01、管桩基础质量问题主要类型管桩基础质量问题主要表现形式:1、成桩桩身完整性问题(桩身破裂);2、单桩承载力问题(沉降量过大);3、桩身垂直度问题(倾斜);4、桩位偏差问题(偏位大)02、管 桩 破 损 原 因。
1、管 桩 桩 身 质 量 问 题2、工 程 地 质 条 件 问 题3、管 桩 设 计 存 在 问 题4、管 桩 施 工 存 在 问 题5、业 主 管 理 存 在 问 题03、案例一(石灰岩地区静压桩破损)
在石灰岩地区打桩,桩的破损率可达到40%—60%甚至更多用静压桩工艺在石灰岩地区也有成功的经验但也不是万能的广州花都区有一个静压桩工程,设计采用φ500-125管桩,Ra=2000蒸压加气混凝土kN这里是石灰岩地区,岩面起伏不算很大,岩面埋深20~30m。
试压桩时,三分之二的管桩,加压到3600kN时桩身下部发生崩裂这样的工程怎么办?专家建议:①减低单桩设计承载力:取Ra=1600~1700kN为宜;②终压力不要超过3600kN;③改φ500-125A类桩为AB类桩,提高桩身抗弯能力;
④改十字型钢桩尖为工字钢多齿型桩尖,增强桩尖的嵌岩能力。
H型钢Ⅱ型桩尖04、案例二(泥岩持力层软化)在泥岩地区应用管桩问题不少上世纪九十年代,广州海珠区几个管桩基础(锤击桩或静压桩)出现了问题基本情况是:当管桩打入(压入)强风化泥岩收锤(终压)后,起初单桩承载力检测能达到设计要求,但过了一二个月再进行承蒸压加气混凝土载力试验,就会出现不合格情况,若进行复打或复压,该桩还可以继续下沉,下沉量少者几十厘米,多者几米,最大的下沉量达到3.70m以上。
强风化泥岩持力层渗水软化
不漏水 漏 水(内流外) 漏 水 (外流内) 填砼芯综合治理方法:1、在管桩内腔底部灌注细石混凝土进行封底但这种方法也不是万能的,如果桩身较短或桩身外面止水路线较短,地下水可顺着桩身外壁下渗,也会将桩尖附近的土体软化。
2、用复打(复压)的方法来处理通过复打(复压)后桩尖进入深一层的强风化泥岩,一般来说,下部的泥岩由于体积不易膨胀而不再继续软化,但复打(复压)也不是万能的,一些短桩复打(复压)后桩尖处的强风化泥岩还会继续软化。
所以,以强风化泥岩蒸压加气混凝土作持力层的短管桩工程,承载力不能按常规取值3、设计承载力要减少,尤其是短桩工程05、案例三(持力层为粉砂质泥岩的管桩工程)2005年广州某建筑工程,层高21层,采用φ500-125静压管桩,持力层为强风化粉砂质泥岩,布桩400根,桩长20~25m,单桩承载力特征值Ra=2000kN,终压力为4600kN。
由于是泥岩,也会发生泥岩中管桩基础常出现的问题,但又由于是粉砂质泥岩,与纯泥岩有所不同,其复压下沉量一般为20~30cm,最大也不超过60cm下沉量除了与渗水量有关外,还与泥岩中粉砂含量有直接关系这个工程只通过复压处理,就达到设计要求。
除了强风化泥岩有桩尖附近的岩土体软化的问题,一些含泥量较多蒸压加气混凝土的强风化花岗岩也有一个桩尖软化的问题,所以在这样的地层中应用预应力管桩,要做好复压(复打)的准备,也就是说送桩不要太深另外,采用一种福建某管桩厂发明的连体桩尖,抗软化的效果较好一些。
桩尖采用混凝土桩尖:
引孔机
复 压 情 况:全部基桩施压完毕,选取不同部位的41根桩进行复压;入土深度大于9m的桩,复压力达3000kN时,下沉量均不超过10mm;入土深度小于9m的桩,复压力达3000kN时,多数下沉量超过100mm 。
静载试验结果现场做7根桩的静载荷试验,其中288#和290#)桩的试验结果与设计要求差距较大288#桩:引孔深度8m,桩尖入土深度为7.8m,此桩在沉桩后曾发现桩孔内有涌水现象,说明蒸压加气混凝土其封底不密实试验加载到960kN时,桩顶下沉量就超过40mm;。
290#桩:引孔深度8m,桩尖入土深度7.45m,此桩曾复压过一次,复压力为3000kN时下沉量达300mm试验加荷到1440kN时,桩顶下沉量就超过40mm承载力不合格原因分析部分入土深度小于8m的短桩承载力不合格,原因不是挤土效应引起桩体上浮,而是:。
①桩引孔和压桩间隔时间较长,孔内积水,压桩时桩尖很难达到引孔底部,待孔底水慢慢消失,桩尖以下会留有空洞和软化土②少数桩的桩端封口不密实,导致管桩内腔进水,软化了桩尖附近的土体③对桩长小于8m的短桩:3600kN的终压力值偏小是承载力达不到设计要求的主要原因。
引孔孔底积水下的压桩工蒸压加气混凝土程示意图静压桩极限承载力与终压力关系的经验公式:当6m≤L≤9m时, QU=βPze =(0.60~0.80)Pze9m<L≤16m时, QU=βPze =(0.70~1.00)Pze
16m < L≤25m时, QU=βPze =(0.85~1.00)PzeL >25m时, QU=βPze =(1.00~1.15)Pze式中 L——静压桩的入土深度;QU——入土部分静压桩的极限承载力;
β——相关系数,或称时间效应系数;Pze——静压桩的终压力值终压力取值研究按经验公式:(当6m≤L≤8m时, QU=βPze =(0.60~0.80)Pze)估算,7~8m的短桩:若取β=0.7,则Pze =24蒸压加气混凝土00÷0.7=3450kN,故用3600kN的终压力施压有部分7~8m短桩的承载力也能达到设计要求;。
若土质略差一些,取β=0.6, 则Pze =2400÷0.6=4000kN,故3600kN终压力偏小专家建议:用4200kN的终压力对入土深度小于8m的桩进行复压,稳压次数最多三次6、案例四(压桩机陷机引起的事故)。
静力压桩机的压桩力不能说越大越好,压桩机越大,对地面的要求越高,陷机的机会越多600~700t重的压桩机,接地压强高达140~160kPa,如果工地现场没有这么高的地耐力,加上压桩机来回行走,压桩机就会发生陷机,容易将已压入土层且送桩深度较浅的基桩挤弯挤断。
陷机引起的质量事故顺德李蒸压加气混凝土仁耿高工撰写的《静力压桩中陷机及其影响的探讨》论文中有这样的结论:陷机产生的侧向压力会使浅表土体发生水平位移,从而导致附近已施工基桩及市政设施、民宅等产生不同程度的损坏陷机处凡桩顶深度<2.5m的基桩都会受到侧向压力的影响,轻则倾斜,重则断裂。
桩顶愈浅,被推断的概率愈大,特别是桩顶深度<1.5m时,其被推断的概率高达90%东莞某工地,为地上十五层地下一层的酒店,用φ500-125AB型PHC桩,单桩设计值R=2000kN,桩入土深度20m左右,用总重520t重的压桩机施压,一共压桩260多根,其中23根是最后的补压桩。
基坑为混凝土土钉喷锚支护每次开挖深度为1.20~1.40m但土方开挖后,发现蒸压加气混凝土50多根桩有不同程度的横向裂缝,裂缝大部分在地面以下4.5m~8m之间,多数呈半环形,也有少数成环向裂缝,裂缝间距以30~40cm为多。
经调查分析:排除挖土、夹桩等原因引起的可能,了解到在工地最后进行23根补桩期间,天下雨,压桩机多次来回移动,在部分地区出现陷机现象 其中一个9桩承台,桩身有横向裂缝的桩送桩深度均没有超过2.0m:231#桩,送桩0.4m;233#桩,送桩0.7m;。
234#桩,送桩0.5m;235#桩,送桩1.9m;238#桩,送桩1.1m桩身没有横向裂缝的桩送桩深度均超过2m:232#桩,送桩2.0m; 236#桩,送桩2.5m ;237#桩,送桩3.5m; 239#桩,送蒸压加气混凝土桩3.4m。
这与顺德工程师的调查报告相吻合。最后对有横向裂缝且裂缝宽度大于0.3mm的桩在承台底下4m范围内作一些加固处理。
九桩承台示意图压桩场地处理的重要性珠三角地区工程场地大多比较软弱,对静压桩施工非常不利,所以需要在压桩前对施工现场进行加固处理,但处理往往需要投入,有些业主对此认识不足,舍不得花这笔场地处理费,结果发生陷机,引起基桩的质量问题,不仅事故处理费用远远超过场地的处理费用,且又耽误了工期。
所以,在静压桩的设计和施工中,一定要重视施工现场,务使场地的承压能力能满足压桩机正常运行的要求7、案例五(采用复压进行桩基处理)该工程为4栋15~19层的高层住宅,布φ500-125管桩680蒸压加气混凝土根,用D62柴油锤施打,桩入土深度大部分超过30m,最浅25m,最深40m。
这个工地的地质条件也是属于“上软下硬、软硬突变”的不利于锤击法施工的地质条件,经验不足的打桩队打桩容易出现质量问题根据54根桩的高应变检测结果,有8根为Ⅲ类桩,6根为Ⅳ类桩,Ⅲ、Ⅳ类桩占所测桩总数的25.7%,为此各方提出不同的处理方案。
处理方案之一:将整个工地600多根管桩的内腔中的泥水清洗抽干,放钢筋笼,灌芯混凝土评 议:此方案既费时又费钱,实际处理效果是难以达到预期的要求,且对Ⅳ类桩还达不到桩身强度加固的目的处理方案之二:按高应变检测结果的Ⅲ、Ⅳ类桩的几率即以30%的比例来补桩。
评 议:最大的问题是对整个桩基的质蒸压加气混凝土量认识不清,补桩带有较大的盲目性,有的地方该补的没有补足,有些不该补的却去硬补最后实施方案:专家组提出用二倍单桩承载力特征值(2300kN)即4600kN的复压力对每根基桩进行复压的建议。
复压不仅可对每根桩的承载力进行一次直观的检测,而且对整个桩基的状况进行一次全面的普查当某桩复压后没发现异常,表明该基桩可供使用当复压时发现异常现象,可立即利用压桩机进行补桩不足之处在于有缺陷的但承载够的桩找不出来且不能补强。
本工程进行复压处理的难点:一是场地地面较软弱,若不经处理,压桩机定会陷机陷机就会推斜推断附近的基桩二是送桩太深,复压时找顶头很困难据统计,680根桩桩顶突出地面的有14根,占桩数的5%;送蒸压加气混凝土桩1~2m的有237根,占35%;送桩2~4m的有383根,占56%;送桩4m以上的。
有26根,占4%复压前采取措施:一是先将整个地面去掉2.5m左右的土,然后将高出地面的桩头截去这样,送桩2~4m的桩桩头就容易找到;二是在取土地面上回填50~70cm厚的建筑垃圾(主要为拆房的碎砖);三是按10~12m间距在场地四周布设8m深的降水井,降水后,地表土很快固结,600t重压桩机行走不发生任何陷机。
降水井
这样,复压和补桩工作不到一个月就完成最后又随机抽出35根复压桩作大应变检测,满足设计要求这个案例说明在某些条件下,用复压的方法进行管桩基础的处理,是一种效果比较好的方法08、案例六(软土地区基桩倾蒸压加气混凝土斜折断事故)。
软土地区基坑开挖不当引起的基桩倾斜折断事故:深圳某立交桥桥墩基础,采用φ500-125管桩,布桩是二排四根的8桩承台,桩最小间距为1500mm,地质情况是(从上到下):2m的耕植土,5m的淤泥,以下是N=50~60的强风化岩层,管桩顶部基本平地面,桩尖入强风化岩2m左右,桩长约9m。
承台基坑开挖时,用挖土机挖了2m左右,管桩就折断,断口在淤泥与强风化岩的交界处此时淤泥上部2m耕植土体推力引起软硬交界处的附加弯矩大于管桩极限弯矩
土方开挖后管桩受力示意图后来将其他承台8根管桩顶部用角钢联成一个整体,再进行挖土,就不出现管桩桩身断裂的问题所以这个工程事故的原因不是管桩的桩身质量问题,而蒸压加气混凝土是地质条件和开挖不当所引起的珠三角地区,淤泥软土层厚,有些厚达30~40m,在软土层厚的桩基础工程中开挖基坑,一定要按有关施工规范进行施工。
否则基桩容易倾斜,严重时桩身折断,这样的事故经常发生,而往往被人们所忽视经验告诉我们:挖土应分层均匀进行且每根桩桩周土体高差不宜大于1m当基坑深度范围内有较厚的淤泥等软弱土层时,软土部分及其以下土方,宜采用人工开挖;必要时,桩与桩之间进行刚性连接,形成一个不易变形的空间结构。
基桩倾斜断裂事故处理起来往往很困难,因为基坑开挖后,软土露出来,即使要进行补桩处理也是很不容易的所以,管桩施打(施压)完毕、开挖基坑前,应制订合理的施工方案和施工程序,否则,有可能“前蒸压加气混凝土功尽弃”清代何元普题四川新都宝光寺大雄宝殿一
对联:世外人,法无定法,然后知非法法也;天下事,了犹未了,何妨以不了了之注释:世外人:出家人;法无定法:佛法并非是不变的;非法法:非法也是法,法也是法,劝人不必执着苟求规范规程总结的是比较成熟的内容,其科技水平不是最高的,也不是最先进的,规范科技的总体水平应该是中偏上,规范是给刚入行的或经验少的工程师用的,照套规范不会出大事,但是一味按规范去做没创新也是成不了一个好工程师,所以对规范规程要有一个辩证的看法,在我们国家,没有规范就乱套,但被规范束缚了就没创新。