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打入桩时常见问题

318 2022-07-19 15:37:21

为了检测桩的完整性和承载力,应对桩基施工中产生桩身缺陷和影响桩承载力的一些问题有所了解和认识。这对综合分析和评价桩基质量具有重要意义。


按照成桩方法,桩可以分为两大类∶打入桩和灌注桩。下面分别叙述这两种桩施工中常出现的一些问题。


打入桩

打入桩是将预制的桩身构件打人土层中的桩。桩身材料一般为钢筋混凝土、钢、木材等。由于预制的桩身构件在打人土层之前,都可以进行仔细的检测,因此桩身质量通常还是可以保障的。但对于钢筋混凝土桩,在预制、起吊、运输和堆放过程中仍可能发生一些问题,例如由于混凝土收缩而产生的裂缝。预制桩须待桩身混凝土达到设计强度的70%后方可起吊,过早起吊将会引起桩身开裂。在运输和堆放时如不注意也会造成桩身的损坏。


在设计打入桩时,不仅要考虑桩所承受的工作荷载,还应估计到在打桩和施工过程中可能引起的应力变化。


对于打入桩,桩的损伤主要来自沉桩过程。下面讨论几种主要情况。


1.桩头损坏

特别对于混凝土桩,在高冲击荷载重复作用下,桩头容易严重变形和损坏。再由于其他种种原因,这一问题尤为严重。例如,桩头配筋不合理,垫层材料选用不当或未及时更换,混凝土强度未达到设计标准,因桩顶平面与桩的轴线不垂直而造成偏心冲击状态、局部应力增大等。在桩尖通过坚硬土层时,可能出现“过打”,即施打时间过长、锤击次数过多或冲击能量过大等现象。


2.桩身中出现断裂

在高强度重复荷载的作用下,桩身中原生小裂纹(在预制和运输中出现的缺陷)将会逐渐扩展而成为大裂纹。打桩过程是应力波在桩中的传播过程。在桩尖遇到坚硬土层或基岩时,由应力波的反射或桩土间高摩阻力所激发的压力波,在桩身中会引起过大的压应力。而当桩底是松软土层时,又会产生较大的反射拉应力。由于混凝土抗拉强度低,后者更容易造成桩身损坏。因此在打桩过程中进行仪器监测是十分必要的。


3.打歪

桩顶不平、桩尖偏心、接桩不正、土中有障碍物等,打桩时桩身都会出现歪斜,而操作不当是更重要的原因。桩身歪斜将会改变桩的受力状态,使得桩身断裂和承载力的大幅度下降。这是必须引起高度重视的。


4.接头质量

对拼接起来的多节桩,接头质量是重要的,特别要保障两节桩的直线性,否则在打桩时将会引起高的弯曲应力。


5.对邻桩的影响

在软弱土层中,当桩贯入土中时,桩身将挤压和扰动周围土体。靠近地面的部分土体将会隆起和水平移动。若布桩较密和打桩顺序又不合理,则会致使邻桩上升或倾斜。当桩的中心距离不大于5d(d为桩直径)时,应合理安排打桩顺序。


6.时间效应

打入桩对软土地基的扰动主要表现在破坏了土的天然结构和桩周土受到急剧挤压两个方面,结果导致孔隙水压力迅速上升,有效应力减小,从而使桩周土和桩尖土强度显著下降。但随着时间的推移,土的强度还可逐渐恢复,甚至可以超过原来的强度。其原因有∶


1)软土具有触变性,受扰动后损失的强度可以逐渐恢复。在现场埋藏条件下,静止几天后可以恢复初始强度的40%~50%。

2)随着桩周土中水分的逐渐排出,孔隙水压力逐渐消散,有效应力相应地增大,桩周土强度得以恢复。

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