预应力(高强)混凝土管桩事故分析与处理

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1、·上海建i殳科技2011年第2期·施

2、技术预应力(高强)混凝土管桩事故分析与处理李强上海林同炎李国豪土建工程咨询有限公司摘要预应力(高强)混凝土管桩因其诸多优点正被广泛应用在工程中。但是由于其为空心结构，壁厚较薄，抵御水平荷栽的能力较差，常因施工方法不当等原因而发生桩倾斜与断裂事故。为此，采取了倾斜桩的剩余承载力利用和缺陷桩的加固等修复方法，收到了较好的效果。关键词预应力管桩断裂纠偏补强1工程地质桩身质量等级，4根为Ⅲ类，2根为Ⅱ类，桩身均存在浙江海宁某办公楼，地上7层，无地下室，现浇裂缝情况，裂缝位于桩顶下4～5m范围。事故桩与钢筋混凝土框架结构，桩基础，4-0．000绝对标高塔吊位置

3、关系见图1、图2。3．800m(黄海标高)。采用A型6500mm预应力混凝根据现场情况和地质分析报告，我们认为，施工土管桩(PC桩)，壁厚100mm。桩顶绝对标高1．3m，措施不当是引发事故的主要原因：施工单位为赶工桩长22m，持力层为⑥层黏土层。场地土层分布见期，垂直开挖3m深基坑而没有采取任何维护措施，表1，各土层物理、力学指标见表2。场地浅层地下水导致开挖后临空面较高；施工过程中挖出的渣土没属潜水类型，受大气降水与地表水影响显著，稳定水有及时清理，全部堆积在承台四周，增加了覆土荷位埋深在0．50～1．801511，水位变化幅值约为1．0m。载。由于淤泥质土为流塑态，较大的水平力使得

4、淤泥2事故分析向临空面方向流动，造成了管桩的偏位与断裂。可能拟建场地桩基施工于2010年4月进场，历时6存在的其它原因如下：d，采用静压法，共压人预制桩148根，同年7月基坑(1)预应力管桩桩身质量不合格：桩壁厚度不够开挖，同时开挖临近塔吊基坑，随后发现塔吊基坑旁或局部有缺陷，桩身混凝土强度偏低，导致桩身开裂。边2个承台下共6根工程桩发生偏向塔吊基础方向(2)压桩机加载重心与桩中心不一致：压桩机配的较大偏移，最大偏移量570mm，平均偏移415mil。重不均匀，其重心与桩中心不一致，产生偏心力，从低应变桩基完整性检测报告显示，发生偏移的桩基而导致桩身开裂。表1土层分布土层名称重度／kN·

5、m。“含水量／％凝聚力／kPa摩擦角／(。)压缩模世／MPa侧阻力／kPa端阻力／kPa①索填土②黏土184．7③淤泥质17．22．72粉质黏土④一。黏土18．69．31④一：黏土18．17．32⑤黏土l6．93．17⑥一黏土1959．45l3O0—．40——施工技术·上海建i殳科技2011年第2期·质土，可以采用20～25MPa水压，出水喷头可采用1．8inm孔径。冲孑L采用中心旋转逐渐下沉法，冲孔半径约可达到0．51TI左右。冲孑L应一次到位，冲孔深度应到达裂缝以下2～3m。为防止孔壁坍塌，冲孔过程中不应将孑L内泥浆随意抽走、排干。3．2．2顶推纠偏顶推的反力装置可采用相邻工程桩，反

6、力应具有足够的强度和刚度。顶推时为控制推力均匀分布在桩身尽可能大的表面积上，应选择月形软质木垫块，垫块应能够紧密地包裹住桩身，垫块厚度接近桩图1承台与塔吊基础平面身半径，长度不小于垫块厚度。为防止滑移或软垫块接触面挤压破坏，还需在垫块上安装硬质方形防滑垫板，可采用6mm厚钢板，钢板应嵌入木垫内，并用螺栓连接牢固。顶推的传力装置可以选用油压千斤顶。操作千斤顶时，开始行程要慢而小，每推进≤20him的距离立即卸荷，并测量桩身回弹尺寸，做好记录，如此反复加荷、卸荷，使桩周土受扰动而减少阻力。若每次回弹值均较小，可增加推进距离，逐步增大、循序图2承台与塔吊基础立面渐进，最终使桩身回复到位。总之，

7、顶推操作以缓慢、(3)盲目加大压桩力强行沉桩：当沉桩过程中遇少量、多次为原则，其推力不得大于单桩水平承载力到硬质夹层时，为了沉桩而盲目增加压桩力，导致桩特征值Rh【2]，桩身回复到位后应做定位处理，防止身开裂。再度倾斜。单桩水平承载力特征值计算如下：3r3处理方法^．R^=0．75(1)U3．1偏位桩的剩余承载力利用式中：R。——单桩水平承载力特征值若工程桩偏移值超出规范规定不大，桩身完整，可以无需处理，继续发挥剩余承载力作用，但偏移量——桩的水平变形系数的多少肯定会对其竖向承载力产生不同影响。对于E，——桩身抗弯刚度发生偏位的桩，桩身属于环形偏心受压构件，按照——桩顶水平位移系数《混凝

8、土结构设计规范》(GB50010-2002)第7．3．7——桩顶允许水平位移条公式可以计算此桩的桩身受压承载力¨】。3．2．3回填注浆3．2偏位桩顶推纠偏纠偏结束后，应及时回填砂石并注水泥浆液，浆对于水平偏位较大的桩，应纠偏使其回正，传统液的水灰比可采用0．5～0．65，减水剂掺量为水泥方法有两种：沉井开挖扶正和高压水冲孔扶正。对于量的1％，水泥强度等级可采用32．5级的普通硅酸桩身裂缝深度不深，可采用沉井开挖扶正，沉井法开盐水泥J