PHC管樁傾斜斷裂原因和預(yù)防措施

1、PHC管樁傾斜斷裂原因和預(yù)防措施郭忠摘要 PHC管樁傾斜斷裂是施工中的常見(jiàn)問(wèn)題。本文對(duì)其產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析，并針對(duì)性地提出了預(yù)防措施。關(guān)鍵詞 PHC管樁；傾斜斷裂；原因；預(yù)防措施1、引言預(yù)應(yīng)力混凝土管樁具有工廠生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)、樁長(zhǎng)規(guī)格靈活組合、可捶擊或靜壓沉樁、沉樁施工速度快、單樁承載力大、現(xiàn)場(chǎng)施工文明等優(yōu)點(diǎn)，故近年來(lái)在各地區(qū)得到普遍的推廣應(yīng)用。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1347692 先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工方面做出明確的規(guī)定要求，但在施工中也出現(xiàn)了不少傾斜斷裂的質(zhì)量事故。我們根據(jù)工程實(shí)踐，對(duì)施工中傾斜斷裂的原因及預(yù)防措施作了簡(jiǎn)單淺析。2、傾斜斷裂的原因2.1、工程地質(zhì)勘察

2、原因國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:“當(dāng)相鄰勘探點(diǎn)揭露的持力層層面高差大于2m,或土層性質(zhì)變化較大時(shí),宜適當(dāng)加密,必要時(shí)尚應(yīng)查明持力層厚度變化?！钡?dāng)有的地方地質(zhì)構(gòu)造異常復(fù)雜時(shí),而出具的工程地質(zhì)報(bào)告在持力層層面高差太大、并有明顯陡坡的情況下，未按規(guī)范要求進(jìn)一步加密鉆孔，容易誤導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工，造成實(shí)際單樁負(fù)荷不均，或在陡坡處滑移，嚴(yán)重者傾斜斷裂。尤其在那種“上軟下硬，軟硬突變”的地質(zhì)條件下打樁，管樁很快穿越軟土覆蓋層遭遇硬土層，貫入度突然變小，樁身反彈劇烈，樁身容易斷裂。2.2、甲方原因 甲方為了節(jié)省投資，對(duì)較厚的地表雜填土不予清理或清理不徹底，造成堅(jiān)硬的大塊或孤石仍隱藏在地下，致使樁尖側(cè)滑而導(dǎo)致樁傾斜超差。2.3

3、、施工方面的原因1）沉樁施工應(yīng)注意擠土效應(yīng)：預(yù)應(yīng)力混凝土管樁屬擠土型樁，在施打大面積密集群樁時(shí)，往往造成先打入的樁擠土產(chǎn)生傾斜。2）基坑挖土不當(dāng)：預(yù)應(yīng)力混凝土管樁由于配筋率低、沉樁后樁周土體固結(jié)慢，造成樁的抗側(cè)移剛度弱，加之基坑挖土往往一步到位，導(dǎo)致基坑中的預(yù)應(yīng)力混凝土樁容易在挖土中傾斜。3）未嚴(yán)格按照規(guī)程施工：當(dāng)樁打入地下3m時(shí)發(fā)生樁傾斜超差應(yīng)拔出重打，但有的單位控制不嚴(yán)，繼續(xù)往下打，造成傾斜超差。2.4、管樁接頭焊接質(zhì)量差國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)JGJ9494建筑樁基技術(shù)規(guī)范第4.1.9條規(guī)定：“預(yù)應(yīng)力管樁接頭數(shù)量不宜超過(guò)四個(gè)。”說(shuō)明管樁的焊接接頭是管樁樁身質(zhì)量簿弱環(huán)節(jié)，當(dāng)焊工操作馬虎，或管樁接頭不平整而

4、未塞契形鐵就加焊，均會(huì)造成焊接接頭的質(zhì)量缺陷。這種質(zhì)量缺陷極易造成沉樁過(guò)程中或承受長(zhǎng)期豎向荷載中接頭處開(kāi)裂。2.5、粗野式載樁當(dāng)場(chǎng)地中的樁端持力層硬土埋深不一，容易產(chǎn)生沉樁后的管樁頂標(biāo)高不一，工地施工人員如果粗野地用大錘硬砸，而不是用專(zhuān)用工具截樁，大錘往往會(huì)把樁頭混凝土砸裂損壞樁身。3、預(yù)防措施3.1、使用合格的管樁管樁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)、預(yù)應(yīng)力張拉值、幾何尺寸偏差、不允許的外觀缺陷、鋼端板、鋼樁尖等都必須符合有關(guān)規(guī)定。由于混凝土回彈儀僅適用于強(qiáng)度等級(jí)C40以下的混凝土的測(cè)試，對(duì)有懷疑的管樁，可在施工現(xiàn)場(chǎng)取樣進(jìn)行樁身混凝土強(qiáng)度和管樁抗彎性能檢驗(yàn)。3.2、地質(zhì)勘察應(yīng)詳細(xì)樁塵硬土持力層起伏很大時(shí)，應(yīng)

5、加密鉆探孔的間距。地質(zhì)勘察資料中應(yīng)判定管樁的“可行性”。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，在強(qiáng)風(fēng)化巖層較薄的場(chǎng)地打樁，當(dāng)樁尖遇N70的強(qiáng)風(fēng)化巖或中風(fēng)化巖層時(shí)，混凝土管樁的破損率高達(dá)10%20%。因此，在石灰?guī)r地區(qū)或有弧石、舊建筑物基礎(chǔ)、硬夾層、“上軟下硬、軟硬突變”、巖面陡坡等地，可能在錘擊數(shù)不多的情況下打斷樁，因而不宜采用管樁。地質(zhì)勘察的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，遇中密密實(shí)砂層、硬塑堅(jiān)硬粘土性土層、殘積土層及全風(fēng)化巖層時(shí)，應(yīng)每2m左右測(cè)試一次。3.3、合理地設(shè)計(jì)樁型及沉樁方式設(shè)計(jì)者應(yīng)合理地選擇樁型、樁的長(zhǎng)徑比及沉樁方式，磨擦型樁的長(zhǎng)徑比不宜大于100，端承型樁且須穿過(guò)一定厚度較硬土層時(shí)，其長(zhǎng)徑比不宜大于80。同一結(jié)構(gòu)單元不

6、宜選擇不同類(lèi)型的樁，也不宜采用不同的沉樁方式。PC型和PHC型預(yù)應(yīng)力混凝土管樁可采用捶擊或靜壓力法沉樁，PTC型預(yù)應(yīng)力混凝土管樁宜采用靜壓法沉樁。用靜壓法沉樁時(shí)樁架配重不宜小于單樁豎向極限承載力的0.75倍。用錘擊法沉樁時(shí)，錘重應(yīng)根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的外徑和持力層土質(zhì)及深度來(lái)選定。3.4、防止錘擊過(guò)度當(dāng)最后貫入度為24cm/10擊時(shí)，選擇柴油錘比較理想，此時(shí)樁的破損率不小于2%。因此，對(duì)于PC樁，沉樁總錘擊數(shù)不應(yīng)超過(guò)2000擊，最后1m的錘擊數(shù)不宜超過(guò)250擊，對(duì)于PHC樁，總錘擊數(shù)不應(yīng)超過(guò)2500擊，最后1m的錘擊數(shù)不宜超過(guò)300擊。3.5、防止沉樁擠土效應(yīng)的措施預(yù)鉆孔沉樁，孔徑應(yīng)比樁徑小5

7、0100mm，深度視樁距和土的密實(shí)度、滲透性而定，一般孔深宜為樁長(zhǎng)的1/31/2，施工時(shí)隨鉆隨打。飽和土地基中設(shè)置袋裝砂井或塑料排水板，以消除部分超孔隙水壓力，減少擠土現(xiàn)象。袋裝砂井或塑料排水板間距11.5m，深度1012m。設(shè)置地面防擠溝，溝寬0.51.0m，深度視土質(zhì)情況而定，過(guò)淺則起不到隔離防擠的作用，為防止溝中邊坡坍塌，可回填以松散狀的砂石。限制打樁速率，一般每天12根為宜，并優(yōu)化打樁的順序路線(xiàn)，一般宜自樁群中間向兩個(gè)方向或四周對(duì)稱(chēng)施工，當(dāng)一側(cè)毗鄰建筑物時(shí)，可由毗鄰建筑物處開(kāi)始沉樁。沉樁過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)土體的隆起的鄰近建構(gòu)筑物的觀測(cè)監(jiān)護(hù)。3.6、科學(xué)合理的挖土措施基坑開(kāi)挖前應(yīng)根據(jù)基坑工程特

8、點(diǎn)、環(huán)境情況和場(chǎng)地工程水文地質(zhì)條件，制定基坑挖土方案，基坑土方應(yīng)分層用機(jī)械開(kāi)挖，每層挖深12m，挖深3m以上的基坑，嚴(yán)禁“一步開(kāi)挖到位”。挖土機(jī)械嚴(yán)禁碰撞工程樁，雨天暫停挖土?xí)r，應(yīng)按臺(tái)階式留置緩坡。基坑挖土宜采取邊挖、邊鑿（鑿去工程樁上部多余樁長(zhǎng)）、邊澆（澆筑混凝土墊層）、邊砌（在局部加深部位砌磚模，保護(hù)土坡并用作承臺(tái)和地梁模板）的施工方法，保護(hù)基坑土體不位移。3.7、科學(xué)的截樁措施采用專(zhuān)用工具截樁，禁止用大錘硬砸，防止大錘把樁頭混泥土砸裂損壞樁身。4、結(jié)語(yǔ)產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力混凝土管樁傾斜、斷裂的原因雖然是多方面的，但是多數(shù)原因?qū)偈┕げ划?dāng)所產(chǎn)生，故施工單位應(yīng)預(yù)先針對(duì)工程特點(diǎn)編制好沉樁施工方案、基坑挖土方案以及基礎(chǔ)（底板）施工方案，并向工人作好技術(shù)交底。當(dāng)發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁產(chǎn)生傾斜斷裂現(xiàn)象