桩基施工常见问题分析及预防措施

'桩基施工常见问题分析及预防措施朱桂红山东省沂源县住房和城乡建设局256100摘要：桩基础是应用比较广泛的一种基础类型，也是最古老的基础之一。随着桩基础应用领域的扩宽，机械设备和施工技术不断得到改进与发展，产生了众多新桩型和新工法，木文着重对桩基施工过程中出现的常见问题进行分析，并提出相应的预防措施。关键词：桩基；施工工艺；质量控制一、桩基及其分类1、桩基。桩是将建筑物的荷载（竖向的和水平的）全部或部分传递给地基土（或岩层）的具有一定刚度和抗弯能力的传力构件，桩基础一般由承台将若干根桩的顶部联结成整体，以共同承受荷载的一种深基础。2、桩基分类1.2.1按承载性状分类：摩擦型桩：摩擦桩、端承摩擦桩；端承型桥：端承桥、摩擦端承桥；1.2.2按成桩方法分类：非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩1.2.3按桩径分类：小直径桩：d?250mm中等直径桩：250mm?d?800mm大直径桩：d?800mm二、桩的承载机理当桩顶受到竖向荷载时，桩顶荷载由桩侧摩阻力和桩端阻力共同承担，但桩侧摩阻力和桩端阻力不是同步发挥的。 竖向荷载施加于桥顶时，桩身的上部首先受到压缩而发牛相对于土的向下位移，于是桩周土在桩侧界面上产生向上的摩阻力；荷载沿桩身向下传递的过程就是不断克服这种摩阻力并通过它向土中扩散的过程。由于桩身压缩量的累积，上部桩身的位移总是犬于下部，因此上部的摩阻力总是先于下部发挥出来；桩侧摩阻力达到极限之后就保持不变；随着荷载的增加,下部桩侧摩阻力被逐渐调动出来，直至整个桩身的摩阻力全部达到极限，继续增加的荷载就完全由桩端持力层土承受；当桩底荷载达到桩端持力层土的极限承载力吋，桩便发生急剧的、不停滞的下沉而破坏。三、桩的选型1、桩的选型原则。桩的选型要综合考虑多种因素，包括建筑物结构类型、荷载性质与大小、穿越土层和桩端土层类别与性质、地下水、施工环境、当地施工经验等。2、桩的选型误区：(1)凡嵌岩桩必为端承桩将嵌岩桩一律视为端承桩会导致将桩端嵌岩深度不必要的增加，施工周期延长，造价增加。(2)预制桩质量稳定性高于灌注桩由于预制桩在工厂中预制，桩身质量肯定比灌注桩易于控制，易于保证；但预制桩的主要问题发生在沉桩过程中，从而影响桩基的质量，其至周围环境，产生工程事故。由于沉桩的挤土效应，形成浮桩事故；由于持力层顶面标高起伏过大，不能按设计要求沉入预定标高，影响单桩承载力的发挥，产生截桩、接桩等问题。桩的截面尺寸和桩长的可调性差，单桩承载力可调范围小，难于实现变刚度调平设计。(3)凡扩底可提高承载力?对支承在岩石上的桩，认为扩底可以增大端部的抗力。但当岩石的强度高 于混凝土强度时，没有必要扩底。桩侧土层如果比较好，扩底使桩侧摩阻力受到损失，结果是得不偿失。如果采用挤压等办法扩底，在软弱土层中，不仅不能提高承载力，反而造成桩侧、桩端土体的破坏，造成事故。(1)人工挖孔桩质量稳定可靠?一般认为人工挖孔桩的质量易于控制，但不适当地采用人工挖孔桩存在隐患：?用于水位以下，边挖土边降水，细颗粒流失，地面下沉，护壁脱落，乃至影响环境；在软土中挖孔，导致土体失稳。(2)挤土灌注桩也可应用于高层建筑沉管挤土灌注桩无需排土排浆，造价低，在20世纪80年代曾风行于南方各省，由于设计施工对这类桩的挤土效应认识不足，造成的事故极多，规范中规定在软土地区仅限于多层住宅使用。四、桩基施工常见问题的分析在桩基施工过程中会遇见各种各样的问题，例如桩顶破碎，桩身断裂，桩身位移、倾斜，桩锤跳跃，桩身严重冋弹等。发生这些问题的原因有钢筋混凝土预制桩制作质量、沉桩操作工艺和复杂土层等三个方面的原因。工程及施工验收规范规定，打桩过程中如遇到上述问题，都应立即暂停打桩，施工单位应与勘察、设计单位共同研究，查明原因，提出明确的处理意见，采取相应的技术措施后,方可继续施工。1、桩身断裂原因及预防措施a桩身加工的弯曲度超过规范规定，桩尖偏离桩的纵轴线较过犬，压桩过程中桩体倾斜或弯曲；施工前，应清除地下障碍物。每节桩的细长比不宜过大.一般不超过3Oob桩入土后，遇到坚硬障碍物(岩石、I口埋设物)，把桩尖挤到一侧；在初沉桩过程中，如发现桩不垂直应及吋纠正。桩打入一定深度发生严重倾斜吋不宜采用移动桩架来纠正。接桩时，要保证上下两节桩在同一轴线上。 c、插桩本身不垂直，在压入某深度后，用移机方法来纠正，使桩体产生弯折；桩在堆放、起吊、运输过程中，应严格按照有关规定或操作规程执行。d、多段桩施工吋，相连接的两段桩不在同轴线位置上，焊接后产生弯曲；5桩材混凝土强度不达标，在堆放、吊运准备工作中已经产生裂纹或断裂而没被发现。普通预制桩经蒸压达到要求强度后.宜在自然条件下再养一个半月，以提高桩的后期强度。2、沉桩达不到设计要求原因及预防措施：a、勘探点不够或勘探资料粗略。勘探工作以点带面。致使设计考虑持力层或选择桩尖标高有误。有吋因为设计要求过严，超过施工机械能力或桩身混凝土强度；探明工程地质情况。必要吋应作补勘，正确选择持力层或标高。b、桩机及配重太小或太大.使桩沉不到或沉过设计要求的控制标高，桩身打断致使桩不能继续打入。防止桩身断裂。打桩时注意桩身变化情况。3、桩顶位移原因及预防措施a、桩数较多，土层饱和密实、桩间距较小。在沉桩吋土被挤到极限密度而向上隆起，相邻的桩一起被涌起。在软土地施工吋，由于沉桩引起的空隙压力把相邻的桩推向一侧或涌起；沉桩期间不得同时开挖基坑，需待沉桩完毕后相隔适当吋间方可开挖，一般宜两周左右。b、桩位放线不准；偏差过大；基坑开挖注意有一定排水措施，留置边坡。基坑边不得堆放土方，基坑较深应分层开挖。4、接桩处开裂及预防措施a、采用焊接连接吋，连接处表面未清理干净，桩端不平整；接桩前保证连接部件清洁。b、两节桩不在同一条直线上接桩处产生曲折。压桩过程中接桩处局部产行生集中应力而破坏连接；接桩时，两节桩应在同一轴线上，焊接预埋件应平整服贴。 5、沉管灌注桩容易出现的质量问题及处理方法5、1颈缩：指桩身的局部直径小于设计要求的现象。原因：当在淤泥和软土层沉管吋，由于受挤压的土壁产生空隙水压，拔管后便挤向新灌注的混凝土，桩局部范围受挤压形成颈缩。当拔管过快或混凝土量少，或混凝土拌和物和易性差时，周围淤泥质土趁机填充过来，也会形成颈缩。处理方法:拔管时应保持管内混凝土面高于地面，使之具有足够的扩散压力,混凝土坍落度应控制在80〜lOOmmo拔管吋应采用复打法，并严格控制拔管的速度。5、2断桩：指桩身局部分离或断裂，更为严重的是一段桩没有混凝土。原因：桩距离太近，相邻桩施工吋混凝土还未具备足够的强度，已形成的桩受挤压而断裂。处理方法：施工吋，控制中心距离不小于4倍桩径；确定打桩顺序和行车路线，减少对新灌注混凝土桩的影响。采用跳打法或等已成型的桩混凝土达到设计强度后，再进行下根桩的施工。5、3吊脚桩：吊脚桩是指桩底部混凝土隔空或松软，没有落实到孔底地基土层上的现象。原因：当地下水压力大吋，或预制桩尖被打坏，或桩靴活瓣缝隙大时，水及泥浆进入套筒钢管内，或由于桩尖活瓣受土压力，拔管至一定高度才张开，使得混凝土下落，造成桩脚不密实，形成松软层。处理方法：为防止活瓣不张开，开始拔管吋，可采用密张慢拔的方法，对脚底部进行局部翻插几次，然后再正常拔管。桩靴与套管接口处使用性能较好的垫衬材料，防止地下水及泥浆的渗入。参考文献：[1]《建筑桩基技术规范》(」GJ94・2008)[2]主编张瑞生《建筑工程质量控制与检验》[3]建筑地基基础设计规范(GB50007-2010)⑷混凝土结构设计(GB50010-2010) ⑸工程测量规范(GB50026-2007)⑹建筑地基基础设计规范(GB50007・2010)'