[发明专利]防止静压预制管桩上浮施工方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑工程领域，特别涉及一种防止静压预制管桩上浮施工方法。

背景技术

随着城市建设对环境要求日益提高，泥浆外运的成本也不断增加，尽管钻孔灌注桩仍然作为主力桩型，但不可否认预制管桩在减轻挤土效应的技术措施下，有较大的应用空间。预制管桩的静压法沉桩在环境保护方面有着极大的优越性，在相同的地质条件下，无论在桩侧摩阻力还是在桩端阻力上均比钻孔灌注桩有更优越的指标，受到业主方的优选。然而由于管桩上浮导致工程事故的报道层出不穷，管桩上浮成为影响管桩推广的制约因素。

管桩上浮主要分为由于管桩挤土效应导致周边管桩上浮和由于压桩卸压导致被压桩回弹。目前绝大部分有关管桩上浮的研究集中于由于管桩挤土效应导致周边管桩上浮，而没有关于如何减少和控制压桩卸压导致被压桩回弹的研究。究其原因，由于管桩挤土效应导致周边管桩上浮比由于压桩卸压导致被压桩回弹的上浮从绝对量和危害上更加突出，更加引人关注，近年来通过采取防挤沟、应力释放孔、引孔沉桩，以及结合围护工程常常采用的搅拌桩机作空搅松动土层以隔断挤土效应，同时通过合理安排压桩顺序和当日压桩数量等办法基本解决了管桩挤土效应导致周边管桩上浮问题。由于压桩卸压导致被压桩回弹导致上浮的问题，同样严重影响承载力，增加不均匀沉降，亟待解决。

静压桩是挤土桩，压入过程中会导致桩周围土的密度增加，其挤土效应取决于桩截面的几何形状、桩间距以及土层的性能。挤土效应是指当桩沉入地基后，桩间土体的结构受到扰动，土体相互挤压、孔隙变小，这样就使得孔隙水压力增大，土体发生水平方向的侧移和垂直方向的隆起，使桩及桩间土产生向上的位移，此时桩端与持力土层之间有间隙产生，造成浮桩。浮桩后，桩端与土层间产生空隙，使桩失去大部分的桩端承载力，同时还产生一定的负摩擦力。在这两个因素的共同作用下，桩的极限承载力下降，同时土存在摩阻力作用，使得质量差的桩接头及桩身可能被拉裂，桩身结构被破坏。

静压桩承载力的时效机理与其他桩型有较大差别, 主要归因于以下三方面: 1) 土的固结作用。压桩过程中，桩挤压排开周围土体，使土体的总应力增加。而处于正常固结状态的桩周粘性土不排水剪切时收缩，故其有效应力减小。根据有效应力原理可知，超孔隙水压力等于总应力与有效应力之差，因此，正常固结粘性土中有效应力在增加。沉桩结束后，超孔隙水压力从较高的孔压区向较低的孔压区消散，从而使桩周土产生固结。随着固结时间增加，超静孔隙水压力逐渐减小，其消散速度和土体固结速度均逐渐减小，最后停止，这时候桩的承载力也达到了最大值。2) 土触变性的恢复。桩周土在沉桩过程中受到扰动, 强度降低, 经过一定时间的休止后, 土强度的触变损失得到恢复, 甚至超过初始强度。3) 土壳效应。受沉桩过程竖向剪切、横向挤压作用，桩周近旁的土成为完全塑性区，由于桩土界面的应力最大，超孔隙水压力也最大，因而不断产生相对滑移，粘聚力最小，结合性最差的桩土界面将形成一层水膜，该水膜起到了降低沉桩阻力的作用，而且还能排开塑性区内的水，加速其固结。若压桩途中因为接桩等原因停顿，该水膜消失，则沉桩阻力会在短时间内显著增加。压桩结束后，经过一段时间的静置和固结，逐步形成一层紧贴于桩身表面的硬壳层，该硬壳的厚度为3－20mm，随土的性质、桩表面粗糙程度而变化。由于该硬壳的抗剪强度高于周围土的强度，因此当桩承受竖向荷载发生位移时，该层会随桩身一同移动，剪切发生在该层之外，即发生在完全塑性区与部分扰动区的交界面，这实质上使桩的侧表面摩擦面积增大，加大了桩的承载力。

发明内容

为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种防止静压预制管桩上浮施工方法，可最大限度地防止压桩后的反弹上行，提高桩的承载能力，减少桩的实际用量，继而降低布桩系数。

本发明采用以下技术方案：

防止静压预制管桩上浮施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1) 测量定位放线：根据设计图纸精确算出尺寸关系或各桩位坐标，对桩位进行精确测放；

(2) 桩机就位：调整桩机对位、调平、调直；

(3) 插桩：吊起预制管桩，将桩一端送入桩帽中，待管桩放入桩机夹桩箱内扶正就位后焊接桩尖，将桩插入土中0.5m-1.0m的深度后，用两台经纬仪双向控制管桩的垂直度，通过桩机导架的旋转、滑动进行调整管桩位置和垂直度，记录管桩每入土1米时压力表的压力值；