普通鋼筋混凝土預制樁

9樁基礎工程樁基礎工程是人工地基的一種，屬于地下隱蔽工程。應用范圍較為廣泛，如建筑、水工、交通、道路、橋梁等工程中。近年來除國外引進新的施工機械和工法外，國內(nèi)樁工機械與新的工法也有了長足的發(fā)展。但由于目前尚無正確、可靠、快速的測試方法來及時了解樁基礎施工過程中的質量問題，因此在制定施工方案時，必須把可能出現(xiàn)的質量問題考慮周全，提出切實有效的措施。樁基礎施工中所發(fā)生的質量問題，常常是多種原因造成的，下面介紹其常見的質量通病，供參考。9．1普通鋼筋混凝土預制樁我國目前使用量大的預制樁是普通鋼筋混凝土預制方樁，其樁的斷面(cm)為ZH25×25～ZH50×50等，長度為4～50m等。本節(jié)主要敘述采用沖擊式的錘擊打入法施工的鋼筋混凝土預制樁所發(fā)生的質量通病。9．1．1樁身斷裂1．現(xiàn)象樁在沉入過程中，樁身突然傾斜錯位(圖9—1)，當樁尖處土質條件沒有特殊變化，而貫人度逐漸增加或突然增大，同時當樁錘跳起后，樁身隨之出現(xiàn)回彈現(xiàn)象，施打被迫停止。2．原因分析(1)樁身在施工中出現(xiàn)較大彎曲，在反復的集中荷載作用下，當樁身不能承受抗彎強度時，即產(chǎn)生斷裂。樁身產(chǎn)生彎曲的原因有：1)一節(jié)樁的細長比過大，沉入時，又遇到較硬的土層。2)樁制作時，樁身彎曲超過規(guī)定，樁尖偏離樁的縱軸線較大，沉入時樁身發(fā)生傾斜或彎曲。3)樁人土后，遇到大塊堅硬障礙物，把樁尖擠向一側。4)穩(wěn)樁時不垂直，打入地下一定深度后，再用走樁架的方法校正，使樁身產(chǎn)生彎曲。5)采用“植樁法”時，鉆孔垂直偏差過大。樁雖然是垂直立穩(wěn)放入子L中，但在沉樁過程中，樁又慢慢順鉆孔傾斜沉下而產(chǎn)生彎曲。6)兩節(jié)樁或多節(jié)樁施工時，相接的兩節(jié)樁不在同一軸線上，產(chǎn)生了曲折，或接樁方法不當(一般多為焊接，個別地區(qū)使用硫磺膠泥法接樁)。(2)樁在反復長時間打擊中，樁身受到拉、壓應力，當拉應力值大于混凝土抗拉強度時，樁身某處即產(chǎn)生橫向裂縫，表面混凝土剝落，如拉應力過大，混凝土發(fā)生破碎，樁即斷裂。(3)制作樁的水泥強度等級不符合要求，砂、石中含泥量大或石子中有大量碎屑，使樁身局部強度不夠，施工時在該處斷裂。樁在堆放、起吊、運輸過程中，也能產(chǎn)生裂紋或斷裂。(4)樁身混凝土強度等級未達到設計強度即進行運輸與施打。(5)在樁沉入過程中，某部位樁尖土軟硬不均勻，造成突然傾斜。3．預防措施(1)施工前，應將地下障礙物，如舊墻基、條石、大塊混凝土清理干凈，尤其是樁位下的障礙物，必要時可對每個樁位用釬探了解。對樁身質量要進行檢查，發(fā)生樁身彎曲超過規(guī)定，或樁尖不在樁縱軸線上時，不宜使用。一節(jié)樁的細長比不宜過大，一般不超過30。(2)在初沉樁過程中，如發(fā)現(xiàn)樁不垂直應及時糾正，如有可能，應把樁拔出，清理完障礙物并回填素土后重新沉樁。樁打入一定深度發(fā)生嚴重傾斜時，不宜采用移動樁架來校正e接樁時要保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上，接頭處必須嚴格按照設計及操作要求執(zhí)行。(3)采用“植樁法”施工時，鉆孔的垂直偏差要嚴格控制在1％以內(nèi)。植樁時，樁應順孔植入，出現(xiàn)偏斜也不宜用移動樁架來校正，以免造成樁身彎曲。(4)樁在堆放、起吊、運輸過程中，應嚴格按照有關規(guī)定或操作規(guī)程執(zhí)行，發(fā)現(xiàn)樁開裂超過有關規(guī)定時，不得使用。普通預制樁經(jīng)蒸壓達到要求強度后，宜在自然條件下再養(yǎng)護一個半月，以提高樁的后期強度。施打前樁的強度必須達到設計強度100％(指多為穿過硬夾層的端承樁)的老樁方可施打。而對純摩擦樁，強度達到70％便可施打。(5)遇有地質比較復雜的工程(如有老的洞穴、古河道等)，應適當加密地質探孔，詳細描述，以便采取相應措施。4．治理方法當施工中出現(xiàn)斷裂樁時，應及時會同設計人員研究處理辦法。根據(jù)工程地質條件、上部荷載及樁所處的結構部位，可以采取補樁的方法。條基補1根樁時，可在軸線內(nèi)、外補(圖9-2a、b)；補2根樁時，可在斷樁的兩側補(圖9-2c)。柱基群樁時，補樁可在承臺外對稱補(圖9-2d)或承臺內(nèi)補樁(圖9-2e)。9．1．2樁項碎裂1．現(xiàn)象在沉樁過程中，樁頂出現(xiàn)混凝土掉角、碎裂、坍塌，甚至樁頂鋼筋全部外露打壞(圖9-3)。2．原因分析(1)樁頂強度不夠，有三方面原因：1)設計時，沒有考慮到工程地質條件、施工機具等因素，混凝土設計強度等級偏低，或者樁頂抗沖擊的鋼筋網(wǎng)片不足，主筋距樁頂面距離太小等；2)預制樁制作時，混凝土配合比不符合設計要求，施工控制不嚴，振搗不密實等；3)養(yǎng)護時間短或養(yǎng)護措施不當，未能達到設計強度或雖然試塊達到了設計強度，但樁碳化期短，混凝土中水分未充分排出，其后期強度沒有充分發(fā)揮。因此鋼筋與混凝土在承受沖擊荷載時，不能很好地協(xié)同工作，樁頂容易發(fā)生嚴重碎裂。碎裂后的樁頂混凝土，一般外表面呈灰白色，里面呈青灰色，鋼筋上不粘混凝土。(2)樁身外形質量不符合規(guī)范要求，如樁頂面不平，樁頂平面與樁軸線不垂直，樁頂保護層厚等。(3)施工機具選擇或使用不當。打樁時原則上要求錘重大于樁重，但須根據(jù)樁斷面、單樁承載力和工程地質條件來考慮。樁錘小，樁頂受打擊次數(shù)過多，樁頂混凝土容易產(chǎn)生疲勞破壞而打碎。樁錘大，樁頂混凝土承受不了過大的打擊力也會發(fā)生破碎；(4)樁頂與樁帽的接觸面不平，替打木表面傾斜，樁沉入士中時樁身不垂直，使樁頂面傾斜，造成樁頂局部受集中應力而破損。(5)沉樁時，樁頂未加緩沖墊或緩沖墊損壞后未及時更換，使樁頂直接承受沖擊荷載。(6)設計要求進入持力層深度過多，施工機械或樁身強度不能滿足設計要求。3．預防措施(1)樁制作時，要振搗密實，主筋不得超過第一層鋼筋網(wǎng)片。樁除經(jīng)過蒸養(yǎng)達到設計強度后，還應有1～3個月的自然養(yǎng)護，使混凝土能較充分地完成碳化過程和排出水分，以增加樁頂抗沖擊能力。夏季養(yǎng)護不能裸露，應加蓋草簾或黑色塑料布，并保持濕度，以使混凝土碳化更充分，強度增長較快。(2)應根據(jù)工程地質條件、樁斷面尺寸及形狀，合理地選擇樁錘(見表9—1)。(3)沉樁前應對樁質量進行檢查，尤其是樁頂有無凹凸情況，樁頂平面是否垂直于樁軸線，樁尖是否偏斜c對不符合規(guī)范要求的樁不宜采用，或經(jīng)過修補后才能使用。樁的外觀應有專職人員檢查，并作好記錄。(4)檢查樁帽與樁的接觸面處及替打木是否平整，如不平整應進行處理后方能施工。(5)沉樁時穩(wěn)樁要垂直，樁頂應加草簾、紙袋、膠皮等緩沖墊。如樁墊失效應及時更換。選擇錘重參考表表9-1項目目柴油錘重(t)202535456072錘的動力性能沖擊部分重(tt)2.02.53.54.56.07.2總重(t)4.56.57.29.615.018.0沖擊力(kN))20002000～255002500～400004000～500005000～700007000～100000常用沖程(m))1.8～2.33樁的截面尺寸預制方樁、預應應力管樁的的邊長或直直徑(cm)

鋼管樁直徑(ccm)∮40∮60∮90∮90～100持力層粘性土粉土一般進入深度((m)1～21.5～2.552～32.5～3.553～43～5靜力觸探比貫入入阻力Ps平均值(MPa))345＞5＞5＞5砂土一般進入深度((m)0.5～10.5～1.551～21.5～2.552～32.5～3.55標準貫入擊數(shù)NN(未修正)15～2520～3030～4040～4545～5050錘的常用控制貫貫入度(cm//10擊)

2～3

3～54～8

設計單樁極限承承載力(kN)400～12000800～160002500～400003000～500005000～700007000～100000注：本表適用于20～60m長鋼筋混凝土預制樁及40—60m長鋼管樁，且樁尖進入硬土層有一定深度。本表僅供選錘用。(6)根據(jù)工程地質條件、現(xiàn)有施工機械能力及樁身混凝土耐沖擊的能力，合理確定單樁承載力及施工控制標準。4．治理方法(1)發(fā)現(xiàn)樁頂有打碎現(xiàn)象，應及時停止沉樁，更換并加厚樁墊。如有較嚴重的樁頂破裂，可把樁頂剔平補強，再重新沉樁。(2)如因樁頂強度不夠或樁錘選擇不當，應換用養(yǎng)護時間較長的“老樁”或更換合適的樁錘。9．1．3沉校達不到設計要求1．現(xiàn)象樁設計時是以貫入度和最終標高作為施工的最終控制。一般情況下，以一種控制標準為主，以另一種控制標難為參考。有時沉樁達不到設計的最終控制要求。個別工程設計人員要求雙控，更增加了困難。2．原因分析(1)勘探點不夠或勘探資料粗略，對工程地質情況不明，尤其是持力層的起伏標高不明，致使設計考慮持力層或選擇樁尖標高有誤，也有時因為設計要求過嚴，超過施工機械能力或樁身混凝土強度。(2)勘探工作是以點帶面，對局部硬夾層或軟夾層的透鏡體不可能全部了解清楚，尤其在復雜的工程地質條件下，還有地下障礙物，如大塊石頭、混凝土塊等。打樁施工遇到這種情況，就很難達到設計要求的施工控制標準。(3)以新近代砂層為持力層時，由于新近代砂層結構不穩(wěn)定，同一層土的強度差異很大，樁打入該層時，進入持力層較深才能求出貫入度。但群樁施工時，砂層越擠越密，最后就有沉不下去的現(xiàn)象。(4)樁錘選擇太小或太大，使樁沉不到或沉過設計要求的控制標高。(5)樁頂打碎或樁身打斷，致使樁不能繼續(xù)。打入。特別是柱基群樁，布樁過密互相擠實，選擇施打順序又不合理。3．預防措施(1)詳細探明工程地質情況，必要時應作補勘；正確選擇持力層或標高，根據(jù)工程地質條件、樁斷面及自重，合理選擇施工機械、施工方法及行車路線。(2))防止樁頂頂打碎或樁樁身斷裂。4．治治理方法(1))遇有硬夾夾層時，可可采用植樁樁法、射水水法或氣吹吹法施工。植樁法施工(圖9-4)即先鉆孔，把硬夾層鉆透，然后把樁插進于L內(nèi)，再打至設計標高。鉆孔的直徑要求，以方樁為內(nèi)切圓，空心圓管樁為圓管的內(nèi)徑為宜。無論采用植樁法、射水法或氣吹法施工，樁尖至少進入未擾動土6倍樁徑。(2))樁如打不不下去，可可更換能量量大一些的的樁錘打擊擊，并加厚厚緩沖墊層層。(4)選選擇合理的的打樁順序序，特別是是柱基群樁樁，如若先先打中間樁樁，后打四四周樁，則則樁會被抬抬起；相反反，若先打打四周樁，后后打中間樁樁，則很難難打入。為為此應選用用“之”字形打樁樁順序，或或從中間分分開往兩側側對稱施打打的順序((見圖9-55)(4))選擇樁錘錘應以重錘錘低擊的原原則，這樣容易貫人，可可減少樁的的損壞率。(5))樁基礎工工程正式施施打前，應應做工藝試樁，以校核核勘探與設設計的合理理性，重大工程還應做荷荷載試驗樁樁，確定能能否滿足設計要求。9．1．4樁頂位移移1．現(xiàn)現(xiàn)象在沉樁過過程中，相相鄰的樁產(chǎn)產(chǎn)生橫向位位移或樁身身上下升降降。2．原原因分析(1))同9．1．1“樁身斷裂”的原因分分析(1)中3)、5)、6)。(2)樁數(shù)較多，土土層飽和密密實，樁間間距較小，在在沉樁時土土被擠到極極限密實度度而向上隆隆起，相鄰的樁一起被被涌起。(3))在軟土地地基施工較較密集的群群樁時，由由于沉樁引引起的空隙隙壓力把相相鄰的樁推推向一側或或涌起。(4)樁位放得不不淮，偏差差過大；施施工中樁位位標志丟失失或擠壓偏偏離，施工工人員隨意意定位；樁樁位標志與與墻、柱軸軸線標志混混淆搞錯等等，造成樁樁位錯位較較大。(5))選擇的行行車路線不不合理。(6)特別是摩擦擦樁，樁尖尖落在軟弱弱土層中，布布樁過密，或或遇到不密密實的回填填土(枯井、洞洞穴等)，在錘擊擊震動的影影響下使樁樁頂有所下下沉。3．防防治措施(1))同9．1．1“樁身斷裂”的預防措措施。(2))采用點井井降水、砂砂井或盲溝溝等降水或或排水措施施。(3)沉樁期間不不得同時開開挖基坑，需需待沉樁完完畢后相隔隔適當時間間方可開挖挖，相隔時時間應視具具體地質條條件、基坑坑開挖深度度、面積、樁樁的密集程程度及孔隙隙壓力消散散情況來確確定，一般般宜二周左左右。(4))采用“植樁法”可減少土土的擠密及及孔隙水壓壓力的上升升。(5)認真按設計計圖紙放好好樁位，做做好明顯標標志，并做做好復查工工作。施工工時要按圖圖核對樁位位，發(fā)現(xiàn)丟丟失樁位或或樁位標志志，以及軸軸線樁標志志不清時，應應由有關人人員查清補補上。軸線線樁標志應應按規(guī)范要要求設置，并并選擇合理理的行車路路線。9．1．5樁身傾斜斜1．現(xiàn)現(xiàn)象：樁身垂直直偏差過大大。2．原原因分析(1)打打樁機架挺挺桿導向固固定垂直于于底盤，不不能作前后后左右微調(diào)調(diào)，或雖能能微調(diào)，但但使用不便便。在沉樁樁過程中，如如果場地不不平，有較較大坡度，挺挺桿導向也也隨著傾斜斜，則樁在在沉入過程程中隨著挺挺桿導向也也會產(chǎn)生傾傾斜。(2))穩(wěn)樁時樁樁不垂直，樁樁帽、樁錘錘及樁不在在同一直線線上。(3))同9．1．1“樁身斷裂”的原因分分析(1)中2)、3)、4)、5)、6)及9．1．2“樁頂碎裂”的原因分分析(4)。3．預預防措施(1))場地要平平整。如場場地不平，施施工時，應應在打樁機機行走輪下下加墊板等等物，使打打樁機底盤盤保持水平平。(2))同9．1．1“樁身斷裂”的預防措措施(1)、(2)、(3)。4．治治理方法(1))同9．1．1“樁身斷裂”的預防措措施(2)。(2))同9．1．2“樁頂碎裂”的預防措措施(4)、(5)。9．1．6接樁處松松脫開裂1．現(xiàn)現(xiàn)象接樁處處經(jīng)過錘擊擊后，出現(xiàn)現(xiàn)松脫開裂裂等現(xiàn)象。2．原原因分析(1))連接處的的表面沒有有清理干凈凈，留有雜雜質、雨水水和油污等等。(2)采用焊接或或法蘭連接接時，連接接鐵件不平平及法蘭平平面不平，有有較大間隙隙，造成焊焊接不牢或或螺栓擰不不緊。(3)焊接質量不不好，焊縫縫不連續(xù)、不不飽滿，焊焊肉中央有有焊渣等雜雜物。接樁樁方法有誤誤，時間效效應與冷卻卻時間等因因素影響。(4)采用硫磺膠膠泥接樁時時，硫磺膠膠泥配合比比不合適，沒沒有嚴格按按操作規(guī)程程熬制，以以及溫度控控制不當?shù)鹊?，造成硫硫磺膠泥達達不到設計計強度，在在錘擊作用用下產(chǎn)生開開裂。(5)兩節(jié)樁不在在同一直線線上，在接接樁處產(chǎn)生生曲折，錘錘擊時接樁樁處局部產(chǎn)產(chǎn)生集中應應力而破壞壞連接。上上卜樁對接接時，未作作嚴格的雙雙向校正，兩兩樁頂間存存在縫隙。3．預預防措施(1)接接樁前，對對連接部位位上的雜質質、油污等等必須清理理干凈，保保證連接部部件清潔。檢檢查校正垂垂直度后，兩兩樁間的縫縫隙應用薄薄鐵片墊實實，必要時時要焊牢，焊焊接應雙機機對稱焊，一一氣呵成，經(jīng)經(jīng)焊接檢查查，稍停片片刻冷卻后后再行施打打，以免焊焊接處變形形過多。(2))檢查連接接部件是否否牢固平整整和符合設設計要求，如如有問題，必必須進行修修正后才能能使用。(3))接樁時，兩兩節(jié)樁應在在同一軸線線上，法蘭蘭或焊接預預埋件應平平整服貼，焊焊接或螺栓栓擰緊后，錘錘擊幾下再再檢查一遍遍，看有無無開焊、螺螺栓松脫、硫硫磺膠泥開開裂等現(xiàn)象象，如有應應立即采取取補救措施施，如補焊焊、重新擰擰緊螺栓并并把絲扣鑿鑿毛或用電電焊焊死。(4)采用硫磺膠膠泥接樁法法時，應嚴嚴格按照操操作規(guī)程