论倾斜预应力管桩的施工技术方法.doc

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1、论倾斜预应力管桩的施工技术方法　　【摘要】本文通过对倾斜桩的承载力进行计算分析，并采取了相应的技术处理措施，使本来存在倾斜缺陷的桩在保证结构安全的基础上得以合理使用的成功实例.　　【关键词】预制桩；技术指标；承载力　　混凝土预应力管桩的倾斜度偏差作为预应力管桩施工过程的一个控制指标；长期以来，施工中的倾斜度往往以桩插入时的垂直度偏差不超过0.5%进行控制.而事实上，预应力管桩沉桩后还可能因基坑挖土等外来的荷载和桩周边土质的不均匀造成桩的倾斜和断桩.而对于出现倾斜的桩若处理不当，将给工程结构带来隐患.下面介绍某学校的

2、教学楼工程采用预应力管桩的基础设计，在施工中出现局部桩倾斜度超过规范允许的偏差后，进行承载力计算分析处理的成功实例.　　2工程简介　　2.1工程概况　　该工程位于某东路中段，为多层教学综合楼，6层，建筑面积为25817m2，均连廊连接，结构形式为框架结构.桩基采用PC-500（100）和PC-AB400（75）应力管桩，一桩一柱共793根.　　3设计的技术指标　　基础设计采用端承摩擦桩，桩身为PC-AB500（100），预应力混凝土管桩，桩端持力层为散体状、碎裂状强风化花岗岩层，单桩桩顶竖向力设计值R=1200kN

3、，桩身混凝土强度等级为C40，纵向配筋为10Φd10.7通长.　　桩身采用工厂预制，压桩采用PC400型静压桩机，经现场试打桩后确定：（1）以有效桩长26m控制为主，压桩终压值为2690kN；（2）桩长达不到时，压桩终压值提高到4860kN，最后5分钟持荷的累计贯入度为≤20mm.　　4土方开挖后的工程桩情况　　该工程压桩结果：桩长均在24～27m之间.工程桩竣工后，采用中型机械配合人工进行土方开挖，当桩头露出基糟后发现东南侧的个别承台和东侧两个边轴线的基桩有倾斜的现象；其中，东南侧的部分承台的桩倾斜方向没有规律；

4、而东侧的桩均向东倾斜，倾斜角在5～12之间.　　为慎重起见，经相关部门共同研究决定：全部桩基进行低应变动力检测.检测结果：没有倾斜的基桩772根为I类桩；出现倾斜较大的21根基桩中：有18根II桩，8根III类桩（III类桩的主要问题是桩身出现水平裂纹，裂纹位置普遍出现在板下标高以下1～2m处.经开挖检查有裂纹桩的四周土层后，裂纹都在倾斜方向的背向，裂纹沿周长方向长度120mm左右，但并未贯穿）.　　5基桩倾斜的原因及对承载力影响的分析　　5.1产生基桩倾斜的原因分析　　主要有以下原因产生：①东南侧部分承台范围的群

5、桩倾斜及出现方向没规律，与打桩过程的垂直度控制不严格有关；②与土方开挖过程的机械侧压有关.③原东侧有渔塘回填，受打压桩过程中向东挤土侧压力大有关，另外，现场在打这部分桩时恰好遇到下雨，桩机最大下沉达0.6m深，后来采用整场地回填碎石才得以解决（塘碴2200m3）.因此，桩倾斜与上述种种原因都有一定关系.而产生东侧两条轴线桩同方向倾斜，很明显是由于该两栋的地基由原池塘回填而造成的.从现场看也确实发现土体开裂并向东滑移.　　5.2倾斜桩的承载力影响分析　　对于东南侧部分承台范围的群桩倾斜，由于倾斜度的偏差均未大于倾斜角

6、正切值的15%，而且倾斜方向不规则，除对单桩竖向承载有稍微减弱外，对水面荷载的承载能力应该是有利的，在此就不再展开分析.对倾斜度较大的东侧两边轴线的21根，桩虽然也挑选了一根进行静载试验，静载结果也符合设计要求，但是否具有代表性？其他20根桩中选择承载最不利的桩进行验算也是必要的.　　5.3倾斜桩的承载力计算分析　　下面以最不利的一根412#桩为例（详见图1）进行以下计算分析：　　该桩倾斜12°，从地质勘探报告反映的入各土层情况为：淤泥层厚度5.2m，砂质粘土层厚度8.6m，花岗岩残积砂质粘土层厚度4.2m，散体状

7、强风化花岗岩层2.7m.　　5.3.1倾斜桩的单桩竖向承载力计算　　根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94，以下简称《规范》）提供的公式〔1〕进行计算.　　从以上假设的条件进行计算所得出的桩的抗弯能力是不够的，所以桩身产生了水平裂缝.当然，桩端实际状态不是固端，桩顶在受水平力作用和倾斜过程，桩端会出现微小上浮移动.另外，进入砂质粘土层区域的桩段，按固端假设进行计算时偏于保守；该区段的桩在受水平力作用和倾斜过程，实际上会出现侧移，使得该区段桩身的弯矩应力得到一定程度的释放.这是该桩在水平应力择优选用征，只出现水平

8、裂缝，而桩身构件质量没有破坏的主要原因.　　6对倾斜桩的处理　　该批桩从单桩的竖向承载力分析是能够满足设计要求的，但从受水平力和整体的稳定性看还是不利的；由于东侧的土体已经出现滑移，土体对桩已经产生侧压力，对桩的稳定和桩顶变位限制非常不利，因此，为确保基桩质量的耐久性和结构安全，现场从设计和施工方面采取了以下措施：　　（1）对边轴线土体滑移严重的部位去土卸荷