基桩的分类及施工过程中常见的质量问题

Question

如题所述

Answer 1

基桩分为预制桩（钢桩）、人工挖孔灌注桩、泥浆护壁成孔灌注桩、锤击沉管灌注桩以及先张法预应力管桩等。混凝土灌注桩基础缺陷及防治措施
　　一人工挖孔桩：
　　桩身混凝土强度不足
　　原因：混凝土遭受孔内水的危害，引起砂浆稀释，砂石下沉，严重破坏混凝土的强度。
　　防治措施：
　　1、对于孔内有地下水，水位低、水量小的桩孔，在浇捣时把混凝土拌均，水抽干，可以采用串筒迅速浇捣，但是在水位以下部分，必须调整混凝土配合比，适当减少用水量并增加水泥用量等；
　　2、对于水位高、出水量大的桩孔，在水位下必须采用水下混凝土配合比与导管灌注法灌注，在水位之上，为了避免水下导管灌注通病──桩身上部混凝土强度低，则可采用简单串筒浇捣，但是水必须抽干，泥浆、浮浆要清除干净，两种不同方法施工的交接层，用插捣器穿过反复插捣。永安纺织厂剑杆车间出现4B桩质量事故后，施工单位依照提供的上述防治措施，既确保了质量，又不影响施工进度，经动测检验，所有桩的混凝土质量都很好。
　　二钻孔灌注桩：
　　桩底地基承载力不足
　　原因：桩端没有支承在持力层上面。
　　防治措施：这种情况一般出现在复杂地层，这种地层一般最好取芯检验，如不能孔孔取芯，要参照邻近取芯情况、钻速、泥浆返上的岩屑及钻进情况(一般钻进至微风化岩时，钻头不蹩钻，主动钻杆振动不很厉害，钻进声音感觉较好)、工程地质资料进行综合考虑。
　　缩径(孔径小于设计孔径)
　　原因：塑性土膨胀。
　　防治措施：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，如出现缩径，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。
　　桩底沉渣量过大
　　原因：检查不够认真，清孔不干净或没有进行二次清孔。
　　防治措施：
　　1、认真检查，采用正确的测绳与测锤；
　　2、一次清孔后，不符合要求，要采取措施：如改善泥浆性能，延长清孔时间等进行清孔。在下完钢筋笼后，再检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，应进行二次清孔。二次清孔可利用导管进行，准备一个清孔接头，一头可接导管，一头接胶管，在导管下完后，提离孔底0.4m， 在胶管上接上泥浆泵直接进行泥浆循环。二次清孔优点：及时有效保证桩底干净。
　　钢筋笼上浮
　　原因：1、当混凝土灌注至钢筋笼下，若此时提升导管，导管底端距离钢筋笼仅有1m左右的距离时，由于浇注的混凝土自导管流出后冲击力较大，推动了钢筋笼上浮；
　　2、由于混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时，其上层混凝土因浇注时间较长，已近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定握裹力，如果此时导管底端未及时提到钢筋底部以上，混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上移。
　　防治措施：
　　1、灌注混凝土过程中，应随时掌握混凝土浇注标高及导管埋深，当混凝土埋过钢筋笼底端2～3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上；
　　2、当发现钢筋笼开始上浮时，应立即停止浇注，并准确计算导管埋深和已浇混凝土标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消除。
　　在参加福州火电厂化学处理房桩基工程施工时，其中18号桩钢筋笼就出现上浮现象，是因为搅拌机操与灌注平台卷扬机的操作工人，在这根桩灌注时临时换人，两个主要岗位的工人操作不熟练，所拌的混凝土和易性差，提管的卷扬机不灵活，出现第一斗剪球时，混凝土下不去经反复活动敲击导管，混凝土才下注，又注了好几斗，就发现在灌注中钢筋笼自然上升，将导管上提离孔底合适高度，钢筋笼才彻底止住上浮。
　　断桩与夹泥层
　　原因：
　　1、泥浆过稠，增加了浇注混凝土的阻力，如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块，因此，在施工中经常发生导管堵塞、流动不畅等现象，有时甚至灌满导管还是不行，最后只好提取导管上下振击，由于导管内储存大量混凝土，一旦流出其势甚猛，在混凝土流出导管后，即冲破泥浆最薄弱处急速返上，并将泥浆夹裹于桩内，造成夹泥层；
　　2、灌注混凝土过程中，因导管漏水或导管提漏而二次下球也是造成夹泥层和断桩的原因。导管提漏有两种原因：a.当导管堵塞时，一般采用上下振击法，使混凝土强行流出，但如此时导管埋深很少，极易提漏。b.因泥浆过稠，如果估算或测混凝土面难，在测量导管埋深时，对混凝土浇注高度判断错误，而在卸管时多提，使导管提离混凝土面，也就产生提漏，引起断桩；
　　3、灌注时间过长，而上部混凝土已接近初凝，形成硬壳，而且随时间增长，泥浆中残渣将不断沉淀，从而加厚了积聚在混凝土表面的沉淀物，造成混凝土灌注极为困难，造成堵管与导管拔不上来，引发断桩事故；
　　4、导管埋得太深，拔出时底部已接近初凝，导管拔上后混凝土不能及时冲填，造成泥浆填入。
　　防治方法：
　　1、认真做好清孔，防止孔壁坍塌；
　　2、尽可能提高混凝土浇注速度：a.开始浇混凝土时尽量积累大量混凝土，产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。B.快速连续浇注，使混凝土和泥浆一直保持流动状态，可防导管堵塞；
　　3、提升导管要准确可靠，灌注混凝土过程中随时测量导管埋深，并严格遵守操作规程；
　　4、灌注水下混凝土前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷，发现问题要及时更换。

Answer 2

桩的分类
工程技术的不断发展，新型钢桩和钢筋混凝土桩在工程建设中用途越来越广泛。而不同的桩型特点亦有不同。
按受力情况分类：
摩擦桩 —— 荷载绝大部分由桩周土的摩擦力承担，而桩端阻力可以忽略不计的桩
基桩
端承摩擦桩 —— 荷载主要由桩身摩擦力承担的桩
端承桩 —— 荷载绝大部分由桩尖支承力来承担，而桩侧阻力可以忽略不计的
摩擦端承桩 ——荷载主要由桩端阻力承担的桩
按施工方法分类：
机械成孔桩
灌注桩 人工挖孔桩
沉管灌注桩
钢筋混凝土桩
基桩 预制桩 预应力混凝土桩
钢桩
水泥土搅拌桩
搅拌桩
其他化学材料搅拌桩
按桩的外型尺寸分类
长桩
基桩
短桩
中长桩
变截面桩
按沉桩方法预制桩可分为打入桩、压入桩、振动沉入桩、旋入桩等。
预制桩按材料可分为普通钢筋混凝土桩和预应力钢筋混凝土桩。按桩截面形状又可分为实心桩和空心桩，圆形桩和方形桩、异形桩等。接桩的方法有钢板角钢焊接，法兰盘加螺栓联结，硫磺胶泥锚固以及机械联结（如插入楔块、销钉联结）等。
混凝土灌注桩按施工方法可分为振动沉管灌注桩、弗朗克桩、钢套管旋入冲抓成孔灌注桩、泥浆护壁成孔灌注桩、预压孔打入灌注桩、预压孔打入混凝土桩以及钻扩孔混凝土灌注桩等。
弗朗克桩在欧洲流行甚广，我国也有用此法施工的工程。这种方法适用于松散砂、砾及超固结粘土，桩身直径30～60cm，桩长10～24m，管心锤重25～50kN，落距3～5m，单桩容许承载力可达1500kN。旋转钢管下沉成孔的灌注桩，在钢管底部装有经过淬火的钢齿，可沉入至页岩或砂岩层，直径可达1.5米。钢管用法兰盘联接,预压孔打入混凝土桩是介于打入桩和灌注桩之间的一种桩型。其施工步骤是先将钢制的传力杆打入土中0.5～1.0m,然后拔出钢传力杆,往孔中灌注混凝土或砂浆,再将一根预制的钢筋混凝土桩置于孔中, 打到预定深度,这种桩的承载力高于普通桩。
钻孔扩底灌注桩，国内外都已广泛地应用，用于住宅及高层建筑。由机械成孔，直径一般为0.6～2.5m，可一直钻到坚硬密实土层或基岩，但在有砂或粉砂的地下水位以下钻孔时，需要套管，有时将套管留在土中，或用膨润土泥浆护壁。为增加桩端承载力，常在超固结粘土中设置扩大头，扩大头直径约为桩身直径的2～3倍。
对于打入桩，在砂土地基上打桩，将桩周边砂挤密，挤密区内砂土的内摩擦角增大。对于中密或密实的砂，在打桩时会引起地表隆起。对于较松散的砂，打桩初期地表要下沉，每侧下沉扩展的范围距离相当于桩长。
在粘性土中打桩也会引起桩周土的重塑，抗剪强度会有临时的降低，降低值可达到20%～50%。打桩后，抗剪强度会逐渐提高，有时甚至会超过原来的强度。打入桩使土内摩擦角相应增大，可通过标准贯入试验确定桩侧摩阻力。
在粘土中打桩也会引起地表面隆起，总隆起量大约相当于群桩总体积的一半。在深基坑内，打桩会引起坑底隆起。因周围侧向位移受到限制，基坑的隆起量就比较大。为减少隆起量，应在开挖前打桩（但需送桩，会降低打桩效率）。
浅埋的筏板基础和不同桩长的摩擦桩，都可用于软粘土层。补偿筏基由于施工时挖除土方量与上部结构重量相同，因而土中应力影响范围较小，基础沉降甚小。而长摩擦群桩由于有可能影响范围较大，引起地基的沉降变形量也大，这种情况下桩基础并不一定比浅筏基础方案好。因此应进行方案比较。
在粘土中的摩擦群桩中，桩间距一般不少于3D。当桩群的破坏方式从块体破坏转为桩破坏时，其桩间距应大于最佳桩距。
改变桩距尺寸，必然要影响承台尺寸。加大桩距可减少桩数，但承台尺寸却要增加，这也会影响整个桩基础的工程造价。
在群桩施工中，易造成桩偏离中心线，还需注意到打桩时土体之间相挤压造成隆起及断桩等问题。
如果桩尖持力层岩层的层理面倾斜得很陡，并有张开的横向节理时，端承桩承载力的取值应慎重对待。
桩基承载力包括单桩承载力和群桩承载力，单桩承载力又根据承受荷载状态的不同，分为竖向受压桩、抗拔桩、以及承受水平方向力的桩。位于粘性土地基中的摩擦群桩还应考虑群桩效应问题。
总之，根据不同建筑荷载要求及场地条件，可使用不同桩型，一些新桩型的发展，又有力地推动了上部结构的发展，为建筑结构的设计提供了许多可选择的方案。

Answer 3

※按施工方法分类
预制桩：钢筋混凝土桩、钢管桩、型钢桩等
灌注桩：沉管、钻（冲）孔、人工挖孔、挤扩多支盘等

※按桩材料分类
混凝土桩：预制、灌注
钢桩：钢管、型钢、钢板
木桩：天然原木
组合桩：钢管中充填混凝土

※按成桩方法对地基土影响程度分类
非挤土桩：干作业挖孔桩、泥浆护壁钻（冲）孔桩等
部分挤土桩：开口钢管桩、型钢桩、钢板桩等
挤土桩：各种打入、压入、振入桩等

※按桩的使用功能分类
竖向抗压桩：摩擦型桩、端承型桩
竖向抗拔桩：船坞抗浮桩、送电线路塔基、高层建筑附
属地下车库、污水处理厂水池基础等
水平受荷桩：承受地震或风荷载桩、港口码头板桩、
基坑护坡桩等

※按桩径大小分类
小直径桩：桩径小于250mm
中等直径桩：桩径介于250mm到800mm之间
大直径桩：桩径大于800mm

对于桩出现的问题，简单来讲是检测它的承载力情况和完整性（是否有断桩、扩径缩径，裂缝等）。

※检测项目
单桩承载力
单桩竖向抗压承载力
单桩竖向抗拔承载力
单桩水平承载力
桩身完整性

※检测方法
单桩竖向承载力
静载试验
高应变动力试验(PDA)
桩身完整性
低应变动力试验（PIT)
高应变动力试验(PDA)
声波透射法试验（CHA)
钻芯法

※常用测试技术
开挖检查
抽芯法
声波检测法
动测法
应力波反射法
机械阻抗法
………