PHC管桩基础设计与施工中若干问题的探讨
PHC管桩基础施工常见的质量问题分析
PHC 管桩基础施工常见的质量问题分析一、引言PHC 管桩基础在工程建设中应用广泛，具有结构合理、现场施工便利、使用寿命长等优点，然而，在施工过程中也会出现一些质量问题，这些问题如果得不到及时解决，将会对工程建设的安全和质量造成严重的不良影响，甚至导致意外事故。
因此，本文旨在探讨PHC 管桩基础施工中常见的质量问题，并提出解决方案，以保障基础工程质量和安全。
二、PHC 管桩基础施工常见的质量问题1、PHC 管桩裂纹问题PHC 管桩在生产制造过程中易发生开裂、破损等情况。
在施工过程中，如果不及时处理这些问题，会导致管桩在混凝土灌注过程中出现“飘浮”的情况，严重影响工程的安全和质量。
此外，由于PHC 管桩本身质量问题引发的裂纹也是一个常见的问题。
2、PHC 管桩、混凝土之间的粘结不良问题PHC 管桩与混凝土之间的粘结是影响基础工程质量的一个关键因素。
如果PHC 管桩和混凝土之间的粘结不牢固，会导致管桩在使用过程中发生滑动和移位，进而导致结构的损坏和使用寿命的缩短。
3、管桩孔口处处理问题PHC 管桩在安装时需要经过钻孔，孔口处的处理直接关系到管桩的质量和使用寿命。
常见的孔口处理问题包括孔口太大、孔口不规则等问题。
4、PHC 管桩长度不足PHC 管桩长度不足也是一个常见的质量问题。
如果管桩长度短则无法满足工程的设计要求，直接导致工程质量不达标，对工程的稳定和安全造成不良影响。
三、PHC 管桩基础施工质量问题解决方案1、PHC 管桩裂纹问题处理方案a.生产环节中应严格按照规定的工艺流程制造PHC 管桩，确保管桩外观质量和内部强度达标。
b.面对运输过程中可能造成的管桩裂纹问题，需要采取安全稳固的运输方式，保障管桩的完整性。
c.在施工前对管桩进行彻底检查，发现管桩生产过程中存在的问题以及运输过程中管桩的损坏情况及时处理，以确保管桩的施工质量。
2、PHC 管桩、混凝土之间的粘结不良问题处理方案a.施工前应对桩身进行彻底清洁，确保管桩表面无油漆、水泥渣等杂物，防止影响管桩和混凝土之间的粘结。
PHC管桩基础施工常见质量问题的辨析
[内容提要]本文针对管桩基础施工中常见的质量问题，就其产生的原因和应对的措施深入进行了分析和阐述，为加强管桩基础施工质量管理，提高工程质量，优化施工方法提供参考。
[关键词]管桩施工设计控制要求挤土效应桩间距桩身破坏钻孔植桩夹持力应力集中0.0引言PHC预应力管桩基础由于其具有施工工期短、单桩承载力高、监测方便、造价较低、对环境影响小等优点，近几年来在海口、三亚的工程建设中得到广泛应用，由此而引发的许多关于管桩的质量问题也备受人们关注。
根据近些年来管桩基础工程的施工经验，管桩基础施工质量问题通常为：沉桩达不到设计的控制要求；桩位偏差及桩身倾斜率超标；桩头碎裂；桩身破坏；单桩承载力达不到设计要求等。
笔者仅就管桩基础施工中常见的沉桩达不到设计的控制要求和桩身破坏问题谈谈其产生的原因及应对措施。
1.0沉桩达不到设计控制要求1.1 沉桩达不到设计的控制要求的主要原因有：1.1.1 勘察钻孔密度不符合规定要求，勘探报告未能提供准确的地质资料；或设计选择持力层不当，或设计要求过高。
1.1.2沉桩时遇到地下障碍物或厚度较大的硬隔层。
1.1.3 打桩锤锤重选择偏小，或打桩锤破旧，锤自由下落不顺畅。
1.1.4 布桩密集或打桩顺序不当，使后打的桩无法达到设计深度，并使先打的桩涌动上浮。
海口市刚施工完的某工地，设计采用Ф500管桩，但桩间距只有1.4米，未能按规范要求不小于3倍桩径，桩基验收时发现因挤土效应造成管桩涌动上浮，承载力达不到设计要求。
1.1.5 桩头被击碎或桩身被打断，无法连续施打；1.1.6 当有效桩长较短（小于14m的短桩）时，采用静压沉桩终压值显示刚满足设计要求时就停压，桩尖遇到落实的粉土或粉细砂层时，会产生“假凝”现象，也很可能造成极限承载力不够。
1.2针对沉桩达不到设计控制要求的主要应对措施是：1.2.1 通过认真的试桩过程而后合理设计。
由于影响桩承载力的因素多而复杂，且各地的土质情况变化又很大，所以先通过打试桩后做静载试验来确定单位竖向承载力，应该说是最基本而且较合理的，目前也是最普遍的应用方法。
PHC管桩施工及质量问题分析和处理
PHC管桩施工及质量问题分析和处理本文首先综述现有几种基础的分类及优缺点，并对PHC管桩目前的应用情况做了分析，并以江苏省张家港沙钢集团1420mm冷轧工程为例，介绍了该项目的商业前景、工程概况、地质情况，桩基施工的基本步骤。
本文重点论述预应力高强砼管桩的施工工艺与方法，包括了施工前的准备、施工过程要注意的问题、质量控制要求、以及保证预应力管桩施工质量的措施、并就施工后对PHC管桩的检查验收做了介绍。
同时本文还讨论在1420mm冷轧工程工地施工中遇到的若干问题的分析方法和处理方案。
如对管桩设计长度达不到进行分析并提出相应的措施，施工时对周边建筑影响的分析和采取减少影响的措施，最后总结PHC管桩应用时应注意的几个问题和工程实践中的实际合理做法。
[关键词]PHC管桩；锤击法施工；施工问题及处理；质量控制第一章：前言1、PHC管桩简介PHC管桩，即预应力高强度混凝土管桩。
是采用先张预应力离心成型工艺，并经过10个大气压、1800 ℃ 左右的蒸汽养护，制成一种空心圆筒型混疑土预制构件，标准节长为10m ，直径从300mm～800mm ，混凝土强度等级≥C80。
1、按桩身混凝土有效预压应力值分：A型、AB型、B型、C型2 、按混凝土强度等级分：预应力混凝土管桩（代号PC）、预应力高强度混凝土管桩（代号PHC）3 、按外径（mm）分： 300、400、500、600、700、800、1000、1200等规格例如：外径500mm，壁厚100mm，长度12m的A型PHC管桩的标记为：PHC 500 A 100 -122、PHC 管桩的优点（1）单桩承载力高由于PHC 管桩桩身混凝土强度高，可打入密实的砂层和强风化岩层，由于挤压作用，桩端承载力可比原状土质提高70% ～80% ，桩侧摩阻力提高20%～40% 。
因此，PHC 管桩承载力设计值要比同样直径的沉管灌注桩、钻孔灌注桩和人工挖孔桩高。
（2）应用范围广 PHC 管桩是由侧阻力和端阻力共同承受上部荷载，可选择强风化岩层，全风化岩层，坚硬的粘土层或密实的砂层(或卵石层)等多种土质作为持力层，且对持力层起伏变化大的地质条件适应性强，因此适应地域广，建筑类型多。
预应力PHC管桩设计中常见问题及解决方法初探
预应力PHC管桩设计中常见问题及解决方法初探摘要:本文结合揭阳市区的工程实例,主要对预应力高强混凝土管桩(PHC桩) ,在多层建筑桩基础设计中常见的问题进行了分析和探讨,提出了解决此类问题的一些措施。
关键词: PHC管桩设计问题解决引言:由于PHC预应力管桩具有桩身混凝土强度高、耐冲击性能好、穿透力强、地区适应性强、质量稳定可靠、耐久性好、施工工期短、单桩承载力高、监测方便、造价较低、施工现场简洁、无污染、无噪音、能保障文明施工、对环境影响小等多种优点, 近几年来在广东地区的多高层建筑桩基工程中得到广泛应用。
但PHC 管桩也具有脆性破坏、水平承载力有限、抗拉强度低的特性。
另外,PHC预应力管桩在设计过程中存在单桩承载力的确定比较困难、水平承载力达不到抗剪要求等问题。
笔者根据近年来积累的管桩基础工程的设计经验, 结合揭阳市区的具体情况谈谈PHC管桩设计中容易产生的问题,并提出了初步的解决办法。
一、概述揭阳市区大部位于榕江南北河两侧,其地质条件可归纳为:顶部多为人工填土或耕作土,下部为第四纪榕江河口平原海陆交互相沉积层,该层特点为:上部为淤泥、粘土等软弱土层,下部则为中砂、粗砂等中硬土层,中间没有发育不良的地质情况。
根据揭阳市区的地质特点,采用预应力PHC管桩基础是适宜的,采用的持力层为下部中砂、粗砂等中硬土层,桩型以端承摩擦桩和摩擦端承桩为主,极少有端承桩和摩擦桩出现。
使用的PHC管桩桩长大部分为10m至30m之间,常用桩型及桩径为PHC-A型D400(95)、D500(100)。
自2003年以来,随着预应力管桩的性价比越来越高,预应力管桩在揭阳地区发展迅猛,大量的工程均采用了预应力管桩基础,已有取代原大量使用的钻孔灌注桩基础的势头出现,但由此也带来了一些问题。
二、预应力PHC管桩设计中容易出现的问题1、单桩承载力计算难以精确确定,与静载试验结果有较大出入。
按国家规范,单桩承载力宜由静载试验确定。
PHC管桩施工过程中的问题探讨
PHC管桩施工过程中的问题探讨【摘要】本文主要讲明预应力高强混凝土（phc）管桩已经被各个工程项目当中被广泛应用，但是同时在对于工程的实际应用当中也会出现了一些问题。
本文通过对phc管桩的施工工程中所存在的问题进行了研究与分析，并针对这些问题提出了相应的解决措施与建议，以期能够为今后施工作业的顺利进行提供有利的保障。
【关键词】 phc管；施工；高强混凝土0 引言随着国际社会的科学技术正在不断的提升，其对于工程的应用技术也在不断的提升当中，phc管桩，即为预应力高强混凝土，其在建筑工地的施工过程中被广泛使用，由于phc管桩对于工程中的地基设计的要求并不是很高，且管桩本身质量十分可靠保证，工程使用中用时比较短暂，环保等明显优点。
所以在我们一些特定的工程中，都会使用其phc管桩代替钢管桩和钢管混凝土管桩，因为这样能够获得更好的效果并且同时取得好的经济效益和社会效益[1]。
特别是到了我们家国九十年代，在该时代背景下我国的预应力管桩生产和工程应用得到了空前的大发展，目前phc管已经渐渐代替了大部分施工工程所需的材料。
[1]1 什么叫phc管桩phc管桩也被称呼为预应力高强度混凝土管桩，该材料是使用其先张预应力离心成型手法，并且经受了2000摄氏度高温的蒸汽的培养，以及12个大气压的压力，才最终形成了这样一种高强度的混凝土，这种混凝土呈现出空心圆筒形，其标准节长为12m ，直径从400mm～800mm ，混凝土强度等级≥c100。
2 phc管桩的优点由于phc管桩的桩身是由高强度的混凝土组成，因此，单个的phc管桩的承压能力也是非常高的。
并且，因为其能够承受高压，所以，可以将phc管桩直接打入严实的砂层，抑或是风化了的岩石层，这样就可以使得phc管桩的桩端的承压能力比之前要更高，一般情况下，可以将土质的承载能力提高一倍左右，且可以将phc管桩桩侧的摩擦力也提高将近40%。
应用如此广泛的 phc 管桩，是通过其桩侧阻力和端阻力共同来承认其造成的压力的，对于其工程地层可选择强风化岩层，全风化岩层，坚硬的粘土层等。
phc管桩在工程中的应用和常见质量问题及防治措施
PHC管桩在工程中的应用和常见质量问题及防治措施朱万钧（临汾市建筑勘察设计院，山西临汾041000）摘要：随着经济和各行各业的快速发展,建筑行业发展也十分快速。
PHC管桩凭借其单桩承载性能高、造价低以及施工周期短等众多优点在工程建设中得到了广泛的应用。
但在施工时,PHC管桩在压桩过程中易产生挤土效应、桩身倾斜、断桩等工程质量问题的发生。
分析管桩应用时易产生的质量弊病并有针对的提出相应的防治措施是必要的。
关键词：PHC管桩;防治措施PHC管桩以其承载性能好、造价低、污染少,无噪声、无振动以及施工周期短等优点而被广泛的应用于各类建筑的基础工程中。
但在施工过程中,影响PHC管桩施工质量的因素较多,文章对管桩应用时易发生的质量弊病进行分析,并对管桩偏移、桩身断裂等原因进行分析,并提出相应的处理措施。
1PHC管桩的应用现状PHC管桩是采用先张法预应力和离心成型工艺,经过蒸汽养护制成的一种空心圆筒型等截面混凝土预制构件,其适用条件较广,软土、粘性土、粉土、砂土等地层条件均可以使用。
在临汾地区,主要通过静压的方法沉入地下作为建筑物的基础。
根据工程经验,在临汾地区,对于27层左右的高层剪力墙住宅结构,采用PHC管桩+承台梁+防水板的基础形式,较CFG+筏板的基础形式可以减少基础埋深1m左右,地基基础造价降低约5%;同时减少基坑开挖、支护、降水费用,有效缩短施工工期。
因此近年来,PHC管桩在建筑工程中,特别是高层建筑中被广泛使用,取得了良好的效果。
2PHC管桩常见问题及防治措施2.1桩身移位a.坐标控制点位移导致桩位偏移:1)原因分析坐标控制点位移往往出现在地表土质较差,地下水位较高或杂填土区域。
其地基承载力较差,承受不了静压桩机的重量,在桩机行走过程中会引起土壤拱起,导致控制点移动;2)防治措施①在桩机进场前,对该类区域在施工时满铺碎石300-500mm厚,并对其压实平整。
②在完成桩位点放线后,立即将坐标点引出至桩机工作范围以外15m左右的区域,并注意保护。
PHC桩施工常见问题探讨
PHC桩施工常见问题探讨【摘要】PHC桩目前已广泛应用于建筑工程领域，但由于对沉桩作用及沉桩条件认识上的不足，工程事故却也屡见不鲜。
本文针对作者多年来遇到的PHC 桩施工事故进行总结分析，以供借鉴。
【关键词】PHC桩挤土效应Abstract:PHC pile has been widely used in the field of construction engineering, but due to the pile and pile sinking condition of lack of knowledge, but also it is often seen. Engineering accident. In this paper the author for many years to meet the PHC pile construction accident analysis, draw lessons from in order to offer.Key Words: PHC pile compacting effect预应力高强混凝土管桩（简称PHC桩），是在专业工厂里采用先张法预应力和离心法等先进工艺，将混凝土经离心脱水密实成型，经常压、高压两次蒸汽养护而制成。
由于其具有许多优良性能，被建设部列为科技成果重点推广项目。
我市于上世纪末开始引入生产，现已广泛应用于多层、高层建筑中，取得了良好的经济效益。
但是，由于对沉桩作用及沉桩条件认识上的不足，工程事故却也屡见不鲜，下面就我市管桩施工中常见问题进行一下总结，希望能起到一定的借鉴作用。
1、挤土效应对周围环境的影响我市最为常用的是底端开口的PHC桩，从挤土效应上讲属于半挤土桩，即压桩过程中有部分土进入空管内，产生土塞效应。
至于土芯与桩入土长度之比随地基土性质不同而异，一般在1/3左右，因此能够减轻部分挤土效应。
但由于土芯体积占整个桩身体积比例较小，压桩过程中仍有大部分土被侧向挤出，尤其在大面积深厚软土区，挤土效应尤为明显。
PHC管桩施工常见问题及防治对策
PHC管桩施工常见问题及防治对策1、露桩和短桩由于持力层高低起伏，设计对桩长未及时调整，当桩插入持力层一定深度（一般为2米）就无法打入而终止，使桩身露出设计桩顶过多（一般1-2米，多则5-6米）而形成露桩。
同样，由于持力层起伏变化，沉桩到设计标高还未进入持力层或贯入度还很大，仍需继续沉桩，就形成了短桩。
（一）原因分析（1）勘测资料误差较大或勘测精度不够，未能查清持力层起伏变化情况和持力层性质。
（2）持力层变硬，沉桩时难以继续打入。
或持力层变软，沉桩时贯入度太大，还要继续沉桩。
（3）打桩机械与设计桩长及持力层性质不匹配。
打桩机能量小，使本来还可继续打入的桩而被迫终止；或打桩机能量太大，使本来已满足贯入度要求的桩还能继续打入。
（二）防治及处理方法（1）查清原因。
首先从分析勘测资料入手，在持力层起伏变化较大处补充勘测。
重要柱子位置布置钻孔查清持力层深度和性质。
（2）现场试桩时根据试桩情况确定终止打桩的标准。
实行“双控”既控制桩长又控制贯入度。
对摩擦端承桩，以贯入度为主，桩长为副。
锤击式桩机，贯入度受锤重和打桩机械的影响较大，加以注意。
（3）设计单位根据试桩资料及时调整桩长，并通知管桩生产厂家，及时调整每节桩长与桩身匹配。
（4）如因打桩机械能量太小或太大，无法与桩长及地质条件相匹配，立即更换打桩机。
（5）对露出地面的桩应截桩。
截桩采用人工凿桩，方法是先将不需截除的桩身端部用钢抱箍抱紧，然后沿钢箍上缘凿沟槽，再行扩大截断，钢筋用气割法切断。
严禁使用大锤硬砸。
（6）短桩需要用高标号砼接桩。
2、斜桩桩在沉入过程中，桩身垂直偏差太大（规范规定，垂直偏差不得超过桩长的0.5%）形成斜桩。
据有关资料介绍，倾斜偏位超过25cm的管桩，承载力就会明显不足。
（一）原因分析（1）采用锤击式打桩时，桩不垂直，桩帽、桩锤及桩不在同一直线上。
（2）沉桩时遇到大块坚硬障碍物，如老基础、古河道石驳勘、大块石等，把桩挤向一侧，发生偏斜。
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(总第100期) 2006年第4期福 建 建 筑Fujian A rchitecture&Constructi onVol・100No4・2006PHC管桩基础设计与施工中若干问题的探讨林渝榕(福建二建建设集团公司 福州 350012)摘 要:本文针对在PHC管桩基础设计与施工中存在的有关桩身抗水土腐蚀的防护、桩端持力层受水浸泡软化、抗水平力措施以及检验批的验收等方面问题进行探讨,提出可采取的措施和建议。
关键词:PHC管桩基础 抗腐蚀 持力层软化 抗水平力 检验批验收 建议中图分类号:T U753 文献标识码:A 文章编号:1004-6135(2006)04-0059-03A d iscussi on on so m e proble m s i n the desi gn and con structi on of PHC p i pe p ile founda ti onL in yur ong(Fujian Erjian Constructi on Gr oup CO.Fuzhou350012)Abstract:This article discusses on s ome p r oble m s consisting of anticorr osive by water and s oil;bearing stratu m s oftening by water;hori2 zontal force resistant measures;and I ns pecti on l ot accep tance in the design and constructi on of PHC p i pe p ile foundati on,advances s ome doable measures and suggesti ons.Keywords:PHC p i pe p ile f oundati on;Anticorr osive;Bearing stratu m s oftening;Horizontal force resistant;I ns pecti on l ot accep tance;Sug2 gesti on0 引言先张法预应力高强混凝土管桩,简称PHC管桩。
该桩型具有:对不同地质条件适应性强、单位承载力工程造价低、产品质量稳定可靠、打桩现场文明、施工速度快、承载力可靠等众多优点,目前正被广泛的应用于各类建筑的基础之中。
正常使用状态下的PHC管桩深埋于地下,桩周所处的环境千变万化,而人们又很难象对上部结构那样方便的对桩基进行质量监控和翻修。
所以,在PHC管桩施工阶段,事前进行预测分析,有针对性的采取有效的防护措施,同时理顺并强化对PHC管桩基础施工质量的验收,对保证其安全使用功能和耐久性具有决定性的意义。
本文针对当前在PHC管桩基础的设计与施工中大家普遍关注的若干问题进行探讨,提出个人的见解。
1 PHC管桩抗水土腐蚀的防护问题在目前的工程实际中,根据《岩土工程勘察规范》(G B50021-2001)第12.2.6条规定,当地下水(土)对建筑材料具有腐蚀性时,设计单位通常会在桩基设计中要求施工单位按照《工业建筑防腐蚀设计规范》(G B50046)对PHC管桩进行抗腐蚀防护,但对于应该对哪些部位具体采取什么防护措施却很少展开明确。
这往往使得此项说明行同虚设:建设方不计价,施工方无措施,监理方不检查;并且如果现场自行采用了不正确的防护措施和工艺,不但不能达到抗腐蚀的目的,而且白白耗费工期和费用。
事实上,《工业建筑防腐蚀设计规范》是根据各种腐蚀介质对建筑材料的腐蚀性等级,相应采取不同程度的防护措施,联系到PHC管桩具体可以理解为:(1)当地下水、土的腐蚀性等级为弱时,鉴于按标准设计生产的管桩本身具有一定的自我防护性能,材料基本不腐蚀或腐蚀较慢,可不必采取防护措施而直接使用。
腐蚀防护学的研究[1]表明:钢筋的腐蚀是钢筋混凝土结构破坏的主要机理。
但在通常情况下,基于混凝土对钢筋的物理和化学保护作用,钢筋在一定时期内处于相对干燥和缺乏腐蚀性离子的条件下,同时水泥水化的高碱度(PH值> 12)使钢筋表面生成一层氧化物保护性钝化膜,从而使钢筋免受腐蚀。
所以说,强度等级、水灰比和保护层厚度等指标满足耐久性规定的钢筋混凝土结构本身就具有一定的耐腐蚀性能,这也是一些钢筋混凝土建筑物,可经受百年而完好的主要原因。
而PHC管桩的耐腐蚀性较普通钢筋混凝土结构更优,因为:由于采用了高效减水剂,管桩桩身混凝土原始拌合料的水灰比可降低至0.28～0130,通过高速离心后剩余0125～0126;并且在高速离心过程中,管壁尤其是管壁外层的拌合料承受的密实压力高达50kPa以上,再经过蒸养和二次蒸压养护,管壁混凝土的密实度极高。
PHC管桩施加在混凝土上的预压应力,能有效的减少管壁混凝土的表面裂缝。
地下土中的含氧量较大气中少了很多,而且桩打入越深,土中的含氧量就越低,氧的缺乏使钢铁(钢筋和端头板)腐蚀的电化学过程变得十分缓慢,以致腐蚀可忽略不计。
实践证明:在许多情况下,桩的腐蚀并不一定严重,甚至几十年内未发现因腐蚀而破坏。
(2)当腐蚀性等级为中等及以上时,材料有一定的或较快的腐蚀,单靠混凝土自身防护是不够的,应该根据地下水土的腐蚀介质类别、腐蚀性等级采取相应的保护措施,主要有以下三个方面:在单纯S O2-4腐蚀条件下,桩可采用抗硫酸盐硅酸盐水泥或铝酸三钙含量不大于5%的普通硅酸盐水泥制作,桩表面可不采取防护措施。
在单纯Cl-离子的腐蚀条件下,可在混凝土内掺入钢筋阻锈剂,这样桩表面亦可不采取其他防护措施。
酸性介质(pH值小于4.5)腐蚀等级为强腐蚀或中等腐蚀时,桩需要采用表面防护措施,可采用沥青胶泥、环氧煤焦油、油溶性聚氨酯(氰凝)的涂层。
以上两方面的措施可以通过委托管桩厂家生产耐腐蚀特种产品的途径得到解决;而桩身防腐涂层的施工应该按照《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》(G B50212-2002)的相关规定进行,并在设计和沉桩施工过程中注意以下几点:单桩承载力必须通过试桩确定;沉桩不能采用抱压工艺施工;只适应于在细粒土层中施工;由于露天环境很难满足对焊缝处进行涂装的环境要求,而且涂膜的实干和自然养护时间长达数小时甚至数天,桩节间的连接采用电焊工艺不现实,现场只能采用机械连接技术。
同样的,机械连接接头的金属零件也应经热镀锌等防腐处理,以保证其能在恶劣的环境下长期使用,还应在接缝处涂嵌防水胶。
2 PHC管桩桩端持力层受水浸泡软化问题(1)问题的提出及其意义因PHC管桩桩端持力层受水浸泡软化而造成工程事故的实例在广东省披露较多,如某8层框架结构商住楼[2]、广州市某综合医院扩建工程[3]、广州工业大道某住宅楼工程[4]等。
比较相关的工程资料可以发现,这些事故工程在设计和施工过程中存在以下共同点:均选用锤击式沉桩工艺;场地属三角洲海陆交互冲击平原地貌,地下水蕴藏丰富,持力层均选在强风化泥质砂岩或砂质泥岩等具有很强软化性的岩体上;在正式施工前,均未通过静载试验判断设计承载力取值的合理性;工程桩控制标准在终锤时可以得到满足,但在承载力检测中发现有部分桩不合格;事故处理以对全部疑似事故桩进行复打的办法为主。
此类事故在我省鲜见报道,但在沉桩工艺和地质条件相类似的情况下,其事故教训很值得借鉴,对其事故处理的方法和效果也有必要进行评析。
(2)桩端持力层进水途径分析沉桩时,地下水从桩身外侧四周渗入持力层;沉桩完成后,地下水从桩顶开口处、桩身贯通管壁的裂缝处或桩节间的缝隙处进入管桩桩芯,并从钢桩尖的焊缝裂隙处(开口处)渗入持力层。
(3)预防桩端持力层受水浸泡软化的办法最根本的预防办法就是:放弃管桩基础方案,改用泥浆护壁钻(冲)孔桩穿越该土层,将桩端支承在硬质岩上。
如果设计已确定选用PHC管桩基础形式,就应按《建筑地基基础设计规范》(G B50007-2002)中的有关要求:施工前抽取不少于总桩数1%,且不少于3根的桩做静载荷试验,用以验证设计持力层方案的可行性,并确定单桩抗压承载力,同时注意采取以下防水措施:确保桩端进入该持力层足够深度,并选用封口钢桩尖;设计时通过验算保证管桩在受弯和受拔时不产生贯通管壁的裂缝,施工时确保桩节间及钢桩尖的焊缝质量;对管桩底端采用掺有膨胀剂的细石混凝土填芯封底,灌入高度宜超过桩身进入持力层的深度,且以不应少于3m为好,必要时还可在填芯混凝土顶部再灌入一层薄沥青。
(4)事故补救办法如果根据施工后的承载力试验结果,判定PHC管桩的桩端持力层有可能已受水浸泡软化,则此时可能的补救办法有两个:复打或补桩。
虽然,相关文献花费大量的篇幅描述复打补救办法以及达成的效果,但以本人的施工经验判断:复打补救办法只是无奈的选择,效果十分有限,有时甚至是有害的,因为:终锤时,以最后贯入度控制为主的管桩桩顶面或露或送,其端头板标高恰好符合复打条件的少之又少,因此复打补救办法只可能对少数事故桩实施;当对管桩进行复打时,如果该桩的桩端持力层并未被软化,那么复打对桩身完整性而言是破坏性的;复打并不能阻断地下水进入持力层的途径,处理后的桩端持力层在一段时间内仍有可能受水浸泡软化。
通过承载力试验重新确定单桩抗压承载力,并据此进行补桩,才是从根本上解决问题的补救办法。
对于桩端开口的PHC管桩,桩底注浆可能是一个好办法,但其效果也应通过承载力试验判断。
3 PHC管桩基础的抗水平力措施目前,在基础的设计和施工中普遍存在以下现象:多层与小高层建筑甚至有个别高层建筑较普遍不设置地下室;许多设计和施工单位对承台间回填土的密实性没有予以保证;沿海地区的管桩基础浅部往往有较厚的软弱淤泥土层。
这将造成地下室侧壁土、承台侧面土以及桩间土无法提供有效的水平抗力,导致PHC管桩基础的水平抗力将几乎全部都由桩身贡献。
由于PHC管桩混凝土的破坏呈高脆性,这样的桩基础存在震害隐患,日本地震的调查资料也显示了桩基在地震中破坏的普遍性。
因此,在PHC管桩基础的设计与施工过程中,抗水平力措施应予以重视和保证,具体可以从以下几个方面落实:(1)在地基场地许可的情况下,承台的埋深应满足低桩承台构造要求,这是承台外土体分担水平力的先决条件。
(2)应保证承台周围土体的密实性满足设计及规范要求,这是承台侧面土体与桩身共同承担水平力的保证,在具体施工中有以下几种情况:当管桩承台周围无淤泥、淤泥质土等软弱土层,而是地基承载力不小于100kPa的原土时,应逐个开挖承台基坑土方,并严格控制其外形和尺寸,尽量减轻对承台周围土体的扰动,并在承台模板拆除后,尽快组织对承台与原土之间的空隙进行回填夯实。
当承台周围的原土由于土质或工艺的原因不能保留时,承台间的填土应按压实填土施工,根据《建筑地基基础设计规范》(G B50007-2002)控制其施工质量,确保压实系数不小于0.94。