
对预应力混凝土管桩上浮问题的分析.pdf
5页对预应力混凝土管桩上浮问题的分析近年来,预应力商品混凝土管桩由于具有承载力高、适应性强等特点得到了大力推广, 但面对预应力商品混凝土管桩在施工中存在的质量问题,管桩上浮现象十分突出,必须要引起我们关注本文通过分析预应力商品混凝土管桩的施工特点,以某工业区工程为例, 针对上浮原因,提出处理措施一、预应力商品混凝土管桩的施工特点1、适用条件正确选择桩型可以避免及减少挤土效应的有害影响1)预应力管桩不适合用于岩溶、石灰岩地区;上部有厚淤泥软土、下部桩端直接进入中、 微风化层等软硬突变的地基以及有大量孤石、有坚硬隔层的地质 此外,由于纯摩擦桩不利于管桩桩身强度的发挥,亦应慎用预应力管桩2)对于大多数建筑场地,可考虑选用预应力管桩,但应结合地质勘察报告和施工情况, 充分考虑挤土效应的影响, 决定是否选用预应力管桩以及桩基施工要求2、桩距按桩基规范,预应力管桩最小桩中心距应不小于3.5d当穿越饱和软土时桩中心距要求最大, 穿越非饱和土或开口的部分挤土桩次之;对桩数少于9 根、仅 12 排以摩擦为主的桩基,最小桩中心距可适减按地基基础设计规范要求,对非饱和土的最大布桩平面系数应控制在 6.5以内,对饱和土的最大布桩平面系数控制在5。
正常设计可通过成桩试验来确定单桩承载力,确定桩长、压桩力、最后贯人度控制等打桩参数 可以通过调查, 参考当地有经验的地基施工单位意见来确定布桩桩距和施工参数如当地无管桩施工实例及施工参数,设计宜先做成桩试验二、工程概况某工业区工程为框架结构的大型公共建筑,总建筑面积为56,780m2,柱距为 l015m,基础采用 PHC AB600型高强预应力商品混凝土管桩,桩径500m m,总桩数 3956 根,单桩设计承载力特征值 N=3200kN,平均入土深度 29.58m,持力层为强风化花岗岩,持力层土的极限端阻力特征值qpk=6000kPa施工采用锤击法, 4 台桩机分 4 个区域同时从中心开始 在打桩过程中,基桩上浮比较严重,整个场地上升 200300mm经检测, 5 根基桩的承载力不满足设计要求,等待处理三、上浮原因分析1、挤土效应是管桩上浮的主因挤土效应一方面对松填土有挤密作用,可提高地基承载力,但对压实土在挤密的同时,会造成桩身上浮、移位和地面隆起,影响桩的承载力对饱和软土的挤土桩,因桩基施工使孔隙水压力消散,土层再固结沉降产生桩的负摩擦力, 也会引起桩承载力的下降和桩基沉降的增大分析认为,桩承载力下降的主要原因是由于桩身上浮所引起,但不排除桩底发生疏松和涌桩等原因。
2、桩的数量多、体积大该工程占地面积 56780m2,总桩数 3956 根,同时每个承台的桩数较多,大多数承台桩数为1020 根,最多的达 24 根由于桩与桩之间的相互影响,导致桩身上浮根据施工记录,该工程近4000 根桩,总入土深度达117018m,平均深度 29.58m,按每根桩 7.78m3计算,则打人地下的商品混凝土桩总体积约30778m3如果不考虑土质压缩,平均分摊到面积 56780m2的场地,则平均要提高约 0.54m,可见打入商品混凝土的量非常大当土饱和密实, 被挤到极限密实度而向上隆起时,相邻的桩将被浮起3、冲孔灌砂的影响根据勘察资料,该场地地下水丰富,与海水联动,填土下存在砂层和淤泥, 不适宜采用钻孔灌注桩, 也不适宜采用天然地基或复合地基如果采用预制桩,因南部夹有大块石,要想穿过厚约18m 的填石有很大的施工困难因此,设计在南部采用先冲孔灌砂,再打预应力管桩,这样就不需考虑不同基础形式之间的差异沉降但由于冲孔灌砂数量多,达 824根,因此,需排开更多的地下空间,大量的砂才能冲入孔中,同时在砂孔中打桩时进桩较困难,容易打破桩头,加剧了场地的隆起4、测量误差由于仪器、操作、读数等原因,所测数据存在测量误差。
该工程测量上的主要不足是测点未固定,由于施工的原因, 管桩顶面很难在一个水平上, 因而桩顶每一点标高不一致, 如果先后两次测点不再同一点,就出现了不同的标高为了测得比较准确的数据,应在桩顶作出标记四、处理措施及效果1、确定处理方案全部桩施打完毕,重新测量时发现绝大部分桩存在上浮现象,而且有的上浮很严重,最大的达45mm为此召开专题会议,分析原因并研究处理方法 鉴于该工程桩数较多, 场地存在密实度较大的砂层,部分桩头在收锤后接近极限荷载或出现轻微裂缝的情况,如果继续采用锤击法,很可能打坏管桩,因此,最后决定采用静压处理方案进行处理2、确定静压参数为了获得比较详细的试验数据,并具有可比性,选取不同区域两根桩进行试验对比,确定上浮较大的两根桩C80 4及 C784 15进行静压试验终压力值均采用6000kN,其中 C80 4 桩长 29.3m,上浮 25.3mm,压入 35mm;C784 15 桩长 26.3m,上浮 22.8mm,压入 37mm1 周后进行静载试验,承载能力满足设计要求根据静载试验曲线,终压力值确定为6000kN 比较合适3、多次静压处理除做过静载试验的2 根桩之外,所有的桩均按照确定的静压参数进行静压处理,以彻底消除上浮。
场区采用1 台静压桩机施工,静压前将露出地面的桩头全部锯掉,入土较深的桩先进行接桩处理,施工顺序是从中心开始分区域对称进行,严格监控终压力值6000kN,施工过程中做好详细的施工记录施工完毕,再重新测量全部桩顶标高, 与静压前测量的桩顶标高相比较,绝大部分的桩已消除上浮, 但也有部分桩的上浮未彻底消除,其上浮高度较小,最多的为15mm,大多在 110mm 之间分析认为,静压处理有明显的效果, 对上浮高度在 10mm 以内的可不做处理,仅对上浮高度在10mm 以上的进行补压4、处理效果静压处理完毕,选取24 根桩做静载试验, 96 根桩进行高应变动测检验根据静载试验报告,实际总沉降量为l4.528.86mm,残余沉降量为0.686.87mm,全部满足设计要求高应变动测检验结果也符合规范要求5、预防措施首先应从设计上把关, 优选桩型及施工方法 对于沿海填土区,特别是新近填土区且经过强夯或碾压处理,应尽量避免采用高密度、大管径的预应力管桩,优先采用其他桩型,如钻孔灌注桩、冲孔灌注桩及筒桩等 采用管桩时也应优先选用静压法,以减小施工振动对周围管桩的影响五、结论预应力商品混凝土管桩因其诸多优点而被广泛采用,但由于该桩型在秦皇岛应用时间较短,理论研究和工程实践经验还不够丰富, 应用过程中仍会存在许多问题。
对这些问题应引起足够的重视,根据特征正确分析,采取相应的处理措施,才能确保工程质量。












