预制静压桩桩体裂缝原因分析及处理

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1、预制静压桩桩体裂缝原因分析及处理一、工程概况随着国民经济的发展，高层和超高层建筑日益增多，其中很大一部分是在原有建筑拆迁基础上进行建设，基础如采用灌注桩等桩型，存在场地狭窄，排浆困难，施工噪音扰民等缺点，而静力压桩系利用液压缸产生压力夹持桩身，利用桩架自重和附属配重的重量，将预制桩逐节压入土中。压桩无振动，对周围无干扰，桩配筋简单，短桩可接长，节约钢材，可压截而400nim以下的钢筋混凝土空心管桩、实心桩。利用静压方式施工的预制混凝土桩由于存在施工噪音低、施工进度快的优点，适用软土地基，可避免打桩振动影响邻近建筑物或设备的情况，应用逐渐增多。但预制混凝土桩在利用静压桩

2、机进行施工过程中，桩身易出现裂缝，《预制钢筋混凝土方桩（97G361）》第6.3.3条明确要求“处于地下水位以下的桩，最大裂缝宽度不超过0.2mm”，所以对于高水位地区施工中桩身裂缝的控制，就成为重耍内容。以下以我单位施工的开封市妇女儿童医院桩基工程为例，对桩施工过程中易出现的裂缝原因进行了简单分析。该工程共奋16层,总建筑面积66850m2,框剪结构，选用静压预制桩基础，桩截面400mmX400mm，桩长为14.0m和15.0m两种，单桩竖向承载力极限值约为1920RN,设计要求桩基施工送桩终止条件以单桩承载力为主，以标高为辅，压桩力估算值3870kN，设计要求将桩

3、尽量送至粉沙层，选用YZY-420全液压式静力压桩机进行施工。设计静压桩总数为1201根，实际完成1244根。地下水埋深0.44m〜0.75m,场地土类型为屮软场地土，场地类别为II类。具体地质参数详见表1。表1工程地质勘察报告层号岩性层厚（m）层底埋深（m）fk(kPa)Es(MPa)qs“kP)QPk(kPa,)①杂填土0.6〜1.30.6〜1.3②粉土7.0-7.88.2〜8.6752.740③粉土5.7-6.214.21〜14.61004.144④粉质粘十4.0-5.318.4〜19.71204.645⑤粉砂1.0〜1.820.4〜21.021019.2522

4、300⑥细砂7.4-8.328.0〜29.630035.0795200二、桩身裂缝及成因分析本桩基工程施工主要由混凝土桩预制和现场压桩两个过程组成，混凝土桩预制委托构件厂（完成）。工程分为两个阶段进行，第一阶段将桩分为两段制作（总数281根），施工正常。第二阶段为加快施工进度，采用全长预制整根压入的方法进行施工，施工屮一定比例桩身出现裂缝，对这一部分桩抽样进行钻芯取样检测，检测结果证明混凝土强度等级达到设计要求，对现场所存预制桩进行外观质量检查和外形偏差检查，均满足规范要求。经现场分析和试验，认定桩身开裂原因可分为以下三类，现分别予以介绍。第一类裂缝是由于桩机夹持机构

5、中的夹持板磨损，板面平整度下降，未及时更换，桩身局部受压面积减少，桩身局部受压超过抗压强度极限，致使桩表面开裂。这类裂缝平行于桩截面，位置位于夹持板与桩身接触而高度方向1/2处，宽度自中心向两侧开展的同时由宽变窄，最宽处不大于0.2mm，深度不大于10mmo第二类裂缝是由于桩机本身机械故障引起，正常的夹持机构的四块夹持板在夹住桩身施压后，应为符合桩身形状的方形，但由于桩机故障，液压缸伸出长度不一致，夾持机构只有2〜3块夹持板夹住桩身施压，易造成桩身棱角局部开裂或脱落，裂缝宽度约0.1mm，深度可至主筋外表面。第三类裂缝产生原因又分为两种情况：1、压桩过程屮，桩身轴线与

6、桩机夹持机构屮心线产生偏离（如图1），与桩机施加的压桩力作用线产生夹角，随着桩不断被压入土中，桩身偏离角和偏心矩逐渐加大，由于桩长细比较大，随之产生的附加弯矩将产生不可忽视的侧向挠度，而侧向挠度乂进一步加大偏心距，致使附加弯矩不断增大，使桩在桩机的（送桩力）轴向力和附加弯矩的作用下产生开裂，裂缝深度100mm〜300mm,裂缝宽度为0.3〜10mm,位置在桩机夹持板以下100cm区域内。2、桩体绕自身轴线产生一定角度转动，与桩机夹持机构形成一定夹角，当夹持机构向桩身施加压力吋，造成桩身局部棱角开裂乃至脱落。上述两种形式在施工中一般对桩身复合作用，即两种裂缝同时出现。原

7、因为：（1）场地内存在厚度为0.6〜1.3m的杂填土层，由于杂填土夹杂砖濟、碎混凝土块等杂物，土层均匀性差，易造成桩身入土后发生角度偏离。（2）由于送桩力大，桩机施工自重近4000kN，现场杂填土中粉土比例大，且含水率较高，经反复碾压后，形成“橡皮土”。这样在进行压桩施工时，桩机自身不能稳定，易使桩体发生角度偏离。图2荷载一变形的关系曲线图三、处理措施文献［1］指出：1、普通钢筋混凝土构件内力不到30%极限荷载（混凝土应力达到抗拉强度，钢筋应力达50〜60MPa左右）便出现裂缝，裂缝宽度在0.05i■〜0.1mm左右，这种裂缝对结构的安全度没有影响，