斜和桩顶移位主要由下面几种情况造成:一是在施工时没有让桩身完全垂直,桩身桩帽没有在同一水平线上;第二种情况是施工顺序有误,应力分布不均匀,尤其是地下室深基坑的承台,这种太密集或者相距太近的承台会造成之前施工过的一侧形成孔洞,当进行后一侧的施工时,桩身很容易滑动;三是在沉桩的时候遇到大块的石头或者别的坚硬的东西,把桩身挤到了一侧;四是桩布置的太多,因此在沉桩的时候出现了挤土效应。
2.2 单桩承载力不足
按照施工项目的要求来确定预应力管桩施工中的单桩承载力,一定要保证达到标准要求,这样才能保证基础上部施工的稳定性和安全性。能够造成单桩承载力不足的原因有以下几点:一是预应力管桩施工前的准备工作没有做好,实地勘察、测量结果都不准确,这样就无法保证对于地质的评估和单桩承载力数据的准确性,实际情况和勘察结果不符;二是即使预应力管桩的深度符合标准,但是管桩的底端没有深入到地基的持力层;在施工过程中,如果桩身出在断裂,或者不垂直,都会造成单桩承载力下降。
2.3 桩身倾斜程度过大
(1)斜桩的产生原因包括①桩机基础:桩机配重加自重的总重过大导致桩机发生不均匀沉降而出现斜桩。②机械设备:设备存在隐患导致液压系统漏油而出现斜桩。③桩的质量:桩身不够垂直而发生斜桩。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆(2)施工过程中出现的各种问题:①桩帽、桩身未在同一直线;②存在地下室深基坑的承台相邻桩过密,先施工完毕的一端已经存在孔洞,此时施工另一面的过程中容易出现桩身滑动;③桩密度过大导致挤土效应,进而导致斜桩;④基坑开挖不当,一次性开挖过多土导致桩承受来自一侧的过大土压力,桩身变形;⑤未做到及时探测,导致沉桩过程中突遇大块坚硬物而将桩体挤向一侧;⑥采用预钻法施工时,未能做到垂直钻孔导致沉桩过程中发生偏移。
2.4 桩身发生断裂
一直以来,我国很多工程在预应力管桩施工过程中,经常遇到桩身发生不同程度的断裂的情况,这种情况,在前期很难被发现,在打桩的过程中,由于自身缺陷或者地下孤石等原因容易发生爆桩。造成这个问题根本的原因就是,在开始生产管桩时,生产厂家没有按照规定使用符合标准的水泥、钢筋等原材料,为了节省成本,从中谋取更多的效益,使用了劣质的原材料,造成管桩的部分位置的承受力不强,在压桩的时候,承受力较弱的地方承受不了压桩的应力,因此桩身发生断裂。和上面所说的同理,生产厂家要严格按照设计标准来生产预应力管桩,保证它的弯曲程度,几何尺寸都符合要求,这样在压桩时,才不会因为管桩纵轴线和桩尖偏离而出现弯曲变形。
3 预应力管桩施工的常用处理技术
3.1 对于挤土效应和振动影响的防治措施
挤土效应往往是因为布桩时密度过大,遇到这种情况,沉桩的速度不能太快,也不能太慢,要控制好进度,沉桩要有一定的顺序,持力层较深的管桩要先压,持力层较浅的管桩后压。同一栋建筑从中间向两头或向四周压桩,周围有建筑物的时候,要从建筑物的一侧开始,从距离建筑物近的地方开始压桩,再向远处延伸,同时为了消除一部分的超孔隙水压力,要设立应力释放孔和防震沟。还要提前在压桩位置附近设立检测点,防止压桩时影响到周围地况,这样能够及时发现问题。后,施工过程中停歇时间不能太短,以免造成摩擦力过大,沉桩困难,沉桩速度变慢。
3.2 对于桩身破坏的防治措施
强化对桩身材料的质量验收与检验,确保桩体质量合格。检查管桩结构的性能检测报告、出场合格证、钢筋力学性能以及管桩砼强度;检查管桩外观,要求桩顶无空隙,色感均匀,无裂缝、露筋、蜂窝;检查裂缝时可以通过表面淋水的方式进行检查;检查桩顶的平整情况以及桩帽的内衬,要求符合标准,否则将导致桩头容易被打碎;要求管桩强度等级达标,龄期达标。施工完毕后破桩头时,做到合理凿桩施工,合理开挖土方,重视土方开挖过程中的施工水平与施工质量。开挖基坑的过程中,当位于管桩密集的部位进行施工时,要求谨慎施工以免桩身倾倒,杜绝边打桩边开挖,以免预应力管桩倒向开挖方向;做到均匀、对称、分层开挖,杜绝过度在中间挖,以免导致周围与中心土体高差过大而导致管桩中间折断。
3.3 对于斜桩的防治措施
首先要维修检测机械设备,当时设备中途出现故障,然后要把施工路面铺平,凹凸不平的路面也会出现斜桩的情况,松软的路面要铺上石渣,石渣的厚度也要达标,打桩过程中,桩身要垂直,这是出现斜桩常见的问题。如果中途遇到石块等阻碍物,要清除干净再沉桩,为了避免土体对桩身出现侧压力,使桩身倾斜,要在施工之后再进行基坑开挖。
4 结语
目前,我国的预应力管桩应用逐渐普及,其施工质量也有了显著的改善,但问题点也较多,因此,做好文章中提到的几点至关重要。预应力管桩是基础工程,且属于隐蔽工程,施工单位应当要加强对施工过程的管理,及时排查质量隐患及查找原因,这对于工程质量与施工效率的提高有着极为重要的作用。
参考文献:
[1]郑德云.预应力管桩施工的常见问题及防治措施[J].河南建材,2016(2):118-120.
论文作者:毛益锋
论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷10期
论文发表时间:2019/9/20
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