預(yù)制樁沉樁施工中的常見問題及處理方法

蒙 偉   戴 軍

(陜西省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院710082  西安)

    樁基是深基礎(chǔ)的一種。采用鋼筋混凝土、鋼管、H型鋼等材料作為受力的支撐件打人土中，稱為單樁。將許多單樁打入地基中，達(dá)到設(shè)計(jì)所需要的深度，稱為群樁基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)的作用是傳遞上部結(jié)構(gòu)的荷載，通過較弱地層傳遞到深部較堅(jiān)硬的壓縮性小的土層或巖層上。

    樁基礎(chǔ)的適用范圍如下：

    ①地基的上層土質(zhì)太差而下層土質(zhì)較好；

    ②除了有較大的垂直荷載外，還有水平荷載及較大的偏心荷載；

    ③用于有動(dòng)力荷載及周期性荷載的基礎(chǔ)；

    ④地下水位很高，采用其它深基礎(chǔ)形式施工時(shí)降水有困難的場(chǎng)所；

    ⑤位于水中的構(gòu)筑物基礎(chǔ)。

    樁基施工是一個(gè)很復(fù)雜的過程，對(duì)樁的質(zhì)量影響有很多方面，下面將對(duì)預(yù)制樁沉樁施工中常見的問題及處理方法進(jìn)行分析。

1、樁頂碎裂

    產(chǎn)生的原因：

    ①設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度偏低；②施工質(zhì)量控制不嚴(yán)造成強(qiáng)度等級(jí)偏低：A)混凝土配合比不當(dāng)、B)振搗不密實(shí)、c)養(yǎng)護(hù)時(shí)間不足；③柱頂鋼筋網(wǎng)片不足，主筋端部與柱頂距離太小，樁頂面不平，樁頂平面與軸線不垂直；④樁錘選擇不當(dāng)：A)樁錘重量太大，樁頂混凝土因受過大的錘擊應(yīng)力而破碎、B)樁錘重量太小，樁頂混凝土因受錘擊次數(shù)過多而破碎、c)樁頂未加緩沖墊或施工中緩沖墊損壞，樁頂直接承受沖擊荷載。

    預(yù)防措施及處理方法：

    ①嚴(yán)格按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行樁的制作，混凝土配合比要求準(zhǔn)確，主筋不得超過樁頂?shù)谝粚愉摻罹W(wǎng)片，振搗要密實(shí)；②打樁時(shí)預(yù)制樁的強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100％，并應(yīng)滿足有一個(gè)月以上的自然養(yǎng)護(hù)期，先施工養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長的樁；⑧混凝土灌注前，樁頂模板要平，且同樁身線垂直。對(duì)己澆灌的樁，在使用前要進(jìn)行檢查，對(duì)樁頂平面不符合規(guī)范要求的樁，應(yīng)經(jīng)修補(bǔ)后才能施工；④合理選擇樁錘，要重錘輕擊，樁重與錘重之比約為1：3～5；⑤經(jīng)常檢查樁帽與接觸面處是否平整，及時(shí)更換緩沖墊；⑥樁頂破碎嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)后再施工。

2、樁身斷裂

    產(chǎn)生的原因：

    ①樁身在施工中出現(xiàn)較大的彎曲，在反復(fù)沖擊的集中荷載下，超過樁身抗彎強(qiáng)度而斷裂，這種情況出現(xiàn)主要由于：A)樁的長細(xì)比過大，沉樁時(shí)遇到硬土層；B)樁在制作中，樁身彎曲值超過規(guī)定范圍；C)樁尖偏離中軸線，沉樁時(shí)遇到硬土層把樁尖擠向一側(cè)；D)穩(wěn)樁時(shí)不垂直，在校正樁的傾斜時(shí)使樁身產(chǎn)生彎曲；E)采用先鉆后打工藝時(shí)，由于鉆孔垂直度偏差過大，沉樁過程中順鉆孔傾斜面而產(chǎn)生彎曲；F)兩節(jié)或多節(jié)樁相接時(shí)，由于不在一條軸線而產(chǎn)生曲折，在飽和軟粘土中沉樁時(shí)，超過孔隙水壓力的影響和土方開挖產(chǎn)生過大的土壓力差使樁身發(fā)生彎曲；②樁身質(zhì)量不符合要求，樁身局部混凝土強(qiáng)度不足，受反復(fù)沖擊荷載后產(chǎn)生橫向裂紋，并擴(kuò)大而導(dǎo)致斷裂。

    預(yù)防措施及處理方法：

    ①控制每節(jié)樁的細(xì)長比，一般不應(yīng)超過40；②施工前檢查樁身彎曲清況，對(duì)樁身彎曲度大于1％，且樁長大于20m的樁或樁尖偏離樁的縱向軸線時(shí)，不宜使用；③施工前清除場(chǎng)地內(nèi)的地下障礙物；④應(yīng)及時(shí)糾正在初沉?xí)r產(chǎn)生傾斜的樁；⑤采用先鉆后打工藝時(shí)，嚴(yán)格控制鉆孔的垂直度偏差在1％以內(nèi)；⑥按操作要求進(jìn)行接樁以確保上下兩節(jié)樁在同一軸線上；⑦在飽和軟粘土中沉樁，要采用有效措施降低孔隙水壓力，在沉樁完成后，間歇兩周以上方可進(jìn)行土方開挖，且應(yīng)分層挖土；⑧確保混凝土質(zhì)量；⑨樁在堆放、起吊、運(yùn)輸過程中，嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)定或操作規(guī)程進(jìn)行；⑩樁身斷裂后，可根據(jù)工程地質(zhì)條件等實(shí)際情況進(jìn)行補(bǔ)樁。

3、沉樁達(dá)不到設(shè)計(jì)要求產(chǎn)生的原因

    ①工程地質(zhì)情況未能勘察清楚，尤其是持力層的起伏標(biāo)高不明，致使設(shè)計(jì)考慮持力層或選擇樁尖標(biāo)高有誤；②局部有堅(jiān)硬土夾層或砂夾層；③施工中遇到障礙物，如大塊石頭或舊的埋設(shè)物等；④新近代砂層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，同一層的強(qiáng)度差很大，樁打人該層，進(jìn)入持力層較深時(shí)，才能求出貫人度。群樁施工中，砂層越擠越密，最后就沉不下去；⑤樁錘選擇過大或過小，使樁沉不到設(shè)計(jì)要求的標(biāo)高；⑥樁頂打碎或樁身打裂、打斷等使樁不能繼續(xù)打入。

    預(yù)防措施及處理方法：

    ①工程地質(zhì)情況應(yīng)詳細(xì)探明，做到工程地質(zhì)與勘察報(bào)告相符；②合理選擇持力層或樁尖標(biāo)高；③遇有硬夾層時(shí)，可采用先鉆后打法、水沖法等穿透硬夾層，以利沉樁，但樁尖至少進(jìn)入未擾動(dòng)的土層中4倍樁徑深度；④根據(jù)工程地質(zhì)等條件，確定樁施工的最終控制標(biāo)準(zhǔn)。一般情況下，以一種控制標(biāo)高標(biāo)準(zhǔn)為主，以另一種控制標(biāo)準(zhǔn)為參考；⑤合理選擇樁錘；⑥采取有效措施，防止樁頂打碎或樁身斷裂。

4、樁頂位移

    產(chǎn)生的原因：

    ①樁入土后，遇到大塊堅(jiān)硬的障礙物使樁向一側(cè)偏斜；②采用先鉆后打法施工時(shí)，鉆孔垂直度偏差過大，樁體順鉆孔傾斜而偏移；③多節(jié)樁施工時(shí)，由于接樁時(shí)位置不正使樁頂偏位；④樁身原本彎曲，沉入土后，使樁頂位移；⑤在飽和軟粘土地區(qū)，當(dāng)樁數(shù)較多、樁間距離較小，沉樁時(shí)把相鄰樁推向一側(cè)或使地面隆起將相鄰樁一起被拱起。

    預(yù)防措施及處理方法：

    ①施工前清除沉樁區(qū)域內(nèi)的地下障礙物；②嚴(yán)格控制鉆孔的垂直度偏差在1％以內(nèi)；③接樁時(shí)，保證上下節(jié)樁在同一軸線上，嚴(yán)格按照操作要求連接接頭；④沉樁前檢查樁身彎曲情況，不使用超過規(guī)范允許偏差的樁；⑤在飽和軟粘土地區(qū)施工密集群樁時(shí)：A)控制沉樁速率；B)采用可降低孔隙水壓力的措施。

5、樁身傾斜

    產(chǎn)生的原因：

    ①施工場(chǎng)地不平，因而沉樁施工機(jī)械產(chǎn)生傾斜，同時(shí)使樁身隨之傾斜；②穩(wěn)樁時(shí)，樁帽、樁錘及樁身中心不在同一線上；③樁身彎曲超過規(guī)定值，樁尖偏離中軸線；④樁尖在地下遇到大塊堅(jiān)硬障礙物；⑤樁頂與樁帽接觸面不平，樁身受偏心荷載作用人土后樁身傾斜；⑥采用先鉆后打時(shí)，由于鉆孔不垂直，使樁插入后繼續(xù)沉樁時(shí)樁身傾斜；⑦多節(jié)樁施工時(shí)，由于接樁時(shí)上下樁不在同一軸線上使樁沉入后樁身傾斜；⑧樁距太小，鄰樁打樁時(shí)土體擠壓；⑨采用機(jī)械化透行基坑土方開挖時(shí)，對(duì)有一定送樁深度要求的群樁．由于樁身兩側(cè)的土壓力較大，使樁身傾斜。

    預(yù)防措施及處理方法：

    ①要求施工場(chǎng)地平整，對(duì)于軟弱地基面應(yīng)鋪碎石再平整，為使樁機(jī)底盤保持水平，可在樁機(jī)行走裝置下加墊板；②初沉?xí)r，對(duì)不垂直的樁及時(shí)糾正，控制垂直度小于5％；③預(yù)先檢查樁，不宜采用樁身彎曲或樁尖偏離樁中軸線超過規(guī)定值的樁；④障礙物不深時(shí)，可挖除回填土后再打樁或作補(bǔ)樁處理；⑤保持樁頂與樁帽接觸面平整，使樁不受偏心荷載；⑥控制預(yù)鉆孔的垂直度，使其誤差小于1％；⑦接樁時(shí)，上下樁必須保持在同一軸線上；⑧在飽和軟粘土地區(qū)，應(yīng)控制沉樁速度；⑨按分層開挖原則，對(duì)有一定送樁深度要求的群樁進(jìn)行基坑土方開挖。

6、接樁處松脫開裂產(chǎn)生的原因

    ①連接處表面沒有清理干凈，留有雜質(zhì)、水、油污等；②采用焊接或法蘭連接時(shí)，連接鐵桿或法蘭平面不平；③焊接質(zhì)量不符合要求，焊縫不飽滿、夾渣等；④采用硫磺膠泥接樁時(shí)，由于配合比不合適、溫度控制不當(dāng)、操作不當(dāng)?shù)仍斐闪蚧悄z泥質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，在錘擊力作用下開裂；⑤接樁時(shí)上下樁中心線不在同一直線上。

    預(yù)防措施及處理方法：

    ①接樁處必須清除干凈；②連接鐵件必須牢固平整，不符合要求時(shí)需經(jīng)修正后方可使用；③必須保證焊接質(zhì)量；④硫磺膠泥嚴(yán)格按操作規(guī)程作業(yè)，配合比應(yīng)先經(jīng)過試驗(yàn)，確保強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求；⑤保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上。

    沉樁工程是一道技術(shù)性很強(qiáng)的工序，在實(shí)際操作中一定要根據(jù)實(shí)際情況具體分析，并且不斷收集資料，積累經(jīng)驗(yàn)。只要采用科學(xué)的方法，就一定能夠確保工程質(zhì)量。

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)