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摘要:PHC管桩,就是预压力高强混凝土管桩,它由专业的厂家生产,采用预压力和掺加磨细料、高减水剂等先进工艺,经过离心脱水密实成型,最后经过常压和高压两次的蒸汽养护,制成这种细长空心等截面预制混凝土构件。因其桩身强度高、穿透力强、单桩承载力高及施工时无环境污染等卓越的性能,受到国内外建筑企业的青睐。但是由于土质的复杂和施工中技术上的疏忽,导致PHC管桩出现桩身抬高、桩头桩身碎裂等问题。针对这些问题,笔者进行了调查,得出了一定的结论,并提出一些建议。
关键词:PHC问题桩;桩基检测;问题桩的处理
PHC管桩,全称先张法离心高强预应力混凝土管桩(Pretensioned Spun High Strength Concrete Pile),是近年来新开发出来的一种预制桩型。因为其卓越的性能,备受高层建筑的青睐。但由于施工人员的疏忽或技术的不达标,PHC管桩的问题也困扰了建筑施工者。
一、PHC管桩的发展状况
PHC管桩的从出现发展到现在已经有了100多年的发展历史。在世界各国中,日本、美国、加拿大、意大利、英国、荷兰、德国、新西兰、俄罗斯,这些国家都是研究和生产使用混凝土桩较多的国家。直到八十年代末期之后,亚洲国家如中国、马来西亚、菲律宾对预压力混凝土管桩的生产应用也开始普及起来。
在我国,预压力混凝土桩的发展较为缓慢,PHC管桩也是借鉴了日本的先进技术后,在钢管混凝土管桩的基础上发展而来。后经过了三十年的发展和推广应用,到目前为止,我国已经拥有了逾百家管桩厂,年生产量上广东就独占了全国总量的五分之二。
在PHC管桩的研究和使用上,日本可以说是该领域的巨擘。在当今全球,日本的PHC管桩技术最为成熟,施工出现的问题也最少。我国在借鉴日本的成功经验的同时,也要加大投入PHC管桩的技术研究和攻关,建立一套完整的PHC管桩技术和施工管理体系,为PHC管桩的应用做好保障。
二、PHC管桩的应用情况
因为PHC管桩具有桩身质量好、耐冲击力性能好、穿透力强、价格便宜、施工快捷且无环境污染等卓越的性能,受到了高层建筑的喜爱。我国在20世纪80年代引入了日本、美国等发达国家的先进技术,成功研制出了PHC管桩,并在20世纪90年代,被国家建设部门大力推广。现在PHC管桩已经作为一种成熟的工程产品,被广泛应用到了工业与民用建筑、桥梁、港口码头、水利工程等大型工程项目当中。
三、PHC管桩技术上和施工上的要求
第一、施工要求
PHC管桩在施工前,对于工程设备有着很大的要求。对这些工程设备的要求是保证PHC管桩正常施工的重要前提。
1、对桩锤的选择。
如果采用打入式的方法,对于桩锤的选择就要从桩直径大小、承载力的高低、入土长度以及施工地质特性、天气条件这几方面进行考虑,要充分掌握各种重锤的特性,根据施工条件,选择施工用重锤;
2、对桩架的选择
对桩架的选择必须要参考桩锤,桩架的设置、安装,还有桩架的准备工作,对于打桩施工的工作效率,影响重大;
3、做好施工前的勘探和测试工作
对打桩施工的工地,要对地质情况、地形情况及周围建筑物情况进行详细的勘探,并且做好相应的预防措施,以免突发情况的发生。根据施工的要求,用白灰和钢筋头进行定点桩位测试;
4、管桩的运输和保存
管桩在起吊和运输过程中,要注意它的防护,防止管樁在运输过程中出现碰损,影响打桩施工。管桩的保存也要引起施工人员的注意,管桩从制造成型到静态施工时,要将运输装运过程中的碰撞和震动降到最低。管桩在保存时,要保存的时间尽可能的长,这样可以保证管桩的质量;
5、检查整修
管桩的在施工时,要保证管桩的质量,检查管桩是否有质量问题。施工后要做好打桩设备的清洁工作,方便以后的使用。
第二、技术要求
对技术的要求,是保障PHC管桩能够正常施工的根本条件。按照技术要求施工,不但可以如期完成工程,还可以延长机械的使用寿命。反之不仅延长工期,还会影响到工程的质量问题。
1、吊桩、插桩
在吊桩和插桩的过程中,管桩和桩位必须正确对接,以确保接下来的打桩工作能顺利进行。如果出现桩位与管桩的位置不合,要及时修正;
2、捶打或沉桩
使用锤桩打入式,要根据土层的软硬程度,适当地调整捶打的力度、起锤高度以及沉速的快慢。在锤桩或者静沉时,要保证管桩、桩帽、桩锤三者在一条直线上,确保锤桩或沉桩能够一次成型,避免出现断桩的问题;
3、接桩、送桩
接桩时要注意两桩之间中心线对齐,焊接面与中心线垂直,事先清洁好焊接面上泥污铁锈等。接桩时,要在接桩的桩头上安装导向箍,在对齐焊接之后才可以将导气箍卸下。送桩时必须采用送桩器。
4、割桩
割桩时必须使用专业的切割机,明令禁止人工割桩的行为。
四、PHC管桩施工出现的问题及原因
第一、PHC管桩施工时产生的问题
1、断桩
断桩是指桩身因受外力作用或其它原因,使局部出现裂缝。这种现象出现轻则造成管桩出现竖向或横向的裂缝,重则是管桩局部完全裂开,拉断钢筋。
2、桩身脱节
由于桩体节与节之间的焊接不牢固或则因为其他原因,导致桩身在连接处断开,这就是桩身脱节。桩身脱节与桩身断裂不同,但是在处理方法上存在着相同之处。
3、桩头碎裂
桩头碎裂是管桩顶端出现碎裂现象。这类事故多是因为在锤桩过程中重锤不符合规格,导致管桩顶部被锤裂。
4、桩身倾斜
一般情况下,桩身偏离与桩顶偏位桩身断裂这些现象一起产生。在插桩时,桩位与桩身没有在一条直线上,或因桩底地质强度不一致,锤桩沉桩时桩底向较软一方滑移发生了倾斜角度。 5、桩身抬高
桩身抬高指的是基桩在沉桩或锤桩时,由于挤土效应或其他外力因素的影响,桩身被迫上移的现象。
第二、出现这些问题的原因
出现上述的问题,多是因为PHC管桩在生产、运输、保存以及施工时,存在不符合规范的现象,使得在沉桩或压桩时出现断桩、移位等事故。主要原因有:
第一、PHC管桩生产时不达标
在管桩生产时,不合理的节约,使得混凝土配合比出现问题,加上可能出现原材料质量不合格的情况等等,都容易造成管桩出现断裂等事故。
第二、施工勘察不到位
PHC管樁并非适合所有地形,进行PHC管桩施工之前,一定要事先进行施工地质勘查,根据考察结果考虑是否使用PHC管桩。
第三、施工原因
施工原因产生的PHC问题桩事故,归纳起来就是:桩锤选择的不合理、管桩捶打过程中技术处理不得当、运输时造成桩身出现裂缝等。
第四、施工完成后的挖土和堆土不得当
在沉桩结束后,沉桩区的基坑要被挖开。在实际施工中因为一些不可抗因素,没有按照对称、分层、均匀的施工标准进行施工,使得管桩出现了偏位或被剪断,甚至因开挖机械的选择和使用不当造成断桩。
五、PHC问题桩的补强方法
对于PHC问题桩的处理办法有很多,出现偏斜和桩顶偏位可以进行纠偏的方法;对于桩身抬高、沉桩深度不够,可以采用复打、复压的方法进行处理。
PHC问题桩其实就是偏位和断裂的PHC管桩。对于处理这些问题,检查必须要及时,处理要得当。现有的补强方法主要有三种:
1、浅处断裂,可以采用挖孔桩的工艺,将断裂处取出,并放置钢筋笼,浇筑部分混凝加固;
2、填芯处理法:在缺陷位置上下位置安置若干长度的钢筋笼并浇筑混凝土。这种处理方法有两种,分别是高压注浆添芯法和普通振捣添芯法。
3、补桩或其他的加固办法。
结束语
综上所述,PHC管桩在施工时,一定要结合管桩的受力特征,采取相对应的措施。在沉桩过程中,当压桩力达不到规范的要求时,首先要分析原因,找出问题关键,不能盲目地增加桩长;断桩处理与接桩施工要按照设计与施工规范进行正确施工与检测,确保补强效果。
参考文献:
[1]刘昌祀.迅速发展中的国外预制混凝土桩[J].中国建筑防水材料,1992(2)
[2]刘坤义.某码头工程PHC管桩竖向裂缝检测方法与加固补强[J].引进与咨询,2006,(8)
[3]刘绍伟.谈静压管桩在工程实践中的几个问题[J].西部探矿工程,2003(3)
[4]罗战友.静压桩挤土效应及施工措施研究[D].杭州:浙江大学,2004
关键词:PHC问题桩;桩基检测;问题桩的处理
PHC管桩,全称先张法离心高强预应力混凝土管桩(Pretensioned Spun High Strength Concrete Pile),是近年来新开发出来的一种预制桩型。因为其卓越的性能,备受高层建筑的青睐。但由于施工人员的疏忽或技术的不达标,PHC管桩的问题也困扰了建筑施工者。
一、PHC管桩的发展状况
PHC管桩的从出现发展到现在已经有了100多年的发展历史。在世界各国中,日本、美国、加拿大、意大利、英国、荷兰、德国、新西兰、俄罗斯,这些国家都是研究和生产使用混凝土桩较多的国家。直到八十年代末期之后,亚洲国家如中国、马来西亚、菲律宾对预压力混凝土管桩的生产应用也开始普及起来。
在我国,预压力混凝土桩的发展较为缓慢,PHC管桩也是借鉴了日本的先进技术后,在钢管混凝土管桩的基础上发展而来。后经过了三十年的发展和推广应用,到目前为止,我国已经拥有了逾百家管桩厂,年生产量上广东就独占了全国总量的五分之二。
在PHC管桩的研究和使用上,日本可以说是该领域的巨擘。在当今全球,日本的PHC管桩技术最为成熟,施工出现的问题也最少。我国在借鉴日本的成功经验的同时,也要加大投入PHC管桩的技术研究和攻关,建立一套完整的PHC管桩技术和施工管理体系,为PHC管桩的应用做好保障。
二、PHC管桩的应用情况
因为PHC管桩具有桩身质量好、耐冲击力性能好、穿透力强、价格便宜、施工快捷且无环境污染等卓越的性能,受到了高层建筑的喜爱。我国在20世纪80年代引入了日本、美国等发达国家的先进技术,成功研制出了PHC管桩,并在20世纪90年代,被国家建设部门大力推广。现在PHC管桩已经作为一种成熟的工程产品,被广泛应用到了工业与民用建筑、桥梁、港口码头、水利工程等大型工程项目当中。
三、PHC管桩技术上和施工上的要求
第一、施工要求
PHC管桩在施工前,对于工程设备有着很大的要求。对这些工程设备的要求是保证PHC管桩正常施工的重要前提。
1、对桩锤的选择。
如果采用打入式的方法,对于桩锤的选择就要从桩直径大小、承载力的高低、入土长度以及施工地质特性、天气条件这几方面进行考虑,要充分掌握各种重锤的特性,根据施工条件,选择施工用重锤;
2、对桩架的选择
对桩架的选择必须要参考桩锤,桩架的设置、安装,还有桩架的准备工作,对于打桩施工的工作效率,影响重大;
3、做好施工前的勘探和测试工作
对打桩施工的工地,要对地质情况、地形情况及周围建筑物情况进行详细的勘探,并且做好相应的预防措施,以免突发情况的发生。根据施工的要求,用白灰和钢筋头进行定点桩位测试;
4、管桩的运输和保存
管桩在起吊和运输过程中,要注意它的防护,防止管樁在运输过程中出现碰损,影响打桩施工。管桩的保存也要引起施工人员的注意,管桩从制造成型到静态施工时,要将运输装运过程中的碰撞和震动降到最低。管桩在保存时,要保存的时间尽可能的长,这样可以保证管桩的质量;
5、检查整修
管桩的在施工时,要保证管桩的质量,检查管桩是否有质量问题。施工后要做好打桩设备的清洁工作,方便以后的使用。
第二、技术要求
对技术的要求,是保障PHC管桩能够正常施工的根本条件。按照技术要求施工,不但可以如期完成工程,还可以延长机械的使用寿命。反之不仅延长工期,还会影响到工程的质量问题。
1、吊桩、插桩
在吊桩和插桩的过程中,管桩和桩位必须正确对接,以确保接下来的打桩工作能顺利进行。如果出现桩位与管桩的位置不合,要及时修正;
2、捶打或沉桩
使用锤桩打入式,要根据土层的软硬程度,适当地调整捶打的力度、起锤高度以及沉速的快慢。在锤桩或者静沉时,要保证管桩、桩帽、桩锤三者在一条直线上,确保锤桩或沉桩能够一次成型,避免出现断桩的问题;
3、接桩、送桩
接桩时要注意两桩之间中心线对齐,焊接面与中心线垂直,事先清洁好焊接面上泥污铁锈等。接桩时,要在接桩的桩头上安装导向箍,在对齐焊接之后才可以将导气箍卸下。送桩时必须采用送桩器。
4、割桩
割桩时必须使用专业的切割机,明令禁止人工割桩的行为。
四、PHC管桩施工出现的问题及原因
第一、PHC管桩施工时产生的问题
1、断桩
断桩是指桩身因受外力作用或其它原因,使局部出现裂缝。这种现象出现轻则造成管桩出现竖向或横向的裂缝,重则是管桩局部完全裂开,拉断钢筋。
2、桩身脱节
由于桩体节与节之间的焊接不牢固或则因为其他原因,导致桩身在连接处断开,这就是桩身脱节。桩身脱节与桩身断裂不同,但是在处理方法上存在着相同之处。
3、桩头碎裂
桩头碎裂是管桩顶端出现碎裂现象。这类事故多是因为在锤桩过程中重锤不符合规格,导致管桩顶部被锤裂。
4、桩身倾斜
一般情况下,桩身偏离与桩顶偏位桩身断裂这些现象一起产生。在插桩时,桩位与桩身没有在一条直线上,或因桩底地质强度不一致,锤桩沉桩时桩底向较软一方滑移发生了倾斜角度。 5、桩身抬高
桩身抬高指的是基桩在沉桩或锤桩时,由于挤土效应或其他外力因素的影响,桩身被迫上移的现象。
第二、出现这些问题的原因
出现上述的问题,多是因为PHC管桩在生产、运输、保存以及施工时,存在不符合规范的现象,使得在沉桩或压桩时出现断桩、移位等事故。主要原因有:
第一、PHC管桩生产时不达标
在管桩生产时,不合理的节约,使得混凝土配合比出现问题,加上可能出现原材料质量不合格的情况等等,都容易造成管桩出现断裂等事故。
第二、施工勘察不到位
PHC管樁并非适合所有地形,进行PHC管桩施工之前,一定要事先进行施工地质勘查,根据考察结果考虑是否使用PHC管桩。
第三、施工原因
施工原因产生的PHC问题桩事故,归纳起来就是:桩锤选择的不合理、管桩捶打过程中技术处理不得当、运输时造成桩身出现裂缝等。
第四、施工完成后的挖土和堆土不得当
在沉桩结束后,沉桩区的基坑要被挖开。在实际施工中因为一些不可抗因素,没有按照对称、分层、均匀的施工标准进行施工,使得管桩出现了偏位或被剪断,甚至因开挖机械的选择和使用不当造成断桩。
五、PHC问题桩的补强方法
对于PHC问题桩的处理办法有很多,出现偏斜和桩顶偏位可以进行纠偏的方法;对于桩身抬高、沉桩深度不够,可以采用复打、复压的方法进行处理。
PHC问题桩其实就是偏位和断裂的PHC管桩。对于处理这些问题,检查必须要及时,处理要得当。现有的补强方法主要有三种:
1、浅处断裂,可以采用挖孔桩的工艺,将断裂处取出,并放置钢筋笼,浇筑部分混凝加固;
2、填芯处理法:在缺陷位置上下位置安置若干长度的钢筋笼并浇筑混凝土。这种处理方法有两种,分别是高压注浆添芯法和普通振捣添芯法。
3、补桩或其他的加固办法。
结束语
综上所述,PHC管桩在施工时,一定要结合管桩的受力特征,采取相对应的措施。在沉桩过程中,当压桩力达不到规范的要求时,首先要分析原因,找出问题关键,不能盲目地增加桩长;断桩处理与接桩施工要按照设计与施工规范进行正确施工与检测,确保补强效果。
参考文献:
[1]刘昌祀.迅速发展中的国外预制混凝土桩[J].中国建筑防水材料,1992(2)
[2]刘坤义.某码头工程PHC管桩竖向裂缝检测方法与加固补强[J].引进与咨询,2006,(8)
[3]刘绍伟.谈静压管桩在工程实践中的几个问题[J].西部探矿工程,2003(3)
[4]罗战友.静压桩挤土效应及施工措施研究[D].杭州:浙江大学,2004