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对预应力混凝土管桩上浮问题的若干思考_5151doc

对预应力混凝土管桩上浮问题的若干思考
作者:未知 文章来源:网络 点击数: 更新时间:2010-2-6

摘要:预应力混凝土管桩由于具有承载力高、适应性强等特点,近年来得到了大力推广,但面对预应力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混凝土管桩的施工特点,以秦皇岛市某工业区工程为例,针对上浮原因,提出处理措施。
关键词:预应力混凝土 管桩 挤土效应 上浮
        1 预应力混凝土管桩的施工特点
        1.1 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。
        1.1.1 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。
        1.1.2 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。
        1.2 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1~2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。
        2 工程概况
        秦皇岛市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l0~15m,基础采用PHC—AB600型高强预应力混凝土管桩,桩径Ф500mm,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200~300mm。经检测,5根基桩的承载力不满足设计要求,等待处理。
        3 上浮原因分析
        3.1 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。
        3.2 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10~20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。
        3.3 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。


        3.4 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。
        4 处理措施及效果
        4.1 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。
        4.2 确定静压参数
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