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摘要:通过某工程预应力管桩发生偏斜的实例,分析其原因并介绍处理方法。
关键词:管桩 偏斜 加固处理
一、前言:
先张法混凝土预应力管桩具有抗压强度高、施工方便、工期短、施工不受季节限制等优点,被广泛地应用于各类房屋建筑和工业、交通等工程的基础中,但管桩抗侧弯能力较薄弱,稍有不慎便会发生倾斜,出现裂缝。
本文结合工程实例,谈谈软土地区偏斜预应力管桩的产生原因和处理技术。
二、工程实例分析
(一)、工程概况
温州市天景花苑G幢住宅楼,总建筑面积6280m2,七层,建筑总高度20.8m,框架结构,柱下采用静压预应力混凝土管桩群桩基础。
(二)设计要求
采用预应力混凝土薄壁管桩,桩径φ600mm,壁厚70mm,强度等级C60,桩长48m,分四节,桩端持力层进入⑥号中砂层0.9m,桩尖为开口型钢桩尖。单桩承载力设计值为1300KN,总桩数96根,属摩擦桩,采用静压法施工。
(三)基桩检测情况
工程桩竣工后,采用中型机械配合人工进行土方开挖,发现有部分桩的桩身垂直度偏差为1%～4.5%,其中桩身偏斜1%～2%10只,偏斜2%～3%6只,偏斜3%～4.5%6只,共计22只,超出《浙江省预应力混凝土管桩规程》规定的1%允许偏差的范围。
采用低应变法对全部工程桩的桩身完整性进行检测,检测结果如下:没有倾斜的基桩均为Ⅰ类桩,出现较大倾斜的基桩中有16只为Ⅰ类桩,6只为Ⅲ类桩(Ⅲ类桩主要问题是桩身出现水平裂缝,裂缝普遍出现在板下标高以下1-2m处,均在倾斜方向的背面,长度约800mm,未贯穿)。
选取偏斜度为4.5%的桩进行单桩竖向抗压静载试验,其竖向极限承载力满足设计要求,静压后亦未出现新的异常情况。
(四)基桩倾斜的原因分析
造成基桩桩身垂直度偏差过大原因主要有以下几个方面:
(1)由于本场地地面下有较厚的淤泥层,局部桩间距较密,沉桩数增加后,造成桩周土体挤压,对桩产生水平推力,使桩身倾斜。
(2)桩基施工时,打桩基在场地上行走。由于打桩机自重的影响,易在桩周处淤泥层中产生集聚性能的弹性区,引起地基隆起及淤泥地基相互挤压,造成管桩在水平方向承受较大应力,推动管桩产生水平位移。
(3)基桩施工完毕后,开挖时虽然采取了一定的保护措施,但仍没有针对工程特殊的地质条件采取特殊有效的方法。采用机械挖土,分层厚度过厚,导致在开挖过程中,未能有效地防止土压力对预应力管桩的水平推动作用,从而使桩身承受水平力而出现倾斜,甚至发生桩身开裂现象。
(五)对倾斜桩的处理
本工程缺陷桩的质量问题主要是埋在上部软土层的桩身发生倾斜,对桩身产生附加弯矩,从而增加了桩的水平方向承载力。从检测结果表明本工程桩身结构基本完整,缺陷桩的单桩竖向承载力满足设计要求。对缺陷桩进行加固,主要是使桩身能抵抗附加弯矩,确保桩身抵抗弯矩的能力。
经分析比较,本工程缺陷桩采用的加固方法为:
在预应力管桩桩芯孔内灌注钢筋混凝土桩芯以增加桩身的抗弯性能,对于缺陷桩桩身发生倾斜所产生的弯矩由桩身与灌注钢筋混凝土桩芯承担,同时也对出现裂缝的Ⅲ类桩进行桩身加固。
灌注钢筋混凝土桩芯的方法:a、钢筋:采用纵向钢筋插入管桩桩芯,外扎钢筋箍筋,钢筋笼一直伸至桩顶承台内,钢筋笼长15米。b、混凝土:采用C45混凝土,需保证混凝土的和易性,混凝土坍落度为180mm-220mm,水泥用量不少于360kg/m3。
对于管桩桩身倾斜大于2%的缺陷桩还要采用降低单桩竖向承载力的方法进行加固。复核原设计的单桩竖向承载力的安全储备,若原设计的单桩竖向承载力的安全储备能满足降低单桩竖向承载力后的承载要求,只采用桩芯孔内灌注钢筋混凝土桩芯的方法加固;否则除了采用钢筋混凝土桩芯的方法加固外,还要新增锚杆静压桩法来增加基础承载力。
由于本工程桩机已退场,基坑已开挖,不宜采用大型机械进行施工。根据本工程的地质情况及工程现状,对于部分基础的单桩竖向承载力的安全储备不能满足降低单桩竖向承载力后的承载要求,除了对缺陷桩进行加固外,还要新增锚杆静压桩来增加基础承载力。
静压桩采用直径为250mm×250mm的预制桩,桩身混凝土强度为C25。单桩竖向承载力标准值为300KN,按规范要求最终压桩力为600KN。增加的锚杆静压桩在原有柱下桩基侧布置,尽量对称布置,一般压桩孔中心线离原桩中心线距离为1m,两条锚杆静压桩之间的距离为0.8m-1.2m,桩长最终由控制压桩的经标定的油压千斤顶压力表读数达到设计最终压桩力来确定。
补桩后,把部分承台合并使附加水平应力在承台内部消除,同时加大地梁以增加基础整体的刚度,抵抗因水平力产生的对地梁的拉力。
三、结语
在工程的施工中遇到桩倾斜时,应根据倾斜桩的分布情况、倾斜程度进行具体分析,根据承载能力不同而采用不同的处理方法。本工程经处理后效果良好,通过对建筑物布设10个变形观测点进行沉降、位移等变形观测,累计最大变形值符合有关规范要求。建筑物的工程质量、使用功能均满足设计要求,顺利通过工程验收。
关键词:管桩 偏斜 加固处理
一、前言:
先张法混凝土预应力管桩具有抗压强度高、施工方便、工期短、施工不受季节限制等优点,被广泛地应用于各类房屋建筑和工业、交通等工程的基础中,但管桩抗侧弯能力较薄弱,稍有不慎便会发生倾斜,出现裂缝。
本文结合工程实例,谈谈软土地区偏斜预应力管桩的产生原因和处理技术。
二、工程实例分析
(一)、工程概况
温州市天景花苑G幢住宅楼,总建筑面积6280m2,七层,建筑总高度20.8m,框架结构,柱下采用静压预应力混凝土管桩群桩基础。
(二)设计要求
采用预应力混凝土薄壁管桩,桩径φ600mm,壁厚70mm,强度等级C60,桩长48m,分四节,桩端持力层进入⑥号中砂层0.9m,桩尖为开口型钢桩尖。单桩承载力设计值为1300KN,总桩数96根,属摩擦桩,采用静压法施工。
(三)基桩检测情况
工程桩竣工后,采用中型机械配合人工进行土方开挖,发现有部分桩的桩身垂直度偏差为1%～4.5%,其中桩身偏斜1%～2%10只,偏斜2%～3%6只,偏斜3%～4.5%6只,共计22只,超出《浙江省预应力混凝土管桩规程》规定的1%允许偏差的范围。
采用低应变法对全部工程桩的桩身完整性进行检测,检测结果如下:没有倾斜的基桩均为Ⅰ类桩,出现较大倾斜的基桩中有16只为Ⅰ类桩,6只为Ⅲ类桩(Ⅲ类桩主要问题是桩身出现水平裂缝,裂缝普遍出现在板下标高以下1-2m处,均在倾斜方向的背面,长度约800mm,未贯穿)。
选取偏斜度为4.5%的桩进行单桩竖向抗压静载试验,其竖向极限承载力满足设计要求,静压后亦未出现新的异常情况。
(四)基桩倾斜的原因分析
造成基桩桩身垂直度偏差过大原因主要有以下几个方面:
(1)由于本场地地面下有较厚的淤泥层,局部桩间距较密,沉桩数增加后,造成桩周土体挤压,对桩产生水平推力,使桩身倾斜。
(2)桩基施工时,打桩基在场地上行走。由于打桩机自重的影响,易在桩周处淤泥层中产生集聚性能的弹性区,引起地基隆起及淤泥地基相互挤压,造成管桩在水平方向承受较大应力,推动管桩产生水平位移。
(3)基桩施工完毕后,开挖时虽然采取了一定的保护措施,但仍没有针对工程特殊的地质条件采取特殊有效的方法。采用机械挖土,分层厚度过厚,导致在开挖过程中,未能有效地防止土压力对预应力管桩的水平推动作用,从而使桩身承受水平力而出现倾斜,甚至发生桩身开裂现象。
(五)对倾斜桩的处理
本工程缺陷桩的质量问题主要是埋在上部软土层的桩身发生倾斜,对桩身产生附加弯矩,从而增加了桩的水平方向承载力。从检测结果表明本工程桩身结构基本完整,缺陷桩的单桩竖向承载力满足设计要求。对缺陷桩进行加固,主要是使桩身能抵抗附加弯矩,确保桩身抵抗弯矩的能力。
经分析比较,本工程缺陷桩采用的加固方法为:
在预应力管桩桩芯孔内灌注钢筋混凝土桩芯以增加桩身的抗弯性能,对于缺陷桩桩身发生倾斜所产生的弯矩由桩身与灌注钢筋混凝土桩芯承担,同时也对出现裂缝的Ⅲ类桩进行桩身加固。
灌注钢筋混凝土桩芯的方法:a、钢筋:采用纵向钢筋插入管桩桩芯,外扎钢筋箍筋,钢筋笼一直伸至桩顶承台内,钢筋笼长15米。b、混凝土:采用C45混凝土,需保证混凝土的和易性,混凝土坍落度为180mm-220mm,水泥用量不少于360kg/m3。
对于管桩桩身倾斜大于2%的缺陷桩还要采用降低单桩竖向承载力的方法进行加固。复核原设计的单桩竖向承载力的安全储备,若原设计的单桩竖向承载力的安全储备能满足降低单桩竖向承载力后的承载要求,只采用桩芯孔内灌注钢筋混凝土桩芯的方法加固;否则除了采用钢筋混凝土桩芯的方法加固外,还要新增锚杆静压桩法来增加基础承载力。
由于本工程桩机已退场,基坑已开挖,不宜采用大型机械进行施工。根据本工程的地质情况及工程现状,对于部分基础的单桩竖向承载力的安全储备不能满足降低单桩竖向承载力后的承载要求,除了对缺陷桩进行加固外,还要新增锚杆静压桩来增加基础承载力。
静压桩采用直径为250mm×250mm的预制桩,桩身混凝土强度为C25。单桩竖向承载力标准值为300KN,按规范要求最终压桩力为600KN。增加的锚杆静压桩在原有柱下桩基侧布置,尽量对称布置,一般压桩孔中心线离原桩中心线距离为1m,两条锚杆静压桩之间的距离为0.8m-1.2m,桩长最终由控制压桩的经标定的油压千斤顶压力表读数达到设计最终压桩力来确定。
补桩后,把部分承台合并使附加水平应力在承台内部消除,同时加大地梁以增加基础整体的刚度,抵抗因水平力产生的对地梁的拉力。
三、结语
在工程的施工中遇到桩倾斜时,应根据倾斜桩的分布情况、倾斜程度进行具体分析,根据承载能力不同而采用不同的处理方法。本工程经处理后效果良好,通过对建筑物布设10个变形观测点进行沉降、位移等变形观测,累计最大变形值符合有关规范要求。建筑物的工程质量、使用功能均满足设计要求,顺利通过工程验收。