混凝土樁液壓法
90年代以來,廣東湛江沿海灘涂和軟土地區(qū),高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁已被推廣應(yīng)用于房屋建筑和橋梁、碼頭等工程中。軟土地基廣泛采用預(yù)制樁基礎(chǔ),用柴油錘擊入樁時(shí)噪聲大且拌有濃煙油污,尤其在市區(qū)中心和居民區(qū)內(nèi)的施工中,有悖于環(huán)境和文明施工要求。以液壓法壓入式施工樁工藝替代錘擊,既無噪聲也對(duì)環(huán)境無任何污染,具有廣泛的應(yīng)用前景。本文以湛江自來水公司、湛江海運(yùn)集團(tuán)公司工程的樁基工程為例,介紹高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的施工方法,設(shè)計(jì)、施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)及適用條件以及樁的質(zhì)量控制。
1 工程概況
?。?)湛江自來水公司綜合住宅樓工程框架結(jié)構(gòu)九層,總高度為31.50m。位于湛江市海濱地帶,地質(zhì)狀況:地面以下2.5~4m為機(jī)械吹填海砂層,地表平坦,砂層往下為淤泥層,屬?zèng)_刷和淤泥環(huán)境沉積類型。第四紀(jì)軟土厚度較大,特別是第二層的淤泥層,厚度達(dá)8.50~15.20m,層面為極具特色的海陸沉積湛江組層型。場(chǎng)區(qū)下水位于地表下1.20m層面,屬上層滯水帶類型。該工程樁基設(shè)計(jì)采用高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(樁徑為500mm,壁厚100mm,管樁混凝土強(qiáng)度C80),單樁承載力為700kN,有效樁長(zhǎng)為26—29m,總樁數(shù)230根,采用三節(jié)接樁?;A(chǔ)采用群樁上的整體筏板及局部承臺(tái)。
?。?)湛江海運(yùn)集團(tuán)綜合住宅樓工程框架結(jié)構(gòu)九層,總高度為32.10m。地質(zhì)狀況屬軟土地基,從第l層~第8層均為松軟地層,力學(xué)性質(zhì)差,第9層持力層為地表下深25m以上的厚8~14m的粘土層(?κ=190kPa)。本工程位于市區(qū)中心,周圍的東、北、西三面為多層住宅群,距離6~8m;南面臨街。該工程的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用先張高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(直徑為400mm,管樁壁厚95mm,混凝土強(qiáng)度為C80),單樁承載力為700kPa,樁長(zhǎng)27~30m,總樁數(shù)289根,采用三節(jié)接樁,基礎(chǔ)采用群樁上分組承臺(tái)。
2 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的質(zhì)量檢驗(yàn)與試驗(yàn)
樁的質(zhì)量檢驗(yàn)液壓法壓樁同錘擊法沉樁,但可利用靜力壓樁機(jī)作反力平衡裝置進(jìn)行樁的靜載試驗(yàn),可省去設(shè)置錨樁和反力梁等。為了保證工程的質(zhì)量,必須分階段進(jìn)行單樁承載力的靜載和動(dòng)測(cè)試驗(yàn)。
2.1 靜載試驗(yàn)法
以湛江海運(yùn)集團(tuán)綜合住宅樓的樁基質(zhì)量試驗(yàn)為例:管樁的靜載試驗(yàn)要模擬實(shí)際荷載情況,通過靜力加壓,得出3根試樁荷載一沉降關(guān)系曲線近似 試樁的入土深度分別為-28.50m、-29.70m和-29.90m,表明均進(jìn)入第9層粘土層。根據(jù)上述系列關(guān)系曲線,綜合評(píng)定確定其容許承載力,它已較好地反映單樁的實(shí)際承載力,滿足設(shè)計(jì)要求。
預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在樁身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的前提下,對(duì)于粘性土,不應(yīng)少于15d,且待樁身與土體的結(jié)合基本趨于穩(wěn)定,才能進(jìn)行試驗(yàn)。
上述試驗(yàn)曲線表明,試樁的樁周摩擦阻力和端承力發(fā)揮正常,樁身質(zhì)量良好,其承載力標(biāo)準(zhǔn)值均大于設(shè)計(jì)要求700kN的標(biāo)準(zhǔn)值。
單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)一般采用油壓千斤頂加載,千斤頂?shù)募虞d反力裝置可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件采用如下方法:
(1)錨樁橫梁反力裝置:由4根錨樁、主梁、次梁、油壓千斤頂以及測(cè)量?jī)x表等組成。錨樁、反力梁裝置能提供的反力應(yīng)不小于預(yù)估最大試驗(yàn)荷載的1.2~1.5倍。
?。?)壓重平臺(tái)反力裝置:由支墩、鋼橫梁、鋼錠、油壓千斤項(xiàng)及測(cè)量?jī)x表等組成。壓重量不得少于預(yù)估試樁破壞荷載的1.2倍;壓重應(yīng)在試驗(yàn)開始前一次加上,并均勻穩(wěn)固的放置于平臺(tái)上。
2.2 動(dòng)測(cè)試驗(yàn)法
動(dòng)測(cè)試驗(yàn)法,又稱動(dòng)力無損檢測(cè)法,是檢測(cè)樁基承載力及樁身質(zhì)量的一項(xiàng)新技術(shù)。高應(yīng)變動(dòng)力測(cè)試法,也是作為靜載試驗(yàn)的補(bǔ)充。采用PDA打樁分析儀樁基測(cè)試方法,是利用重錘錘擊樁頭使樁頭產(chǎn)生一個(gè)永久性位移而得出樁的極限承載力和樁身結(jié)構(gòu)完整資料。
海運(yùn)集團(tuán)綜合住宅樓樁基的動(dòng)測(cè)試驗(yàn)的試樁數(shù)為9根,試驗(yàn)結(jié)果見表1。從表中數(shù)據(jù)看出,樁的質(zhì)量和承載力均滿足設(shè)計(jì)要求。
3 液壓入樁的施工方法
3.1 施工程序
液壓管樁的施工程序?yàn)椋簻y(cè)量定位一樁機(jī)就位—)復(fù)核樁位一吊樁插樁一樁身對(duì)中調(diào)直一靜壓沉樁一接樁一再靜壓沉樁一送樁一終止壓樁一樁質(zhì)量檢驗(yàn)一切割樁頭一填充管樁內(nèi)的細(xì)石混凝土
3.2 施工要點(diǎn)
?。?)靜力壓樁單樁豎向承載力,可通過樁的終止壓力值大致判斷,但因土質(zhì)的不同而異。樁的終止壓力不等于單樁的極限承載力,要通過靜載對(duì)比試驗(yàn)來確定一個(gè)系數(shù),然后再利用系數(shù)和終止壓力,求出單樁豎向承載力的標(biāo)準(zhǔn)值?κ,即?κ=k?s。如判斷的終止壓力值不能滿足設(shè)計(jì)要求,應(yīng)立即采取送壓加深處理或補(bǔ)樁,以保證樁基的施工質(zhì)量。
壓樁應(yīng)控制好終止條件。湛江海運(yùn)集團(tuán)綜合住宅樓樁基工程,壓樁到設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)時(shí),壓力表的壓力達(dá)到單樁承載力2.7倍時(shí),即可停止壓樁,否則應(yīng)增加樁長(zhǎng),并會(huì)同設(shè)計(jì)單位另行處理。
?。?)壓樁應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,采用硫磺膠泥接樁間歇不宜過長(zhǎng)(正常氣溫下為10~18min)3接樁面應(yīng)保持干凈,澆注時(shí)間不應(yīng)超過2min;上下校中心線應(yīng)對(duì)齊,偏差不大于10mm;節(jié)點(diǎn)矢高不得大于1%樁長(zhǎng)。
?。?)垂直度控制,調(diào)校樁的垂直度是沉樁質(zhì)量的關(guān)鍵,須高度重視。插樁在一般情況下人土30~50㎝為宜,然后進(jìn)行調(diào)校。樁機(jī)駕駛?cè)藛T在施工長(zhǎng)的組織、指揮下,掌握好雙方角度尺兩個(gè)方向上都?xì)w零點(diǎn),使樁機(jī)縱橫方向保持水平,調(diào)校垂直在規(guī)范允許值以內(nèi)才能沉樁。在沉樁過程中施工員隨時(shí)觀察樁的進(jìn)尺變化,如遇地質(zhì)層有障礙物、樁桿偏移時(shí),應(yīng)分一二個(gè)行程逐漸調(diào)直。
3.3 沉樁線路的選定
預(yù)應(yīng)力樁基施工時(shí)隨著人樁段數(shù)的增多,各層地質(zhì)構(gòu)造土體密度隨之增高。土體與樁身表面間的摩擦阻力也相應(yīng)增大,壓樁所需的壓入力也在增大。為使壓樁中各樁的壓力阻力基本接近,入樁線路應(yīng)選擇單向行進(jìn),不能從兩側(cè)往中間進(jìn)行(即所謂打關(guān)門樁),這樣地基土在人樁擠密過程中,土體可自由向外擴(kuò)張,即可避免地基土上溢使地表升高,又不致因土的擠壓而造成部分樁身傾斜,保證了群樁的工作基本均勻并符合設(shè)計(jì)值。湛江海運(yùn)集團(tuán)綜合住宅樓工程毗鄰居民集聚地,東、北、西三面房屋較近,沉樁線路應(yīng)為樁中心離建筑物近處開壓,企圖將各土層自北向南排擠(南面臨街無建筑物),盡可能地降低擠土效應(yīng)影響?!?/FONT>
3.4 管樁與承臺(tái)的連接方式
上述工程管樁與承臺(tái)采用剛接。管樁的樁頭均采用專用工具鋸斷,斷口平齊,故不能利用樁身內(nèi)的鋼筋伸入承臺(tái)作為連接的鋼筋。在樁頭的樁管內(nèi)填充4200mm高的C30細(xì)石混凝土,并在混凝土中均分插入6ф14鋼筋與承臺(tái)連接。圖1為管樁與承臺(tái)連接大樣。
4 管樁的設(shè)計(jì)及施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)
?。?)管樁的造價(jià)較高,樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)須根據(jù)上部荷載、工程地質(zhì)條件等綜合考慮,多方案比較后方可采用。同一工程中樁的規(guī)格、型號(hào)不應(yīng)太多,以免造成施工困難,特別是注意避免造成施工錯(cuò)誤。
(2)綜合考慮地質(zhì)情況和樁身強(qiáng)度,確定單樁承載力。管樁為開口樁,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)壓樁觀察分析,在入土過程中,會(huì)較快地在樁尖處形成一土楔,使其入土?xí)r的擠土情況與閉口樁無異,故在確定單樁承載力時(shí)將開口樁按閉口樁考慮。
?。?)適當(dāng)限制壓樁速度,沉樁速度一般控制在lm/min左右為宜,使各層土體能正確反映其抗剪能力。當(dāng)?shù)鼗韺又写嬖诖髩K石頭等障礙物時(shí),要避免壓偏。
?。?)壓樁機(jī)應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況配足額重量或選用相應(yīng)的液壓樁機(jī)。
?。?)若采用焊接法接樁時(shí),須分層均勻地將套箍對(duì)焊的焊縫填滿,為加快施工速度,減少接樁時(shí)間,可設(shè)2~3名焊工同時(shí)施焊,焊畢停約lmin即可進(jìn)行沉樁。
(6)管樁身不受損壞;樁帽、樁身和送樁的中心線應(yīng)重合;壓同一根樁應(yīng)縮短停息時(shí)間。
?。?)壓樁機(jī)的液壓入樁有一定的垂直行程高度,如YZY360樁機(jī)的垂直行程為1.5m,即每入樁1.5m即松開抱樁器。開動(dòng)油泵使之上移,再抱樁固定壓入,循環(huán)作業(yè)。在開始的第一二個(gè)行程,要特別注意控制樁身的垂直度。
?。?)記錄入樁行程深度及相應(yīng)壓力值,以判別入樁情況正常與否及樁的承載能力。
(9)為減少靜力壓樁的擠土效應(yīng),應(yīng)采取如下措施:
a) 設(shè)置袋裝砂井或塑料排水板,以消除部分超孔隙水壓力,減少擠土現(xiàn)象。袋裝砂井直徑一般為70~80mm,間距l(xiāng)~1.5m,深度10~12m。塑料排水板的深度、間距與袋裝砂井相同。
B) 設(shè)置隔離板樁
c) 壓樁過程中應(yīng)加強(qiáng)鄰近建筑物、地下管線的觀測(cè)、監(jiān)護(hù)。
(中國(guó)混凝土與水泥制品網(wǎng) 轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處)
編輯:
監(jiān)督:0571-85871667
投稿:news@ccement.com