浅析沉管灌注桩施工质量问题和处理措施
探讨沉管灌注桩在施工中的问题及解决措施
探讨沉管灌注桩在施工中的问题及解决措施作者：景佩瑞来源：《建筑工程技术与设计》2014年第20期摘要：沉管灌注桩是目前桩基础常用的一种，使用锤击式桩锤或振动式桩锤将一定直径的钢管沉入土中，造成桩孔，然后放入钢筋笼，浇筑混凝土，最后拔出钢管，便形成所需要的灌注桩。
若施工不当，易产生一些质量缺陷，本文主要阐述沉管灌注桩在施工的过程中容易出现的问题，并防止这些问题而采取的措施进行了深入的探讨。
关键词：沉管灌注桩；问题；措施沉管灌注桩质量事故引发的后果相当严重，作为施工单位在施工过程中应加强管理、协调，采取科学的施工方案，并制定切实可行的备用方案。
人员、机械应有适当的富余，主要机械设备应配备双套，以防万一，只有这样，才能避免质量事故或把质量事故降低到最小限度。
1沉管灌注桩施工工艺沉管灌注桩是利用桩锤的锤击作用，将带有活瓣桩尖或钢筋混凝土预制桩尖的钢管锤击沉入土中，然后边灌注混凝土边用卷扬机拔出桩管成桩。
锤击法沉管的主要设备一般是锤击打桩机，主要由桩架、桩锤、卷扬机、桩管等组成。
施工过程可综合为：安放桩靴→桩机就位→锤击沉管至要求的贯入度或标高→下放钢筋→灌注混凝土→边锤击边拔出钢管。
2施工中常见问题2.1断桩沉管灌注桩往往会出现断桩的现象，有时尽管采取了间隔跳打的方法，仍然难免断桩。
它产生的现象是：桩身局部分离，甚至有一段没有混凝土，部分坍塌，坍塌处没有混凝土。
断桩的裂痕成水平或略有倾斜，一般都是贯通整个截面，其位置常见于地面以下1～3m的不同软硬土层交接处。
形成断桩的原因是：地表土层较坚硬，下面为软弱土层，桩成型后，还未达到初凝强度时，在软硬不同的两层土中振动下沉套管，由于振动对于两层土的波速不一样，产生剪切力，把桩剪断；拔管时的速度太快，混凝土还未流出套管外，周围的土迅速回缩，形成断桩。
在流态的淤泥质土中孔壁不能直立，灌注混凝土时，混凝土比重大于流态淤泥质土，造成混凝土在该层中坍塌。
2.2缩颈即瓶颈桩又叫蜂腰桩，一般发生在地下水位以下，上层滞水层或饱和的粘性土中。
沉管灌注桩容易出现的质量问题及处理方法
沉管灌注桩容易出现的质量问题及处理方法一、劲缩。
劲缩指桩身的局部直径小于设计要求的现象。
原因：（1）当在淤泥和软土层沉管时，由于受挤压的土壁产生空隙水压，拔管后便挤向新灌注桩的混凝土，桩局部范围受挤压形成劲缩。
（2）当拔管过快或混凝土量少，或混凝土拌合物和易性差时，周围淤泥质土趁机填充过来，也会形成劲缩。
处理方法：拔管时应保持管内混凝土面高于地面，使之具有足够的扩散压力，混凝土塌落度应控制在50~70mm。
拔管时应采用复打法，并严格控制拔管的速度。
二、断桩。
断桩指桩身局部分离或断裂，更为严重的是一段桩没有混凝土。
原因：桩距离太近，相邻桩施工时混凝土还未具备足够的强度，已形成的桩受挤压而断裂。
处理方法：（1）施工时，控制中心距离不小于3.5倍桩径；确定打桩顺序和行车路线，减少对新灌注桩混凝土桩的影响。
（2）采用跳达法或等已成型的桩混凝土达到50%设计强度后，再进行下一根桩的施工二、主要机具：钢筋钩子、撬棍、扳子、绑扎架、钢丝刷子、手推车、粉笔、尺子等。
1、作业条件：2、钢筋进场后应检查是否有出厂证明、复试报告，并按施工平面图中指定位置，按规格、使用部位、编号分别加垫木堆放。
3、钢筋绑扎前，应检查有无锈蚀，除锈之后再运至绑扎部位。
4、熟悉图纸、按设计要求检查已加工好的钢筋规格、形状、数量是否正确。
5、做好抄平放线工作，弹好水平标高线，柱、墙外皮尺寸线。
6、根据弹好的外皮尺寸线，检查下层预留搭接钢筋的位置、数量、长度，如不符合要求时，应进行处理。
绑扎前先整理调直下层伸出的搭接筋，并将锈蚀、水泥砂浆等污垢清除干净。
7、根据标高检查下层伸出搭接筋处的混凝土表面标高（柱顶、墙顶）是否符合图纸要求，如有松散不实之处，要剔除并清理干净。
8、模板安装完并办理预检，将模板内杂物清理干净。
9、按要求搭好脚手架。
10、根据设计图纸及工艺标准要求，向班组进行技术交底。
绑钢筋：3. 任何情况下搭接长度均不小于300mm。
绑扎接头的位置应相互错开。
沉管灌注桩施工常遇问题及其对策
一
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工
程 技 术
沉 管灌注桩施 工常遇 问题及其对策
徐猛勇 (湖南水利水电 职业技术学院
引0000 )
词: 施工 问题及对策 中图分类号: T U 3 17
摘 要: 随着建筑业的不断发展，基础的设施与施工技术也在不断提高。桩基础已经成为一个常用的基础形式，当天然地基土质 不良 ，无法满足建筑物对地基变形和强度方面的要求时，常采用桩基础。 关键
1 桩顶标高问题
钢筋间最小净距的1/ 3， 坍落度:水下灌注的宜 为1 0一 0Inm， 6 2 干作业成孔的宜为8小1仪 )mm ， 套管成 孔的宜为60一 mm。 ) 观察检查和 SO 2 检查施工记录， 成孔深度必须符合设计要求。 以摩擦力为主的桩 ，沉查厚度严禁大于 300mm ; 以端承力为主的桩渣厚度严禁大于 0 mm. 套管成孔的灌注桩不得有沉渣。3)观 1O 察检查和检查施工记录， 桩实际浇灌混凝土量 严禁小于计算体积， 套管成孔的灌注桩任何一 段平均直径与设计直径之比大于 1。4 观察和 ) 尺量检查， 浇灌后的桩顶标高及浮浆的处理必 须符合设计要求和施工规范的规定。 当桩项浮 桨， 疏松混凝土全部凿完后， 应得证设计的桩顶 标高及混凝土质 量和伸入中的钢筋锚固 长度， 如凿除后的桩顶标高低于设 计标高， 必须有同 级别 混凝土人接长大字到一定高度。 并将埋入 承台的桩顶部分凿好洗净。5 在进行扩底反插 ) 时， 应严格按规范要求施工， 采取密扩慢拔的施 工方法， 保证桩身质量。6 桩身垂直度的控制 ) 也应引 起高度重视， 在沉管过程中， 及时检查及 时纠正， 确保桩身的垂直度符合规范要求。7 ) 确保钢筋笼放置与设计相符。钢筋笼在起吊、 运输、堆放时， 易造成变形， 放置入孔时， 易斜 擂人孔， 清孔时孔底沉渣成泥桨没有清理千净， 造成实际孔深与设计不符， 钢筋笼放不到设计
沉管灌注桩的施工质量及控制措施
沉管灌注桩的施工质量及控制措施摘要：沉管灌注桩以期施工速度快，效率高和操作方面，安全费用低等优点得到广泛应用，本文通过新建姚关烟草工作站沉管灌注桩的施工及低应变检测和抗压静载检测实际的运用，对沉管灌注桩施工质量及常用两种检测方法进行初步探讨。
关键词：沉管灌注状；质量；措施；探讨随着建筑业的快速发展，沉管灌注桩在工业与民用建筑基础施工中普遍采用。
沉管灌注桩能适应复杂的地层，不受持力层起伏和地下水位高低的限制；能够用小桩管打出大截面桩，有较高的承载力；由于有套管护壁。
可防止坍孔、缩孔、断桩，桩质量可靠；在砂土中可减轻或消除地层的地震液化性能；它能沉能拔，施工速度快，效率高，操作方便，安全，费用也较低。
1 沉管灌注桩施工易出现的质量问题及原因和控制措施1.1 沉管灌注桩施工易出现的质量问题①裂缝和缩颈。
桩身断裂一般都发生在桩头位置，裂缝由上向下斜向开展，长度在500毫米左右。
特别是静载检查出现问题的桩，由于加荷时桩身突然断裂，裂缝宽度十分明显，裂缝开展范围内的桩身都存有不同程度的缩颈，缝内夹有泥砂，灰浆不饱满，混凝土不密实。
②断桩、桩身混凝土坍塌。
桩身局部分离，甚至有一段没有混凝土或是桩身某一部位混凝土坍塌处没有混凝土。
从暴露的桩身反映出个别桩身局部残缺，夹有泥土，或桩身的某一部位混凝土坍塌，上部被土填充。
③混凝土拒落。
成桩的下部无混凝土或混凝土不密实。
④桩身夹泥。
从暴露桩发现个别桩身混凝土内存在泥夹层，使桩身截面减少，削弱桩承载能力，造成质量问题。
从挖出桩总的来看，采用单打工艺施工的桩，桩径沿桩身变化不大。
桩身表面大部分灰浆饱满，混凝土密实，但在桩身断裂处出现缩径，混凝土内夹有泥砂，此处附近桩身石子外露，表面粗糙不密实。
采用复打工艺施工的桩，桩径随土层的不同而产生变化，桩周围土较密实时桩径小一些，桩周围土松软时桩径就大一些，桩径变化较大，在淤泥质粘土层桩身局部增大成磨茹状。
而接近桩尖1m左右的位置常因土层较密实使二次复打不能到位。
桩基施工中常见质量问题
检测目的
• 钻芯法 ： 检测灌注桩桩长 桩身混凝土强度 桩底沉渣厚度 判定或鉴别桩底岩土性状 判定桩身完整性类别
钻芯法设备
芯样照片
低应变法
基本原理：在桩身顶部进行竖向激振，弹性波沿桩身向 下传播。当桩身存在明显波阻抗差异的界面（如桩底、 断桩和严重离析等部位）或桩身截面积变化（如缩颈 或扩颈）部位，将产生反射波。经接收放大、滤波和 数据处理，可识别来自不同部位的反射信息，据此计 算桩身波速、判断桩身完整性及混凝土质量，还可以 根据视波速偏高对桩的实际长度加以核对。
桩基施工中常见质量问题
1、 常见基桩质量通病
1.1沉管灌注桩
锤击或振动沉管过程的振动力以弹性传播方式在周围土 体中衰减消散，沉管周围的土体以垂直振动为主，远离 一定距离后的土层，水平振动大于垂直振动。加上侧向 挤土作用，易把刚初凝的邻桩振断，尤其在软硬交界的 土层中最易发生。（断桩）
若桩距过小时，沉管过程有时会使地表土体隆起，从而 在邻桩桩身产生一定的竖向拉力，使得刚初凝的混凝土 拉裂。（断桩或裂缝）
常见基桩质量通病汇总
• 冲、钻孔桩：桩底沉渣厚、孔壁泥皮厚、 浇注砼时断桩、离析，塌孔致扩径、缩颈 或断桩
• 沉管灌注桩：缩颈、夹泥或断桩 • 人工挖孔桩：离析 • 预制桩：桩身拉断、接头焊接质量差、桩
身折断、遇孤石爆桩等
蜂窝
疏松
夹泥
缩径
ห้องสมุดไป่ตู้
裂纹
弯曲
浮浆 沉渣
接缝
断裂
裂纹 内部裂纹
缺损 松散
打(压)桩工程施工工序多，工艺要求高，影响桩基质量的 因素较多，一般有：
补送结合法。当打入桩采用分节连接，逐根沉人时， 差的接桩可能发生连接节点脱开的情况，此时可采用 送补结合法。首先是对有疑点的桩复打，使其下沉， 把松开的接头再顶紧，使之具有一定的竖向承载力； 其次，适当补些全长完整的桩，一方面补足整个基础 竖向承载力的不足，另一方面补打的整桩可承受地震 荷载。
灌注桩质量通病分析预防和处理【最新】
灌注桩质量通病分析预防和处理1钻(冲)孔灌注桩成孔过程采用就地造浆或制备泥浆护壁，以防止孔壁塌。
混凝土灌注采取带隔水栓的导管水下灌注混凝土工艺。
灌注过程操作不当容易出现以下问题:1. 由于停电或其他原因浇灌混凝土不连续，间断一段时间后，隔水层混凝土凝固形成硬壳，后续的混凝土下不去，只好拔出导管，一旦导管下口离开混凝土面，泥浆就会进入管内形成断桩。
如果采用加大管内混凝土压力的方法冲破隔水层，形成新隔水层，老隔水层的低质量混凝土残留在桩身中，形成桩身局部低质混凝土;2. 对于有泥浆护壁的钻(冲)孔灌注桩，桩底沉渣及孔壁泥皮过厚是导致承载力大幅降低的主要原因;3. 水下浇注混凝土时，施工不当如导管下口离开混凝土面、混凝土浇注不连续时，桩身会出现断桩的现象，而混凝土搅拌不均、水灰比过大或导管漏水均会产生混凝土离析;4. 当泥浆比重配置不当，地层松散或呈流塑状，导致孔壁不能直立而出现塌孔时，或承压水层对桩周混凝土有侵蚀时，桩身就会不同程度的出现扩径、缩径或断桩现象;5. 桩径小于600mm的桩，由于导管和钢筋笼占据一定的空间，加上孔壁和钢筋的摩擦力作用，混凝土上升困难，容易堵管，形成断桩或钢筋笼上浮;6. 对于干作业钻孔灌注桩，桩底虚土过多是导致承载力下降的主要原因，而当地层稳定性差出现塌孔时，桩身也会出现夹泥或断桩现象;7. 导管连接处漏水将形成断桩。
P预防措施1. 钻孔灌注桩施工前必须进行试成孔，以便了解地质情况、检验所用设备的性能、施工工艺等。
如测得孔径易缩或塌孔，沉渣过厚等，采取相应的补救措施或采用重新考虑成孔工艺，修改工艺操作方法;2. 桩位复测防止桩位放错或漏桩现象的出现;3. 钻杆的垂直度:钻头中心与桩位中心、护筒中心应在同一垂直线上，在开钻前必须满负荷调试运转，钻孔灌注桩应采用跳打方式，防止相邻桩穿孔;4. 清孔质量控制:采用二次换浆清孔的方法.。
在一次清孔后，提出钻杆，测量孔深，抓紧时间安放钢筋笼和混凝土导管，通过混凝土导管压入清浆，进行二次清孔。
沉管灌注桩施工中质量通病及对策
沉 管 灌 注桩 施 工 中质 量 通 病 及 对 策
叶 颖 慧
（ 江苏信成交通工程 有限公 司 泰兴 ２ ５０ ） ２４ ０
摘 要 沉 管灌 注桩 由于承 载 力 高、 造价低 ， 工方 便 而被 广泛 采 用 ， 也存 在 一 些 问题 影 施 但
小不 一 ， 易产 生混 凝 土桩缩 颈 。
２ 缩颈 和 断桩现 象产 生 的原 因
部分 便斜 刺人 桩 侧 土 中 ， 钢 筋 在 桩 内起 不 到作 使
用 ， 响 了桩 的垂 直 水 平 承 载 能力 。在 泰 兴 市 国庆 影 桥 的桩 基工 程 中沉 管灌 注桩施 工 就 因采用 了人 工插
在 施 工 中应 引 起足 够 的重视 。
活瓣式桩尖 的钢套管沉人土层 中成孔 ， 而原桩位的 土 体被 钢套 管挤 开 ， 当饱 和 粘 性 土层 的渗 透 系 数 很
小 ， 难在 短时 间 内将 土 体压缩 挤 密时 ， 很 或桩 孔 四周
一
１ 沉 管灌 注桩 存在 的 主要 问题
递挤压力而使地面出现隆起现象 ， 从而形成对相邻 桩 的摩 擦 ， 成 一个 向上 的拉 力 ， 造 成 桩 的 断裂 。 构 易
步 。设 桩锤 锤击 使桩 尖贯 入距 离 为 ￡ 在 此 瞬 间 ， ， 混
灌 注桩 是一 种挤 土 桩 ， 体 受 到挤 压 后 向薄 弱处 传 土
凝 土 的 自重 、 管 向下运 动对混 凝土 的摩擦 力 、 桩 大气 压力 （ 空 间 内瞬 时 为部 分 真 空 ） 锤 击振 动 作 用 ， 和
断 桩现 象 的发生 主要 是 由于相邻 桩施 工 或其它 机械 运 动所产 生 的振 动挤 压而造 成 的 。这 种振 动挤 压 的水平 分力 对邻 桩产 生剪 力 而使桩 产生 水平 或倾 斜 的断裂 面 。影 响剪力 大小 的两 个 主要 因素是 振动 力 的大 小 以及 相 隔距 离 的远 近 。振 动力 越 大 、 离 距 越 近 ， 力就 越 大 ， 剪 剪力 随着 深 度 的 增强 而递 减 ， 且 越硬 的土层位 移 就越 大 。所 以断桩 的位置 一般 多在
沉管灌注桩施工常见质量问题及处理方法
沉管灌注桩施工常见质量问题及处理方法【学员问题】沉管灌注桩施工常见质量问题及处理方法？【解答】1、断桩（1）产生原因：1.在饱和的流塑状淤泥土中施工时，当拔管速度过快，混凝土还未流出管外，周围土即落入桩身，形成断桩；2.常发生于地面以下1~3米深处的软硬土层交界处，当桩身混凝土终凝不久后受到邻桩的振动和外力等，自身强度低，受剪力而被剪断；3.桩距过小，邻桩施工时产生很大的挤推力。
（2）处理方法：1.在布桩时，应避免桩的密度过大，振动灌注桩的间距不应大于4倍桩径，当桩距小于3.5倍桩径时，采用控制时间间隔方法，相邻桩施工时，其间隔时间不得超过混凝土初凝时间，否则，采用跳打法，使邻桩混凝土达到设计强度等级的50%后，再施打中间桩，以减少对邻桩的影响。
2.控制拔管速度，在一般土层中，拔管速度宜控制在 1.2~1.5m/min，在软弱土层中，宜控制在0.6~0.8m/min.3.要制定好打桩顺序及桩架行走路线时，应尽量避免设备碾压桩身及对新桩的振动和外力干扰。
2、缩颈（1）产生原因：1.在软弱土层中，当含水量大且透水性差时，由于土体受到强烈的扰动和挤压，产生很大的孔隙水压力，拔管后挤向新灌混凝土，产生缩颈现象；2.拔管速度过快，混凝土来不及下落，被周围土体填充，导致缩颈现象。
3.管内混凝土存量少、和易性差、出管扩散性差。
（2）处理方法：1.要保证灌注时管内混凝土的高度，每次应尽量多灌，第一次拔管高度应控制在能容纳第二次所需贯入的混凝土量为限。
如拔得过高，就容易导致混凝土量过少而产生缩颈。
2.要严格控制混凝土的灌入量，对于缩颈桩可采用局部复打，复打深度必须超过缩颈区1米以上。
3.要控制拔管速度，对一般土层宜控制在1m/min，对软弱土层及软硬土层交界处宜控制在0.3~0.8m/min，并且在拔管过程中对桩管进行连续的低锤密击，使钢管不断振动，从而振实混凝土。
3、吊脚桩（1）产生原因：1.混凝土预制桩尖质量差，边沿被破坏，桩尖挤入桩管内，拔管时冲击振动不够，桩尖未被挤出，知道桩管拔至一定高度下落，卡在硬土层中，未落到底，导致桩底的混凝土脱空，形成吊脚桩；2.混凝土桩尖强度不够，在沉管过程中被打碎，和泥沙一起进入桩管内，与桩管内的混凝土的混合而形成松软土，从而形成吊脚桩；3.桩间距较小不符合规范要求，桩尖挤土效应显著，形成吊脚桩，严重影响桩的承载力。
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2010年第6期总第144期福 建 建 筑Fujian Architecture &Construction No6・2010Vol ・144浅析沉管灌注桩施工质量问题和处理措施邓军阳(泉州市工程建设监理事务所 362000)摘 要:介绍沉管灌注桩及其特点,然后提出在沉管灌注桩施工中经常会遇到断桩、缩颈、管内混凝土拒落和桩尖虚脱等施工问题,根据具体的工程实例定性或者定量的分析原因,同时提出合理的处理措施,并且提出能较好解决这些质量问题的新工艺。
关键词:沉管灌注桩 施工问题 处理措施中图分类号:TU753.65 文献标识码:B 文章编号:1004-6135(2010)06-0110-03Analysis Of Immersed Tude Pile Construction Q uality Problems And T reatment MeasuresDeng J unyang(The Engineering Construction Supervisor Firm of Quan Zhou City 362000)Abstract :Introduction immersed tube pile and it ’s characteristics ,After the proposed construction of immersed tube pile often en 2counter broken piles ,necking ,the management ref used to fall within the Concrete Pile and tip collap se issues such as construction ,Depending on the engineering example analysis the reasons of qualitative or quantitative ,At the same time propose reasonable meas 2ures and a good new technology that can solve the quality problems 1K eyw ords :Immersed tube pile Construction problems Treatmentmeasures 作者简介:邓军阳,男,1976年5月出生,本科,工程监理,工程师,土建工程专业。
收稿日期:2010-04-150 引言沉管灌注桩是利用锤击打桩设备或振动沉桩设备,将带有钢筋混凝土的桩尖或带有活瓣式桩靴的钢管沉入土中,造成桩孔,然后放入钢筋骨架并浇筑混凝土,随之拔出套管,利用拔管时的振动将混凝土捣实,便形成所需要的灌注桩。
它以锤击沉管灌注桩和振动沉管灌注桩最为常见。
它们的施工工艺是:使用锤击式桩锤或振动式桩锤将一定直径的钢管沉入土中,造成桩孔,然后放入钢筋笼,浇筑混凝土,最后拔出钢管,便形成所需要的灌注桩[1]。
一般适用于粘性土、粉土、湿陷性黄土、淤泥、淤质泥土、稍密及松散的砂土及人工填土。
具有施工操作简便、机械化程度高、速度快、工期短、造价低、适应范围广等特点,已经得到广泛应用[2]。
1 施工中经常遇到的质量问题及原因在很多地方,尤其是沿海地区属于软土地基,而软土地基主要由淤泥、淤泥质土或其它高压缩性土层构成地基,沉管灌注桩比较适合软土地基,但是由于性价比比较差,同时沉管灌注桩属于隐蔽性工程,所以在施工的过程中质量容易出现以下问题。
111 断桩及其原因桩身有些出现水平裂缝或者裂缝略有倾斜并贯通全截面。
有的甚至桩身混泥土间断、退空、不连续[3],从暴露的桩身反映出个别桩身局部残缺,夹有泥土或桩身的某一部位混凝土坍塌,上部被土填充。
断桩是比较严重的质量问题,因为它不能承受相应的荷载。
例如泉州某住宅楼是一幢七层居民住宅楼,其基础设计为条形基础梁下的振动沉管灌注桩,桩径018m ,桩端持力层为砾砂层,单桩设计承载力不小于380kN ,整个工程工完成工程桩286根。
采用反射波法测试桩基完整性,第一次检测20根,发现有6根断桩。
表1是部分桩检查结果表1序号桩号桩长波长桩身浇筑质量情况12857103600Ⅰ完整2266103600Ⅰ完整32759103550Ⅱ基本完整4236113450Ⅲ2147m 断桩52235193500Ⅰ完整62066133450Ⅲ2197m 断桩 我们通过反射波法来检测,将完整桩和断桩进行比较。
图1无质量问题沉管灌注桩时域曲线,图2无质量问题沉管灌注桩Q -S 曲线,图3水平断桩沉管灌注桩时域曲线,图4水平断桩沉管灌注桩Q -S 曲线。
图1 无质量问题沉管灌注桩时域曲线反射波法假设桩是一维弹性杆件,其介质均匀连续,信号沿桩身传播不发生衰减。
在测试过程中,认为桩周土对桩身应力波的信号不发生影响。
图1中因为在桩端有空气层,所以信号出现比较大的变化,在其它桩身中传播信号基本比较均匀。
图2 无质量问题沉管灌注桩Q -S 曲线图2反映荷载与沉降的关系,如果桩的质量没有问题,荷载与沉降是抛物线的关系,不会出现陡然下降阶段。
图3 水平断桩沉管灌注桩时域曲线图3中信号出现比较大的变化,说明在信号发生较大变化的桩身位置出现了断桩的现象。
图4 水平断桩沉管灌注桩Q -S 曲线图4中在荷载加载到470kN 的时候沉降突然呈直线下降,说明桩身的某个位置出现了断开的现象,在断开的位置承载力突然变小。
通过分析造成断桩的原因有以下几个:(1)工程桩间距偏小,对于饱和软土中的挤土灌注桩,最小桩距为4d (d 为桩径),而该桩距仅为3d (即112m ),当已灌砼初凝后,在邻桩沉管过程中,土受挤压产生水平推力使桩产生断裂;(2)由于是属于挤土桩,土体受挤后,向薄弱处传递挤压力,而使地面出现隆起现象,形成对邻桩的摩擦,构成一个向上的拉力,而使桩断裂;(3)砼的级配不太合理,坍落度较小,施工灌注砼的坍落度为3～5cm ,对于挤土桩的坍落度至少为8～10cm ,由于坍落度小极易造成桩身砼离析,夹泥和蜂窝;(4)拔管速度过快,振动沉管灌注桩在管内灌满砼后宜振5～10s ,再开始拔管,应边振边拔,每拔015～110m 停拔振动5～10s ,如此反复,软弱土层中宜控制在016～018m/min ,由于拔管速度快,停拔振动时间短,或根本不停振,容易造成桩身断裂,造成工程桩质量事故。
112 缩颈及其原因沉管灌注桩另外一种常见的质量问题是缩颈,它的主要特征是成形后的桩身局部直径小于设计要求,根据实际工程经验总结这种现象一般发生在地面下2m ～3m 处,大多发生于淤泥、淤泥质土、杂填土等软弱土层。
单桩竖向极限承载力标准值计算公式R k =u ∑q sik l i +q pk A p式中的R 为单桩的竖向承载力标准值;q 为极限端阻力标准值;A 为桩身横截面面积;u 为桩身周边长度[4]可知A 变小就会导致单桩竖向极限承载力减小,也会造成严重的工程质量问题。
造成缩颈的原因有几个方面:(1)在饱和淤泥质软土中,受强制扰动挤压产生空隙水压力,桩管拔出后软土便挤向新灌注混凝土或由于混凝土扩散严重不均匀形成缩颈;(2)在流塑淤泥质土中由于套管的振荡作用使混凝土不能顺利灌入,淤泥质土迅速填充进来造成缩颈;(3)桩身在上下土层条件不同,混凝土的凝固速度不同,在上下段临界之间引起缩颈;(4)拔管速度过快,桩管内形成的真空吸力对混凝土产生拉力,造成缩颈;(5)拔管时管内混凝土量过少,自重压力不足或混凝土坍落度小,和易性差,管壁对混凝土产生摩擦力,混凝土扩散慢,造成缩颈等[5]。
113 管内混凝土拒落及其原因在沉管灌注桩施工过程中,当灌注完混凝土后拔管时,要求混凝土能立刻从管底部流出,这样能是混凝泥土与土层充分接触。
但是有时候在拔至一定高度后,混凝土才流出管外,因此桩的下部没有混凝土或混凝土不密实。
这样就回导致桩的承载能力降低,从而使桩的质量出现问题。
造成管内混泥土拒落的原因主要有在低压缩性粉质粘土层中打拔管桩,灌完混凝土开始拔管时,活瓣桩尖被周围的土包围压住而打不开,使混凝土无法流出而造成拒落。
预制桩头混凝土质量较差,强度不够,沉管时桩头被挤入套管内阻塞混凝土下落。
在有地下水的情况下,套管下沉时间较长,封底混凝土过干,套管底形成“塞子”堵住管口,使混凝土无法流出[6]。
114 桩尖虚脱及其原因此外在沉管灌注桩施工过程中桩尖虚脱也是施工中经常遇到的问题,由于桩尖封闭不严,桩周围土层或地下水受高压作用挤入桩管内,积于桩尖处,阻碍混凝土与桩尖土层直接结合,桩尖处混凝土未能与下部土层直接结合,产生空隙或由虚土及地下水充填形成虚脱。
桩尖虚脱使桩尖失去端承力,严重影响桩的承载能力[3]。
造成桩尖虚脱的原因以下有四个:(1)这是由于混凝土的加工质量不稳定,有时坍落度过小,粗骨料的粒径过大,下沉时发生堵塞或因空气不能全部排除而被压缩,阻碍混凝土下沉导致桩尖处混凝土与土层不能直接结合;(2)活瓣桩件开启不灵,不能将混凝土送到桩尖,产生桩尖虚脱;(3)桩尖封闭不严,沉管时桩周土或地下水积于桩尖处,使混凝土不能与桩尖土层直接结合而产生桩尖虚脱;(4)向管内送入混凝土后,振捣不充分,混凝土未达到桩尖处即拔管,使混凝土在土层中架空而产生桩尖虚脱。
2 具体的处理措施211 针对断桩的处理措施(以泉州某住宅楼实例说明)(1)对于数量比较多的断桩,不宜单独逐个处理,可将原桩基上断面500×500mm2的承台梁改为片筏桩基础;(2)对于缺陷深度在1～3m的断桩,可将原来断的桩段挖去,加套略大于原桩径的钢箍或钢筋砼水泥管,清理干净断裂位置,设素水泥浆一道,再重新灌注砼补做桩段;(3)对于缺陷深度在3m以下的桩,由于地下水位较高和土质较软,开挖补桩对于施工是较为困难的,可采取在原500×500mm2承台梁下作放大角,下设Φ12@180受力筋及Φ6@ 200分布筋,放大部分长度以相邻轴线长度为准,组成一个复合的桩～梁～土受力体系,以保证荷载的重新分布,减轻原缺陷桩的荷载负担。
对于一般的工程应该尽量避免出现断桩现象,跳打法施工可以避免出现断桩现象,跳打应在相邻成型的桩达到设计强度的60%以上进行。
拔管速度控制在12m/min一15m/min之间,对于松散性和流态淤泥质土,应该边振边拔。
混凝土终凝不久应该避免振动和扰动,桩与桩中心距太近,可采用跳打或者控制时间的方法。
此外复打法可以解决出现断桩的问题。
212 针对缩颈的处理措施(1)控制拔管速度,采取“密振慢拔”或慢抽密击法;(2)管内混凝土必须高于地面,并使桩管内的混凝土高度保持在2m以上,使混凝土出管时有较大重压力的扩张力,避免抽管时空隙水压和泥压挤向新浇筑的混凝土;(3)在易产生缩颈部位采取复打或反插工艺解决缩颈,或放置钢筋混凝土桩段;(4)施工时用浮标检测法经常检查混凝土下落情况,发现问题及时处理。