下载文档原格式
桩基施工中的常见问题及其应急解决方案在土木工程施工中，桩基是一种常见的基础结构形式，用于分散大楼或桥梁等建筑物的重力或侧向荷载，并将其传递到地下的土层或岩石中。
然而，桩基施工中常常会遇到各种问题和挑战，这就要求工程师和施工队采取应急解决方案以确保施工的顺利进行。
问题一：桩基承载力不足桩基承载力不足是桩基施工中的常见问题之一。
在一些情况下，土层或岩石的荷载能力可能会小于设计要求，导致桩基无法承担预期的荷载。
此时，施工团队可以采取以下应急解决方案：1. 更换桩基类型：如果遇到承载力不足的情况，可以考虑更换桩基类型，例如从钢筋混凝土桩变更为钢管桩或预应力桩。
这样可根据实际情况，提供更好的承载力。
2. 加固土层或岩石：通过增强土层或岩石的荷载能力，可以提高桩基的承载力。
可以使用注浆技术或土石固化技术来加固土层或岩石，以增加其承载力。
问题二：桩基不良质量桩基质量问题是桩基施工中另一个常见的挑战。
例如，桩身的开裂、变形或不规则形状等问题可能会影响桩基的整体性能。
面对这种情况，施工团队可以采取以下应急解决方案：1. 检测和评估质量问题：在发现桩基质量问题后，施工团队应立即进行检测和评估。
可以使用无损检测技术或其他非破坏性测试方法来确定桩身的裂缝、变形或其他质量问题的程度。
2. 强化问题部分：一旦质量问题得到确认，施工团队可以采取措施来强化问题部分。
例如，在裂缝处注入特殊的胶结材料以修补开裂部分，或者采用钢板套筒技术来加固变形部分。
这样可以提高桩基的整体质量和性能。
问题三：桩基与周围环境冲突在一些复杂施工环境中，桩基施工往往会遇到周围环境的冲突问题，如邻近建筑物、管线或地下设施。
为了解决这些冲突问题，可采取以下应急解决方案：1. 调整桩基位置：如果发现桩基与周围环境存在冲突，施工团队可以考虑调整桩基的位置，以避免与邻近建筑物、管线或地下设施相冲突。
2. 加强安全措施：当桩基施工存在周围环境冲突时，施工团队应加强安全措施。
灌注桩基础缺陷及防治措施随着建筑行业的发展，灌注桩基础在建筑工程中的应用越来越广泛，但由于施工工艺、施工人员素质等原因，灌注桩基础缺陷问题也时常出现。
本文将从灌注桩基础缺陷的原因和防治措施两个方面进行探讨。
一、灌注桩基础缺陷的原因1.施工工艺不规范灌注桩基础的施工工艺要求非常高，包括挖孔、注浆、调试等环节都需要按照规范操作。
但很多施工人员由于对工艺不了解或懈怠，经常出现施工不规范的情况，如注浆混合不均匀、挖孔不足、桩身不垂直等问题，这些都会导致灌注桩基础的质量不过关。
2.原材料质量问题灌注桩基础的原材料主要包括水泥、砂子、石子等，这些原材料的质量对基础的安全和稳定起着至关重要的作用。
如水泥质量不好，会导致基础的强度不够；石子大小不一，会导致孔穴内部不够均匀，影响桩的承载能力等。
3.地基环境不适宜灌注桩基础的施工环境主要包括土壤土质、地下水位、地下水化学成分等因素，严重的情况下，会对灌注桩基础的质量和安全带来很大的危害。
比如土层太软或太硬、地下水位过高、地下水化学成分含有酸碱性等，都会影响到灌注桩基础的质量。
二、灌注桩基础缺陷的防治措施1.施工质量管理做好质量管理是消除灌注桩基础缺陷的关键。
按照规范施工、进一步提高施工人员的素质、确保原材料的质量等，都是预防灌注桩基础缺陷的重要措施。
2.选用合适的原材料选用合适的原材料至关重要，特别是水泥和石子等。
应该选用质量优良的原材料，并且在运输、存储、使用等过程中要严格控制。
3.调查地基环境在施工前，需要对地基环境进行充分的调查和研究，以防止环境不适宜导致的施工质量问题。
如果发现地基环境条件较差，灌注桩基础施工前可以选择先处理地基，例如加固地基。
4.随时监测灌注桩的质量监测灌注桩基础的质量可以在施工结束后发现基础缺陷或质量问题，及时进行处理。
同时，还要合理设置监测点、严格监测频率，并且对监测数据及时做出反应。
以上是关于灌注桩基础缺陷及防治措施的一些探讨，建议在灌注桩基础施工中必须注重规范操作，从源头上杜绝基础缺陷问题的发生，为建筑行业确保基础的质量和安全，提供保障。
灌注桩基础缺陷及防治措施
一、成孔偏斜
缘由：
1、施工场地不平整，不坚实，在支架上钻孔时，支架的承载力不足，发生不匀称沉降，导致钻杆不垂直。
2、钻机部件磨损，接头松动，钻杆弯曲。
3、钻头晃动偏离轴线，扩孔较大。
4、遇有地下障碍物，把钻头挤向一侧。
防治措施：
1、钻机就位时，应使转盘，底座水平，使天轮的轮缘、钻杆的卡盘和护筒的中心在同一垂直线上，并在钻进过程中防止位移。
2、场地平整坚实，支架的承载力应满意要求，在发生不匀称沉降时，必需随时调整。
3、偏斜过大时，应回填粘土，待沉积密实后再钻。
二、缩孔（孔径小于设计孔径）
缘由：
1、软土层受地下水位影响和周边车辆振动
2、塑性土膨胀，造成缩孔
3、钻锤磨损过甚，焊补不准时
防治措施：
1、成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，快速通过，在成孔一段时间，孔壁形成泥皮，孔壁不会渗水，亦不会引
起膨胀
2、准时焊补钻锤，并在软塑土地层采纳失水率小的优质泥浆护壁
3、采纳上下反复扫孔的方法，以扩大孔径。
桩基施工中常见问题及处理方法解析引言：桩基施工是建筑工程中常见的一项施工工艺，它在工程的承重和稳定性方面起到至关重要的作用。
然而，由于各种不可预知的因素，桩基施工中往往会出现一些常见问题，如桩的偏斜、承载力不足、施工进度滞后等。
本文将从不同方面论述这些常见问题以及相应的处理方法，并希望为读者在实践中遇到类似问题时提供一些有用的参考。
一、桩的偏斜问题及解决方法桩的偏斜是桩基施工中常见的问题，主要原因有土质不均匀、施工操作不当等。
对于这一问题，解决方法主要包括严密的桩基设计、合理的桩基布置以及桩基施工过程中的监测与控制等。
1.1 土质不均匀导致的桩偏斜土质不均匀是桩的偏斜的常见原因之一。
在桩基设计阶段，应充分考虑土质的变化情况，选取合适的桩型和桩基布置方式。
此外，在桩基施工过程中，需要对桩身进行严密的检测，发现问题及时进行调整和修复。
1.2 施工操作不当导致的桩偏斜施工操作不当也是桩偏斜的重要原因之一。
正确选择施工机械、保证施工机械的正常工作状态以及施工人员的操作技术水平都是解决这一问题的关键。
此外，应加强对施工人员的培训，提高他们对施工工艺的理解和掌握。
二、桩的承载力不足问题及解决方法桩的承载力不足是桩基施工中常见的问题之一，主要原因有桩的尺寸设计不合理、桩身质量不达标等。
针对这一问题，解决方法包括完善的桩体设计、合理的桩基施工方案以及质量控制等。
2.1 桩的尺寸设计不合理导致的承载力不足桩的尺寸设计不合理是导致桩承载力不足的重要原因之一。
在设计阶段，应充分考虑工程的承载要求，选择合适的桩型和合理的尺寸，同时充分考虑土壤的承载能力以及桩的材料特性等因素。
2.2 桩身质量不达标导致的承载力不足桩身质量不达标也是导致承载力不足的常见原因之一。
在施工过程中，应严格按照施工规范进行操作，并对桩身进行质量检测。
如果发现问题，应及时采取措施进行修复或更换。
三、桩基施工进度滞后问题及解决方法桩基施工进度滞后是桩基施工中常见的问题之一，主要原因有施工计划不合理、施工机械故障等。
总第238期2010年第1期交通科技丁8016^06 & 160^^010^^8—&1^0.238他.1础.2010001 10. 3963/1 匕如.1671-7570. 2010. 01. 005粧基承载力不足的影响因素及防治措施杨友梅(福建省交通规划设计院福州35000句摘要钻孔灌注桩在有些桥梁工程应用中出现实际承载力低于设计值的情况。
文中以某实际工程为例，从施工、设计方面分析钻孔灌注桩承载能力不足的原因，提出钻孔灌注桩在穿过较厚砂、卵砾石层后，残积土不宜作为基底持力层，并对桩基承载力不足提出防治措施。
实践证明：锚杆静压桩是一种行之有效的桩基补强方案，对类似工程具有较好的借鉴作用。
关键词钻孔桩承载力锚杆静压桩随着我国高速公路的迅猛发展，作为桥梁基 础承力结构普遍采用的一种形式一灌注粧，在公路桥梁中得到了广泛应用。
灌注粧的基础形式 能适应不同的地质条件，具有占用面积小、承载力高的特点，尤其适宜持力层较深的地层。
但是由于粧基是隐蔽工程，施工时不可见，实际工程中粧 基承载能力的实现由于各种原因存在不确定性，有些工程出现实际承载力低于设计值的情况，这将直接影响上部结构乃至整个桥梁的安全。
本文收稿日期^2009-09-13以某实际工程为例，对影响钻孔灌注粧承载能力 的各因素进行分析，提出粧基设计及施工要点，并对粧基承载力不足提出处治措施。
1工程实例1^1概况2001年福建某高速公路修建的一座大桥，上部为部分预应力混凝土连续箱梁桥，设计荷载:汽超220、挂-120，下部构造为双柱式墩，直径1.2、1.4 ^，钻孔灌注粧基础直径1.2、1.5爪。
桥址地 层结构至上而下为：淤泥、泥质中细砂、含泥卵石03^3^0 1^6011^1031100 (打6 於01^2 ^388於6也0过30过 ^3^6161 ^031^818X^6^6^^1’ 00叩1(^11，7^ 叩80叩2，71^ ^ 13^^^(丄.0^1^& 00^^^^10&110^ ^0^1^ ^0&8^1^^6 00.11丄，861』1打@ 100024，0^1^&；2丨 ^^^1^66^1^^ 00^8^111^^ 00^^&0^ 0^1^& 11^81^^8口『乂6丫 &0681^^430063，0^1^& ；3.11&^^8^ ？^0^1^06 &110^ ？1&^^1^^ &0681^^ 1^8111^16 0^110. ，^&0^1^^ 210005，0^1^&)人办811301： I打01过61 10 1呵10^6 1^6 &00^1^0^ 0丨1^6 1^6^11^10&110^ 0丨1^6 81^^01^16 过过爪过名6 &I&^6 1^6 &^68 0丨^^^6161 1^818 ^^10^ 18 0^^1^01616^ ^11^ ^6&1^16 6x1^&0110^，1^6 81^^^1&81^^&1 ^6160110^，&81^^&1 ^6-^0181^^，1^6 爪61红0过1^6 爪016^611110^8^6160110^ 8『01砰过1丄I打1^18爪61红0过，& 爪04打名8818^86^ 10 ^6&8^16 1^6 81^^01^168 1^ 出打6代加^0 81110^8^丁红616816^ 1^16 ^16^^6^0168 &16 ^86^ &8 1^6 0^1^ 1^^6^ 10 ^6161^1^6 1^6 ^0^61 &^616^8，1^^8 卜^6^11^^！^^ 1^6 ^^6 0丨1^6 81^^01^^68^ ^0^60^61，1^6 1^60^6110^1 肋过61 0丨1^6 ^^0^0 86^ 爪61红0过18 681&^118^6^ &1^6 001168^0^^1^^ 6^^^110^8 &16过6过乜06丄八打乜爪61*^4 81^^1^110^ 18打打过1卜0^1^16^ 0^1 101^6 6^^6011^6^688 0丨1^6 ^10^0 86^ 爪61红。
某桩基无承载力原因分析桩基无承载力的原因分析可以从设计、施工、地质环境等方面进行分析。
首先，从设计方面来看，桩基无承载力的原因可能是由于设计不合理、计算错误或者设计的荷载假设不准确等造成的。
设计不合理可能包括桩长、桩径、桩型等参数选择不当，或者桩基的布置不合理等。
计算错误可能是在计算荷载或者桩的承载能力时出现了错误，如未考虑到荷载的组合作用、未考虑到土层的非线性行为等。
设计的荷载假设不准确可能是由于未能准确估计到实际荷载的大小或者荷载作用的方式不准确等。
其次，从施工方面来看，桩基无承载力的原因可能是由于施工质量不过关、施工过程中出现了问题等。
施工质量不过关可能是由于桩身的完整性不好，如弯曲、破损、孔身不直等，或者桩周土质稳定性不好，如桩侧土流失、土层塌方等。
施工过程中出现的问题可能是由于没有正确操作或者没有严格控制施工质量，如未能按照设计要求进行施工、未能按照规范进行桩基检测等。
最后，从地质环境方面来看，桩基无承载力的原因可能是由于地质环境复杂或者地质条件恶劣引起的。
地质环境复杂可能包括土层结构复杂、土层性质异质性大等，这些因素可能导致桩的承载能力不均匀或者受到偏差。
地质条件恶劣包括土层软弱、土层湿度大、土层含水量过高等，这些因素可能导致土层的稳定性差，使得桩基的承载能力受到限制。
综上所述，桩基无承载力的原因分析可以从设计、施工、地质环境等方面进行分析。
在设计上，要合理选择桩的参数，并采用准确且合理的荷载假设；在施工上，要确保施工质量过关，严格按照设计要求进行施工和检测；在地质环境方面，要进行充分的地质勘查和分析，了解土层的结构和性质，避免因地质条件复杂或者恶劣导致桩基承载能力不足。
管桩施工常见问题及其处理方法管桩由于具有桩身强度高、耐压(或耐打)性好、施工工期短、综合造价低、成桩质量可靠和文明环保等优点，得到广泛应用。
由于相对大直径桩(特别是大直径嵌岩桩)，管桩承载力较低，因此，单体工程中管桩桩数较多 (一般都有上百根桩，甚至几千根桩)，导致施工中或多或少会出现管桩偏位、倾斜、承载力不足等问题，需要设计人员帮助处理。
本文就管桩施工常见问题进行剖析,并提出相应的处理方法。
一、常见问题及处理措施1、管桩承载力不足的处理方法当管桩检测承载力不满足设计承载力时，一般有如下处理方法:(1)当管桩检测承载力与设计承载力相差不大时，可增大与其相邻承台相连的承台梁刚度 (增大梁断面，特别要增大梁高)和配筋(承台梁纵筋应贯穿承台)，将管桩承载力不足的承台承担的部分荷载转移到周边其他承台上。
这是最简单、最经济的处理方法。
(2)当管桩检测承载力与设计承载力相差较大时，应采取补桩、将上部内隔墙取消或将上部内隔墙改成轻质隔墙，甚至减少楼层数等措施。
补桩一般应遵循对称补桩和桩间距不小于原设计的原则。
至于非对称补桩，由于承台形心与上部荷载重心不重合，导致桩受力不均匀，不宜采用。
如在原有管桩中间补桩，将导致管桩间距变小，由于管桩为挤土桩或部分挤土桩(不带桩尖时)，容易将原有管桩挤偏位甚至挤断，只有当桩间土质较松散(不是饱和淤泥)，且经试桩确有把握时才能在原有管桩中间补桩;如管桩为非挤土桩，可考虑在原有管桩中间补桩，但也宜先进行试桩验证。
图1、补桩平面布置图（斜线填充的桩为补桩）2、管桩偏位问题2.1、规范允许偏差2.1.1、建筑桩基技术规范JGJ 94-2008第7.4.5条：打入桩(预制混凝土方桩、预应力混凝土空心桩、钢桩)的桩位偏差，应符合表7.4.5的规定。
斜桩倾斜度的偏差不得大于倾斜角正切值的15％(倾斜角系桩的纵向中心线与铅垂线间夹角)。
注：H为桩基施工面至设计桩顶的距离(mm)。
2.2、按允许偏差施工后承台及桩增大值2.2.1、对于两桩承台、三桩承台，由于管桩偏位导致受力最不利管桩竖向力和承台弯矩最大增加量在10%~20%之间，不处理问题不大。
桩基施工中的常见质量问题及防范措施1. 引言桩基施工是建筑工程中重要的一环，承担着承重和支撑结构的作用。
然而，在实际施工过程中，常常会出现一些质量问题，如桩身偏斜、承载力不达标等。
为了确保桩基施工的质量和稳定性，本文将探讨一些常见的质量问题及相应的防范措施。
2. 桩身偏斜问题桩身偏斜是桩基施工中常见的质量问题之一。
造成桩身偏斜的原因有多种，如施工偏差、土层差异、施工工艺不合理等。
为防止桩身偏斜，首先需要进行严格的控制，确保施工过程中的操作准确无误。
其次，对于土层差异较大的情况，可以在桩底进行预制桩扩底处理，以增加土体的稳定性。
此外，施工工艺方面，可以选择增加水平装配力度或采用超高压法等，以提高施工过程中的精度，减少偏差的可能性。
3. 承载力不达标问题承载力不达标是桩基施工中的另一个常见问题。
桩基的承载力不达标可能导致结构安全隐患，给建筑物的使用带来风险。
为了确保桩基的承载力达标，施工前应对地基进行详细的勘察和土质测试，确定合适的桩型和桩长。
同时，在施工过程中，要加强对桩基承载力的监测和控制，及时发现问题并采取相应的措施。
此外，还可以选择使用高强度桩材料，例如复合桩和预应力桩，以提高桩基的承载能力。
4. 地下水问题地下水是桩基施工中常见的干扰因素。
地下水的存在会影响桩的成孔和灌注质量，导致桩基的稳定性降低。
为了解决地下水问题，施工前需要进行充分的地下水勘察，确定地下水的深度和水位情况。
在施工过程中，可以采用隔离墙、抽水排水等措施，降低地下水位。
此外，在施工过程中要注意严格控制水泥灌注质量和施工速度，确保灌注质量的稳定和持续性。
5. 砼质量不达标问题砼质量不达标是桩基施工中常见的一种质量问题。
砼质量的不达标可能导致桩基的强度不足，进而影响整体结构的安全性。
为了避免砼质量不达标，首先要进行严格的原材料检验。
其次，在搅拌和浇筑过程中，要确保充分搅拌均匀，控制水灰比和砂浆比例，确保施工过程中砼的均匀性和稠度。
总第238期交 通 科 技Serial No.238 2010年第1期Transportation Science &Technology No.1Feb.2010DOI 1013963/j 1issn 1167127570120101011005收稿日期:2009209213桩基承载力不足的影响因素及防治措施杨友梅(福建省交通规划设计院 福州 350004)摘 要 钻孔灌注桩在有些桥梁工程应用中出现实际承载力低于设计值的情况。
文中以某实际工程为例,从施工、设计方面分析钻孔灌注桩承载能力不足的原因,提出钻孔灌注桩在穿过较厚砂、卵砾石层后,残积土不宜作为基底持力层,并对桩基承载力不足提出防治措施。
实践证明:锚杆静压桩是一种行之有效的桩基补强方案,对类似工程具有较好的借鉴作用。
关键词 钻孔桩 承载力 锚杆静压桩 随着我国高速公路的迅猛发展,作为桥梁基础承力结构普遍采用的一种形式———灌注桩,在公路桥梁中得到了广泛应用。
灌注桩的基础形式能适应不同的地质条件,具有占用面积小、承载力高的特点,尤其适宜持力层较深的地层。
但是由于桩基是隐蔽工程,施工时不可见,实际工程中桩基承载能力的实现由于各种原因存在不确定性,有些工程出现实际承载力低于设计值的情况,这将直接影响上部结构乃至整个桥梁的安全。
本文以某实际工程为例,对影响钻孔灌注桩承载能力的各因素进行分析,提出桩基设计及施工要点,并对桩基承载力不足提出处治措施。
1 工程实例1.1 概况 2001年福建某高速公路修建的一座大桥,上部为部分预应力混凝土连续箱梁桥,设计荷载:汽超220、挂2120,下部构造为双柱式墩,直径1.2、1.4m ,钻孔灌注桩基础直径1.2、1.5m 。
桥址地层结构至上而下为:淤泥、泥质中细砂、含泥卵石Damage Identif ication by Applying the Moving MassMethod and W avelet AnalysisW an g X uef en g 1,Don g Kui 1,Yu Qi n gson g 2,Yi n L i an g 3(1.China Communication North Road and Bridge Co.Ltd.,Beijing 100024,China ;2.Engineering Consulting Company of China Railway Siyuan Survey and Design ,Wuhan 430063,China ;3.Jiangsu Province Communication Planning and Design Institute Co.Ltd.,Nanjing 210005,China )Abstract :In order to imp rove t he accuracy of t he identification of t he st ruct ure damage and take t he advantages of wavelet analysis which is charactered wit h feat ure extraction ,t he singularity of signal detection ,and signal de 2noising ,t he improved met hod of t he moving quality repetitious detection was p ut forward.In t his met hod ,a moving mass is used to measure t he st ruct ures in different positions.The tested nat ure f requencies are used as t he only index to determine t he model parameters ,t hus i 2dentifying t he damage of t he struct ures.Moreover ,t he t heoretical model of t he proposed met hod is established and t he corresponding equations are deduced.A numerical simulation is finally carried out to verify t he effectiveness of t he proposed met hod.K ey w ords :damage identification ;met hod of moving quality repetitious detection ;wavelet analysis ;nat ural f requency层、残积砂粘土、强风化花岗岩、弱风化花岗岩。
1～12号墩基底持力层为残积砂粘土,其余墩台基底持力层为强风化花岗岩或弱风化花岗岩。
1.2 病害情况 该桥在完成箱梁吊装并准备进行桥面铺装时,施工单位对支座垫石进行高程复测,结果发现1～12号墩顶发生沉降量异常,大部分沉降在1～2cm,其中8～10号墩下沉量较大,右幅9号墩最大沉降达7.7cm,其余墩台支座沉降在0.3cm 以内。
1.3 设计验证情况 单桩沉降由桩身压缩变形和桩端土的压缩变形组成,通过验算[1],设计荷载总下沉降量理论值为0.46cm,已发生最大施工荷载下沉降量理论值为0.27cm。
而施工期1～12号墩下沉量已明显超出理论计算的最大施工荷载下沉降量0.27cm,尤其8～10号墩沉降量已明显表明桩基承载力不足。
以沉降最大的右幅9号墩为例,根据原地勘报告对桩基承载力重新进行核查验算,控制桩入土长度单桩顶轴向力为4329kN,桩入土计算长度为26m,实际采用27m,设计桩侧极限承载力为8391kN,桩端持力层残积砂粘土极限承载力为1192kN,设计桩长满足桩基承载力要求[2],8～10号墩位进行地质补勘9个孔,根据补勘地质资料重新验算桩基承载力,结论是设计桩长满足桩基承载力要求,也排除了因地层性质变差造成桩身承载力不足的因素。
通过施工验算,作用于单桩顶的最大施工荷载为2674kN,仅占设计控制桩入土长度单桩顶轴向力61.7%,显然,如果桩侧摩阻或端阻正常发挥,设计桩长完全可以满足施工荷载要求。
1.4 桥梁检测情况 该桥桩基都已通过质检部门检测,未发现有断桩、缩径等病害桩,排除了因桩身材料及尺寸变化造成的承载力不足。
2 原因分析 桩基承载力是通过桩身本身强度及桩侧摩阻力与桩端阻力来实现的,而桩侧摩阻力与桩端阻力的发挥过程是桩土体系荷载的传递过程。
钻孔灌注桩在加荷初期,桩和土产生相对位移,桩顶侧摩阻力首先发挥,没有或仅有极小的荷载传到桩尖。
随着荷载的逐渐增大,较长一段桩身的侧摩阻力得以发挥,桩尖土的支承作用也逐渐增大,引起地基土的弹性变形和塑性变形。
再进一步加荷,侧摩阻力就在桩身全长被调动起来并达到极限值,若继续增加荷载,其荷载增量将全部由桩端阻力承担。
一般说来,靠近桩身上部土层的侧阻力先于下部土层发挥,而侧阻力先于端阻力发挥出来[2]。
桩基竖向承载力随桩的几荷尺寸、桩侧与桩端土的性质、成桩工艺等而变化。
经分析,笔者认为实际工程中钻孔灌注桩承载力不足的原因可归纳为以下几个方面:2.1 施工方面 (1)泥皮的影响。
采用泥浆护壁的技术在钻孔桩施工中是最基本和最常用的,泥浆颗粒吸附于孔壁形成泥皮,保护了孔壁的稳定,《公路桥涵施工规范》[3]要求泥皮厚度不大于2～3mm,因此大多数静荷载试验表明均能满足设计提出的承载力。
而本例桥梁地层结构中砂、卵砾石层厚度达到10m,厚度较大,施工时为防止塌孔,采用了较大的泥浆质量浓度,形成了较大的泥皮厚度,在桩土间形成了一道隔离层,桩与土体间的摩擦在较大程度上转变为桩与泥皮间的摩擦,桩身混凝土与桩周土体的粘结度降低,大大降低桩侧摩阻力。
(2)施工时间的影响。
成孔时间较长,孔壁侧向应力解除,桩周土体出现应力松弛,成孔时间越长,应力松弛越明显,孔壁泡水软化现象越严重,从而影响桩侧摩阻的发挥。
同时由于桩底泥浆长时间浸泡桩底持力层导致桩端土体软化下沉,使桩端侧面一定范围产生负摩阻力,从而降低桩侧正摩阻力。
(3)桩底土体软化及沉渣的影响。
成孔后桩底泥浆长时间浸泡桩底持力层,残积粘性土遇水土体产生崩解,使土体软化,压缩性增大,导致桩端承载力降低;且由于以施工用的泥浆作为清洗介质,泥浆比重控制不当,同时二次清渣与桩身混凝土首斗灌注间有时差,这段时间孔内泥浆中的部分沉渣将继续沉淀于孔底,形成桩底沉渣,若桩底沉渣过厚,在桩底形成一个“软垫子”,会影响桩底承载力发挥。
以本文列举桥梁右幅9号墩为例,考虑施工泥皮及时间因素,桩侧极限摩阻力参考有关资料取12kPa,27m桩长桩侧极限承载力则降为1620kN,随着施工荷载增加,侧摩阻达到极限,继续增加荷载,其荷载增量1650kN将全部由桩端阻力承担。
持力层为残积粘性土遇水软化,一般考虑桩底软化系数05～0.7,桩端残积粘性土极限承载力降为596～834kN,大大小于传至桩端的荷载,即实际桩基承载力小于理论承载力,桩基承载力不足,发生沉降。
同理分析桩端持力层为强风化花岗岩的23号墩,设计桩长27m,因桩端持力层强风化花岗岩极限承载力为2115kN,大于传至桩端的荷载,因此未发生沉降异常。
综上分析,施工工艺因素及桩底持力层采用残积粘性土是造成桩基承载力不足的重要因素。
2.2 设计方面 (1)确定单桩竖向承载力的方法不同。
确定单桩竖向承载力的方法有多种,如静载试验法、动静力触探法、动测试桩法、经验公式法等,经验公式法中不同的规范采用的公式不同,如《公路桥涵地基与基础设计规范》、《铁路桥涵设计规范》、《建筑桩基技术规范》采用的公式、参数不同,设计计算的竖向容许承载力结果可能差异甚远,有可能造成设计与实际桩基承载力的差异。
还需通过不断的工程实践来逐渐完善经验公式。
(2)参数取值的不确定性。
桩侧土的摩阻力及桩底土层容许承载力是计算摩檫桩单桩竖向承载力的两个重要参数,在公路桥梁桩基设计中,设计人员一般是根据《公路桥涵地基与基础设计规范》(以下简称《地基规范》)的经验公式法确定单桩竖向承载力。
一方面,桩侧土的摩阻力参数基本不是通过单桩摩阻力试验确定,而是根据有关规范推荐的取值范围采用,由于地基土具有多变性、复杂性和地域性等特点,参数取值可能与实际情况相差甚远,理论计算结果有可能与实际情况不符,造成桩基承载力不足;另一方面,在近些年实际应用中发现,对于某些特殊地质按旧《地基规范》(1985年版)计算的桩端处土的承载力容许值大出实测值较多,因此新《地基规范》对桩端持力层为砂土规定了桩端处土的承载力容许值的上限,桩端处土的性质已引起工程界的重视。
