摘要:針對軟弱土地區(qū)靜壓預應力混凝土管樁施工常見的質量問題,進行了分析,提出了出現(xiàn)裂縫、樁身傾斜等質量問題的主要原因和處理樁基質量的一般方法和相關施工措施,以確保工程的質量和建筑物的安全使用。 

  關鍵詞:軟弱土質;管樁;裂縫;樁身傾斜;偏位斷樁;加固處理;質量控制 

  前言:先張法混凝土預應力管樁(以下簡稱管樁)具有抗壓強度高、方便施工、縮短工期、施工不受季節(jié)限制等優(yōu)點,被廣泛地應用于各類房屋建筑和市政等各類工程的基礎中,但管樁抗側彎較薄弱,在軟土地基中施工,或在挖土過程中稍有不慎便會發(fā)生傾斜、裂縫。從而影響工程質量乃至整個工程的安全。而在浙江湖州市,西南分區(qū)和仁皇山分區(qū)的軟弱土層很弱、很厚,曾出現(xiàn)大量的混凝土管樁傾斜、裂縫的問題,經(jīng)過多年的施工實踐,在分析各種原因的基礎上,我們總結了一些控制和加固處理的經(jīng)驗,供大家參考。 

  1.管樁施工中常見的質量問題 

  1.1裂縫 

  在管樁施工完成后,在樁頂或淺部出現(xiàn)裂縫,出現(xiàn)這種情況多數(shù)是采用頂壓式靜壓樁機或錘擊式樁機施工,在樁尖下部有相對比較堅硬的土層時,靜壓值過大或錘擊數(shù)過多造成的。而裂縫位置如發(fā)生在深度8~10m以下時,一般是由于地基土上部軟土層較厚,在上下二節(jié)樁的接樁位置出現(xiàn),大多發(fā)生在接樁部位和樁箍筋間距變化處。此類管樁為缺陷樁,樁承載能力和耐久性大大降低。 

  1.2傾斜 

  管樁下部垂直,上部傾斜而無裂縫或出現(xiàn)少量的微裂縫,大多發(fā)生在地基土上部軟弱土層較厚的情況,由于上部土層的抗剪強度C和內摩擦角Ø值較小,在樁機施工過程中,樁機的行走重壓、或土方開挖過程中造成管樁上部發(fā)生傾斜。樁傾斜度超過0.5%,有的甚至達到了3%以上。值得注意的是此時樁雖未有裂縫,但彎曲部位樁身可能已產(chǎn)生較多的微裂紋。傾斜樁的危害在于傾斜樁雖然未出現(xiàn)大的裂縫,但其承載能力已大大降低。此時如樁傾斜的偏心距與所受荷載之積大于樁的抗彎能力,樁在受力的狀態(tài)下可能發(fā)生脆性破壞,突然斷裂而喪失承載力,由此可見樁傾斜度超過一定界限時必須處理。 

  2.導致管樁傾斜、裂縫的主要原因 

  2.1沉樁施工方法選擇不當 

  地表土層較軟,施工時未采取宕渣回填,提高地耐力的相應技術措施,樁機行走部分的支腿直接站壓在樁頂或樁頂軟土層上,形成對地表土層的強大擠壓作用,當?shù)鼗辽喜坑休^厚的軟土層或地表面較薄的硬土層下有較厚的軟土層時,可將管樁推擠傾斜。 

  工程樁布置較密集,管樁施工時如不采取相應防止擠壓、設置應力釋放孔等的技術措施,沉樁施工參數(shù)控制不合理。如選用靜壓法沉樁,靜壓力值不能超過樁的材料限值,否則會造成樁身混凝土受損。如選用錘擊法沉樁,錘擊數(shù)一般單節(jié)樁控制在500錘以內,整根樁控制在1500-2000錘左右,最后貫入度過小時,繼續(xù)錘擊可能使樁頂、樁身受損。 

  2.2土方開挖施工方法不當 

  因土方開挖施工方法不當而引起土體位移,造成管樁傾斜裂縫的現(xiàn)象比較普遍,而且在上部軟弱土層較厚,淤泥質土質尤其嚴重,由于湖州地區(qū)西南分區(qū)上部淤泥質土的厚度都在10-20米左右,含水量高達50%左右,土的抗剪強度C和內摩擦角Ø值較小,土體一般處于流塑狀態(tài),挖土施工機械的重量遠遠大于地基土的承受能力,一次性挖土深度過大,放坡不夠,挖機和運輸車輛如果直接壓在樁頂土層上,可對樁頂土層形成強大的壓力和推力,從而造成土體受擠壓后滑動,使管樁傾斜甚至產(chǎn)生裂縫。 

  如果基坑支護沒有足夠的安全度,引起邊坡失穩(wěn)、滑坡現(xiàn)象,土體滑動對樁體產(chǎn)生強大的側向擠壓力也會使管樁產(chǎn)生傾斜和裂縫。 

  2.3管樁選型不當 

  當上部軟弱土層較厚時,建設單位為了省錢的目的,要求設計單位選擇薄壁型管樁或一般承受水平力較小、抗彎強度低的A型管樁,則出現(xiàn)傾斜、斷樁現(xiàn)象概率較大。 

  3.控制裂縫、傾斜等問題的預防措施 

  (1)要根據(jù)工程地質條件、單樁承載力、沉樁設備條件選擇類型。在上部軟弱土層較厚的土層施工時,下部幾節(jié)可選用薄壁型管樁(即PTC類型樁),最上部一節(jié)可選用一般預應力管樁中的加強樁(即PC-B類型樁)。這樣既能滿足承載力要求,又可達到經(jīng)濟、方便施工的目的。 

 。2)在打樁或挖土施工前,如果地表土層較軟,或地表土層雖然較硬,但厚度較薄,為防止土體的擠壓作用,在樁機施工前回填50�以上的宕渣,并分層壓實,一般達到地耐力80KPa以上,滿足施工樁機的行走、移位要求,避免發(fā)生土體擠壓產(chǎn)生樁頂偏位現(xiàn)象。 

 。3)合理選擇樁機,控制好沉樁參數(shù)。錘擊樁主要控制單節(jié)樁和整樁的總錘擊數(shù)不要超過一定的限值。靜壓樁主要是根據(jù)選擇的樁型控制靜壓力值,不要超過樁身材料強度限值。 

  (4)合理選擇基坑支護與土方開挖施工方法,編制專項施工方案,基坑或挖土深度如果超過建設部《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》建質(2009)87號文件規(guī)定,挖土深度大于(5米以上),要對專項施工方案的進行專家論證。在施工過程中,應堅持先支護后挖土的原則,基坑支護,應特別注意基坑內外是否有給排水管道、及地下水位的變化情況,預防基坑因支護不當而引起土體位移,引起給排水管道破裂,滲水、涌水情況加劇基坑坍塌破壞等安全事故的發(fā)生。土方開挖一定要分段、分層開挖,軟土每層挖土的厚度控制在1米左右,不應超過1.5m,并根據(jù)土質情況合理放坡,嚴防施工過程中土體滑動。深基坑在接近坑底時應采取連續(xù)接力開挖,前邊(接近坑底層土)用小挖機和人工修土,后邊用大挖機,這樣可減小挖土機械對樁頂土層的擠壓作用。