《静压管桩基础施工常见问题及对策》由会员分享，可在线阅读，更多相关《静压管桩基础施工常见问题及对策（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、-1-静压管桩基础施工常见问题及对策作 者：白 华 民（河南华兴地质工程有限公司，河南 南阳 473000）摘要：简述静压管桩的沉桩机理，介绍适用于静压管桩基础场地的勘察要求，并提出静压管桩施工过程中常见问题及对策。1、引言静压管桩的沉桩是采用静力压桩机自重和机架上的配重提供反力，而将管桩压入土中的施工工艺。由于其具有无噪声、无振动、无污染，符合绿色岩土工程治理的要求，同时选用高强预应力管桩作为基础，具有工艺简单、单桩承载力高、质量直观可靠、工期较短、造价适宜、检测方便等优点，得到全国各地的广泛应用。2、静压管桩沉桩机理静压管桩沉桩施工时，将桩端压入土体中，原状土的初应力状态受到破坏，造成桩端
2、下土体的压缩变形，随着桩沉入深度及压力的增大，土体对桩端产生相应阻力也随之增大。当桩端处土体所受应力超过其抗剪强度时，土体发生急剧变形而破坏，粘性土体会产生塑性流动或挤密侧移，而砂性土体则产生下拖。在地表处，粘性土体会向上隆起，砂性土体则会被拖带下沉；在地下深处由于上覆土层的压力，土体主要向桩周水平方向挤密，使贴-2-近桩周处土体结构破坏。由于较大的辐射向压力作用，也使邻近桩周处土体受到较大的扰动影响。此时，桩身受到土体强大法向抗力所引起的桩身摩阻力和桩端阻力的抵抗，当抱桩器给予的压力大于沉桩时的这些抵抗阻力时，桩则继续下沉，反之，则停止下沉。压桩时，地基土体受到扰动，桩周土体的实际抗剪强度与
3、地基的静态抗剪强度有很大差异。随着桩的沉入深度，桩与桩周土之间将出现相对剪切位移，由于土体的抗剪强度和桩土之间的粘聚力作用，土体对桩周表面产生摩阻力。当桩周土质较硬时，剪切面发生在桩与土的接触面上，当桩周土较软时，剪切面一般发生在邻近于桩表面处的土体内。在粘性土中，随着桩的沉入深度，桩周土体的抗剪强度逐渐下降。在砂性土中，除松散砂层外，抗剪强度变化不大，各土层作用于桩侧的摩阻力并不是一个常值，而是随着桩的继续下沉而显著增加，其值可占沉桩阻力的 50%-70%，它与桩周处土体强度成正比。在粘性土中，桩端处土体，在沉桩压力扰动重塑下，土体的抗压强度明显下降。在砂性土中，密砂受松驰效应影响，土体抗压
4、强度降低，松砂受挤密效应影响，土体抗压强度增大。在成层土地基中，硬土中的桩端阻力还将受到分界处粘土层的影响，上覆盖层为软土时，在临界厚度以内，桩端阻力将随压入硬土内深度增加而增大。下卧层为软土时，在临界厚度以内，桩端阻力将随压入硬土内深度增加而减少。-3-在静压管桩施工中，因接桩或其它因素影响，而暂停压桩。间歇时间的长短，虽对继续下沉的桩端阻力无明显影响，但对桩侧摩阻力的增加影响较大，桩侧摩阻力的增大值与间歇时间成正比，在粘性土中表现尤为突出。因此，在静压法沉桩中，应合理安排接桩的结构和位置，缩短接桩时间，避免将桩端停留在硬土层中进行接桩施工。3、静压管桩基础对勘察工作的要求静压管桩虽有不少优
5、点，如不能按照静压管桩基础的技术要求进行勘察，其优点不但不能得到发挥，反而还会对工程造成危害，现根据南阳市区地基土的工程地质特征，阐述一下勘察工作应做的如下几点：（1） 、应查明桩端持力层的起伏变化情况。在南阳市区西部10 米以上土层多为粉质粘土并具中弱膨胀性，承载力特征值在180KPa 左右。自地表往下 10 米至 20 米有中粗砂层，厚薄不一，较薄层只有 0.5 米左右，较厚层有 2-5 米，承载力特征值在200KPa 左右。粉质粘土与砂层交替出现，起伏不平，把桩端放到砂层上是最好的桩端持力层。在南阳市区东、南及北部，其工程地质特征是，上部 10 米多为粉质粘土及中粗砂，承载力特征值在 1
6、50KPa 左右， 10-30 米地层为含卵砾中粗砂及粉质粘土，桩端以进入 10-30 米地层中的含卵砾中粗砂为宜。在一般的岩土工程勘察中，孔距在 15-30 米左右，大多数的勘察孔距是 30 米左右，显然是不能满足静压管桩基础的勘察要求。为了查明桩端-4-持力层的起伏情况，这就要求勘察工作应根据地区经验适当加密钻孔，查明持力层的起伏变化规律。勘探布点间距一般宜取12-24 米，最好为 15 米左右，且每项工程或大型项目的每个单位工程的勘探布点不宜少于 5 个；勘探孔深度应进入预计桩端平面以下 3-5 米，必要时还可在钻孔间布置静力触探孔以更准确 的 探明 持 力 层 的 变 化 规 律 ，
7、以 此 准 确 灵 活 调 整 管 桩 长 度 ， 使 设 计 和 施 工 做 到合理 完 善 ， 从 而 降 低 工 程 造 价 。（2） 、各主要土层应增加 N 值测试次数。在勘探深度范围内的每一土层，均应进行标准贯入实验或室内实验，但在主要土层中应适当增加 N 值的测试次数，其中遇中密 密实砂层、硬塑 坚硬粘性土层、残积土层及全风化岩层时约每 2 米测试一次；预计作桩端持力层的土（岩）层约每 1 米测试一次。管桩工程要求岩土工程勘察报告中多提供有用的 N 值，在以粘性土为主的地层中遇到砂层、含卵砾砂层；在以砂性土为主的地层中遇到下卧软弱层要多一些标贯测试，这样才有利于合理配桩及确定终压。
8、（3） 、对静压管桩沉桩可行性进行评价。在南阳市区的东、南及北部，桩端持力层宜进入含卵砾粗砂中，但在局部地区含卵砾粗砂层与粉质粘土交替出现。若桩端在10 米以上就遇到含卵砾粗砂层，其下部还有较软的粉质粘土，压桩时虽满足终压力，但桩长较短，而静载实验时却不满足设计要求。若压桩时穿透上部的含卵砾粗砂层，压桩力会过大，会产-5-生爆桩或者断桩，只有采取引孔压桩法才能完成，使桩端进入合适的持力层中，消除下卧软弱层对工程隐患。在南阳市区西部，属垄岗地貌单元，以粉质粘土为主，局部有硬夹层（砂层） ，尤其硬夹层不厚的情况下施工时桩端达到硬夹层，瞬间终压力也能满足设计要求，但在做静载实验时桩端土要承受更大的压
9、力，其压力传递到软弱下卧层后，引起该层土压缩增大，进而桩体下沉增加，沉降量不能满足设计要求。若遇此类工程只有加大桩长，增加桩周摩阻力，以满足终压。所以，要根据不同土类性质的差异进行评价，评价范围应包括建议采用的压桩力，桩在粉质粘土和砂土中的挤密效应以及建议采用的桩距。4、存在问题及对策静压管桩以单桩承载力特征值高，质量直观可靠且经济环保等优点在全国大部分地区广泛应用。但在南阳市区，人们认为地质条件比较复杂，存在较厚的砂卵石层，不宜采用静压管桩基础，直接影响了静压管桩在南阳市区的使用和发展。自二 00 八年以来，静压管桩在南阳市区也逐渐兴起，南阳三杰房地产开发有限公司开发的家和万世综合大厦；南阳
10、春秋房地产开发有限公司开发的祥和嘉苑 1#、2#、4#楼；河南天工建设集团有限公司开发的丽水源 A、B、C 楼；南阳市隆基房地产开发有限公司开发的上城水岸均采用了静压管桩基础。根据南阳市区的静压管桩应用情况也发现存在一些问题。（1） 、截桩问题及对策-6-由于南阳市区工程地质条件比较复杂，桩端持力层顶板埋深起伏较大，而现行勘察规范规定在详勘阶段勘探点间距一般在15-30 米，勘探点之间的持力层顶板埋深多为推测的结果。在施工过程中往往会出现与岩土工程勘察报告不符，导致不能科学合理配桩，造成大量截桩，材料浪费。对策：施工前应仔细研究岩土工程勘察报告，最好请原勘察单位沿建筑物轴线或承台分布部分进行补
11、探，以准确确定持力层顶板埋深并绘制持力层顶板埋深等值线图以指导施工，然后科学合理地确定管桩尺寸；合理安排压桩顺序，尽量避免“桩塞”效应，最大限度的减少截桩。（2） 、挤土效应及对策静压管桩属于挤土桩，有明显的挤土效应，特别是在粘性土场区，压桩产生的挤土效应的影响距离可达 10 米左右，在压桩施工时挤土效应会造成 10 米之内的建筑物受损，会使 10 米之内的管线、道路等遭到破坏。所以，应引起高度重视。对策：进行管桩施工前及施工中应对周边临近建筑物或道路、管线布设变形观测点并进行观测，制订预案，防止纠纷发生；施工前应挖防挤沟，可有效的释放挤土效应，减小挤土压力，以减少对周边环境的不利影响。（3）
12、 、陷机问题及对策目前，市场上静力压桩机短船着地压力都比较大，如天津泰重型机械有限责任公司生产的 TYY800 型液压式压桩机，短船着-7-地压力约 180KPa，而南阳市区的表层土层承载力特征值一般小于 150KPa，施工时很容易陷机；还有一些施工场地，由于老基础的存在而不能压桩，必须开挖清除，开挖后回填的土层承载力特征值更低，一般在 80KPa 左右，若遇雨季陷机就在所难免；送桩留下的孔洞也会引起陷机。陷机会损坏已压好的管桩，当压桩机到已压好的管桩位置时，由于陷机桩身除受坚向压力外，还受到巨大的偏心力矩作用，导致桩身弯折断裂；另外，土体产生的水平位移也会把已压好的管桩推断。对策：施工前要详
13、细了解场地的工程地质条件，特别是 5m深度内各层土的承载力及相关力学数据。当表层土承载力不足或开挖换填的新土及雨季施工时应在场地上部铺垫一层碎石或砖渣，增大地面抗压能力，使之达到或超过桩机着地压力，避免陷机带来的危害。另外，要及时回填送桩时留下的孔洞。静压管桩的沉桩施工中出现的问题各种各样，与土质、土层顺序、硬土层厚度、桩数、桩距、施工顺序、进度等有关。但只要事前予以重视，采取预防措施，加强观测工作，做到信息化施工，一定能够取得满意的工程效果。二 00 九年五月参考文献： 建筑桩基技术规范 JGJ94-2008河南省工程勘察设计行业优秀论文集（2007 年卷）-7-预应力混凝土管桩基础技术规程（DBJ/T15-22-98）本文已刊登在山西建筑（2009）35 期
