简析路桥建设中ＰＨＣ桩施工的质量通病及预防措施

吴三涛

中图分类号:TU1文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0910088-01

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。PHC桩在路桥建设施工过程中,会碰到各种质量通病,分析其原因和应对措施主要表现有:

一、沉桩困难,达不到设计标高

(一)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。

(二)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

(一)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。

(二)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。2.压桩施工前应将立柱和大身(平台)调至垂直满足要求。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

(一)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。

(二)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

(一)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。

(二)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

(一)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。5.桩尖强度不足,地下障碍物或孤块石冲撞等。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。

(二)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。

PHC桩作为一种预应力高强混凝土管桩,是在近代高性能混凝土和预应力技术的基础上发展起来的混凝土预制构件,它是建设部科技成果重点推广项目。在PHC桩施工过程中,只要掌握好相应的技术措施,就能更好的发挥出PHC桩所具有的单桩承载力高、质量稳定可靠、施工速度快、施工现场文明、综合效益好等特点。从而为施工企业提高工程质量,增加企业效益发挥重要力量。