預(yù)制靜壓樁樁體裂縫原因分析及處理

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1、預(yù)制靜壓樁樁體裂縫原因分析及處理一、工程概況隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高層和超高層建筑日益增多，其中很大一部分是在原有建筑拆遷基礎(chǔ)上進(jìn)行建設(shè)，基礎(chǔ)如采用灌注樁等樁型，存在場(chǎng)地狹窄，排漿困難，施工噪音擾民等缺點(diǎn)，而靜力壓樁系利用液壓缸產(chǎn)生壓力夾持樁身，利用樁架自重和附屬配重的重量，將預(yù)制樁逐節(jié)壓入土中。壓樁無(wú)振動(dòng)，對(duì)周圍無(wú)干擾，樁配筋簡(jiǎn)單，短樁可接長(zhǎng)，節(jié)約鋼材，可壓截而400nim以下的鋼筋混凝土空心管樁、實(shí)心樁。利用靜壓方式施工的預(yù)制混凝土樁由于存在施工噪音低、施工進(jìn)度快的優(yōu)點(diǎn)，適用軟土地基，可避免打樁振動(dòng)影響鄰近建筑物或設(shè)備的情況，應(yīng)用逐漸增多。但預(yù)制混凝土樁在利用靜壓樁

2、機(jī)進(jìn)行施工過(guò)程中，樁身易出現(xiàn)裂縫，《預(yù)制鋼筋混凝土方樁（97G361）》第6.3.3條明確要求“處于地下水位以下的樁，最大裂縫寬度不超過(guò)0.2mm”，所以對(duì)于高水位地區(qū)施工中樁身裂縫的控制，就成為重耍內(nèi)容。以下以我單位施工的開(kāi)封市婦女兒童醫(yī)院樁基工程為例，對(duì)樁施工過(guò)程中易出現(xiàn)的裂縫原因進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析。該工程共奮16層,總建筑面積66850m2,框剪結(jié)構(gòu)，選用靜壓預(yù)制樁基礎(chǔ)，樁截面400mmX400mm，樁長(zhǎng)為14.0m和15.0m兩種，單樁豎向承載力極限值約為1920RN,設(shè)計(jì)要求樁基施工送樁終止條件以單樁承載力為主，以標(biāo)高為輔，壓樁力估算值3870kN，設(shè)計(jì)要求將樁

3、盡量送至粉沙層，選用YZY-420全液壓式靜力壓樁機(jī)進(jìn)行施工。設(shè)計(jì)靜壓樁總數(shù)為1201根，實(shí)際完成1244根。地下水埋深0.44m?0.75m,場(chǎng)地土類型為屮軟場(chǎng)地土，場(chǎng)地類別為II類。具體地質(zhì)參數(shù)詳見(jiàn)表1。表1工程地質(zhì)勘察報(bào)告層號(hào)巖性層厚（m）層底埋深（m）fk(kPa)Es(MPa)qs“kP)QPk(kPa,)①雜填土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粉質(zhì)粘十4.0-5.318.4?19.71204.645⑤粉砂1.0?1.820.4?21.021019.2522

4、300⑥細(xì)砂7.4-8.328.0?29.630035.0795200二、樁身裂縫及成因分析本樁基工程施工主要由混凝土樁預(yù)制和現(xiàn)場(chǎng)壓樁兩個(gè)過(guò)程組成，混凝土樁預(yù)制委托構(gòu)件廠（完成）。工程分為兩個(gè)階段進(jìn)行，第一階段將樁分為兩段制作（總數(shù)281根），施工正常。第二階段為加快施工進(jìn)度，采用全長(zhǎng)預(yù)制整根壓入的方法進(jìn)行施工，施工屮一定比例樁身出現(xiàn)裂縫，對(duì)這一部分樁抽樣進(jìn)行鉆芯取樣檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果證明混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所存預(yù)制樁進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查和外形偏差檢查，均滿足規(guī)范要求。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)分析和試驗(yàn)，認(rèn)定樁身開(kāi)裂原因可分為以下三類，現(xiàn)分別予以介紹。第一類裂縫是由于樁機(jī)夾持機(jī)構(gòu)

5、中的夾持板磨損，板面平整度下降，未及時(shí)更換，樁身局部受壓面積減少，樁身局部受壓超過(guò)抗壓強(qiáng)度極限，致使樁表面開(kāi)裂。這類裂縫平行于樁截面，位置位于夾持板與樁身接觸而高度方向1/2處，寬度自中心向兩側(cè)開(kāi)展的同時(shí)由寬變窄，最寬處不大于0.2mm，深度不大于10mmo第二類裂縫是由于樁機(jī)本身機(jī)械故障引起，正常的夾持機(jī)構(gòu)的四塊夾持板在夾住樁身施壓后，應(yīng)為符合樁身形狀的方形，但由于樁機(jī)故障，液壓缸伸出長(zhǎng)度不一致，夾持機(jī)構(gòu)只有2?3塊夾持板夾住樁身施壓，易造成樁身棱角局部開(kāi)裂或脫落，裂縫寬度約0.1mm，深度可至主筋外表面。第三類裂縫產(chǎn)生原因又分為兩種情況：1、壓樁過(guò)程屮，樁身軸線與

6、樁機(jī)夾持機(jī)構(gòu)屮心線產(chǎn)生偏離（如圖1），與樁機(jī)施加的壓樁力作用線產(chǎn)生夾角，隨著樁不斷被壓入土中，樁身偏離角和偏心矩逐漸加大，由于樁長(zhǎng)細(xì)比較大，隨之產(chǎn)生的附加彎矩將產(chǎn)生不可忽視的側(cè)向撓度，而側(cè)向撓度乂進(jìn)一步加大偏心距，致使附加彎矩不斷增大，使樁在樁機(jī)的（送樁力）軸向力和附加彎矩的作用下產(chǎn)生開(kāi)裂，裂縫深度100mm?300mm,裂縫寬度為0.3?10mm,位置在樁機(jī)夾持板以下100cm區(qū)域內(nèi)。2、樁體繞自身軸線產(chǎn)生一定角度轉(zhuǎn)動(dòng)，與樁機(jī)夾持機(jī)構(gòu)形成一定夾角，當(dāng)夾持機(jī)構(gòu)向樁身施加壓力吋，造成樁身局部棱角開(kāi)裂乃至脫落。上述兩種形式在施工中一般對(duì)樁身復(fù)合作用，即兩種裂縫同時(shí)出現(xiàn)。原

7、因?yàn)椋海?）場(chǎng)地內(nèi)存在厚度為0.6?1.3m的雜填土層，由于雜填土夾雜磚濟(jì)、碎混凝土塊等雜物，土層均勻性差，易造成樁身入土后發(fā)生角度偏離。（2）由于送樁力大，樁機(jī)施工自重近4000kN，現(xiàn)場(chǎng)雜填土中粉土比例大，且含水率較高，經(jīng)反復(fù)碾壓后，形成“橡皮土”。這樣在進(jìn)行壓樁施工時(shí)，樁機(jī)自身不能穩(wěn)定，易使樁體發(fā)生角度偏離。圖2荷載一變形的關(guān)系曲線圖三、處理措施文獻(xiàn)［1］指出：1、普通鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)力不到30%極限荷載（混凝土應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度，鋼筋應(yīng)力達(dá)50?60MPa左右）便出現(xiàn)裂縫，裂縫寬度在0.05i■?0.1mm左右，這種裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的安全度沒(méi)有影響，