【摘要】金山湖景大廈樁基工程，采用大直徑靜壓沉管灌注樁施工，有效保證了樁端入土深度、樁身整體性和承載力要求，達(dá)到工效高、無污染排放、造價節(jié)約的預(yù)期目的。

 
【關(guān)鍵詞】大直徑靜壓沉管灌注樁
 
靜壓預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁（PHC管樁）和大直徑錘擊沉管灌注樁近年來在廈門地區(qū)工程建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用，已取得十分成熟的施工經(jīng)驗。預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁（PHC管樁）具有單樁承載力較高、施工速度快等優(yōu)點，但因管樁樁身強(qiáng)度高的因素也存在著夾樁處易夾碎、遇孤石或地基巖土中相對硬層易發(fā)生折斷、爆樁，存在穿透力差、樁接頭端頭板焊接可靠度低以及當(dāng)?shù)鼗�土存在腐蝕性地下水（如近海地區(qū)海水影響區(qū)域）時樁接頭和樁身裂縫缺陷處易腐蝕等缺點。大直徑錘擊沉管灌注樁具有單樁承載力高、成樁質(zhì)量可靠、施工速度快等優(yōu)點。但在施工過程存在劇烈震動影響鄰近建筑物，且噪音污染大、樁架高易倒伏、高空作業(yè)影響安全等缺點，已不適合在城市市區(qū)施工中使用。而大直徑沉管灌注樁吸收了靜壓預(yù)應(yīng)力管樁和錘擊沉管灌注樁的優(yōu)點，采用改進(jìn)后的液壓靜力壓樁機(jī)進(jìn)行抱壓式施工，改進(jìn)后的壓樁機(jī)具有沉管和拔管的功能，設(shè)置了能對具有螺旋接頭的鋼管進(jìn)行快速對接和拆卸的裝置，適用于直徑600mm～800mm的樁管進(jìn)行沉入和拔出，利用拔管復(fù)插法和抱箍上附帶的小型偏心振動器使?jié)补嗪蟮幕炷�土振搗密實，比錘擊施工具有低噪音無污染、工效快、承載力直觀可預(yù)見、對孤石和硬土層穿透力強(qiáng)（最大壓樁力可達(dá)8000KN），比起人工挖孔樁和沖鉆孔灌注樁，具有無污染排放、相同樁長承載力更高（擠土施工提高樁側(cè)摩阻力）、工效高等優(yōu)勢。
 
1   工程概況
金山湖景大廈位于廈門仙岳路以南、云頂中路以東，東側(cè)和南側(cè)緊鄰湖邊水庫。地下室二層，地上建筑由三層商業(yè)裙房和一棟28層高層建筑組成。本工程為高層建筑，對基樁承載力要求高。由于擬建場地北側(cè)和南側(cè)均為既有住宅小區(qū)，對震動和噪音污染敏感。南側(cè)距廈門市淡水儲備區(qū)的湖邊水庫堤岸僅30米，對施工環(huán)保要求極高，嚴(yán)禁出現(xiàn)施工排放污染水庫水質(zhì)的情況。
 
2            地基巖土構(gòu)成分布情況及樁型選擇
根據(jù)地質(zhì)勘察情況表明，地基巖土構(gòu)成自上而下分布情況詳見下表：

強(qiáng)風(fēng)化層埋深約36~48m，中風(fēng)化層埋深約48m以上。場地地下水位埋深約7.4~8.7m，但除雜填土外，其它土層透水系數(shù)小，屬于弱透水層或微透水層。進(jìn)行抽水試驗，表明地下出水量較小。
本工程所處區(qū)域?qū)κ┕きh(huán)保極高的要求和巖層埋深決定了不適宜采用沖（鉆）孔灌注樁或人工挖孔樁。因此，勘察報告推薦采用靜壓預(yù)應(yīng)力管樁或靜壓沉管灌注樁。
在該地質(zhì)條件下，若采用靜壓預(yù)應(yīng)力管樁，由于持力層埋置深度較深，對保持預(yù)制樁沉樁施工過程的樁身完整性和接樁質(zhì)量提出了更高的要求。當(dāng)樁長較長、或遇孤石、硬土層需采用較大壓樁力穿透時，樁頭和夾樁部位容易出現(xiàn)爆樁、夾碎現(xiàn)象。另外，由于土層起伏變化較大，預(yù)制樁配樁長度較難掌握，而如果采用截樁接長或截短，則存在預(yù)制管樁預(yù)應(yīng)力消退，影響樁身最終承載力，且后期接樁、截樁處理過程增加工期，限制了預(yù)應(yīng)力管樁的使用。而靜壓沉管灌注樁由于采用的是由無縫鋼管和鋼樁靴組成的封閉成孔系統(tǒng)，施工過程可以采用更高的壓樁力壓樁施工，對小型孤石和砂質(zhì)粘土等硬土層穿透力強(qiáng)。壓管成孔過程，壓力直觀可控。沉管后鋼筋籠通長安裝，加上是現(xiàn)澆混凝土，樁身整體性和質(zhì)量容易得到保證，很好的克服和避免了預(yù)應(yīng)力管樁的不足。
 
3   樁基工程設(shè)計
3.1 本樁基工程設(shè)計采用直徑700的靜壓沉管灌注樁，共計193根。其中抗壓樁161根，抗壓樁兼抗拔樁32根，樁基豎向抗壓承載力特征值3000kN，樁基豎向抗拔承載力特征值800kN。樁尖設(shè)計持力層為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖①層，設(shè)計要求樁端全斷面進(jìn)入持力層不小于1m，抗壓樁有效樁長不小于28m，抗壓樁兼抗拔樁有效樁長不小于24m。設(shè)計要求通過試樁確定壓樁施工控制標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計試樁數(shù)量不少于2根。
3.2  設(shè)計試樁
    正式沉樁施工前，進(jìn)行了設(shè)計試樁，通過設(shè)計試樁確定了如下壓樁施工控制標(biāo)準(zhǔn)：
應(yīng)以壓樁力控制為主，樁長控制為輔的雙控原則;
壓樁管施工終壓力不小于6000kN；
樁端持力層為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖①層，樁端全斷面應(yīng)進(jìn)入持力層不小于1m；
設(shè)計有效樁長不小于28m，當(dāng)施工中樁的有效長度小于26m時，應(yīng)采用6500kN壓樁力進(jìn)行超壓；當(dāng)施工中樁的有效長度大于31m（或樁管入土深度大于44m時），且樁端已進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化巖層，允許此時施工終壓力為5400kN。
 
4   樁基工程施工
4.1 抱壓式大直徑靜壓沉管灌注樁施工工藝步驟
場地平整及地上障礙物清理→樁機(jī)設(shè)備進(jìn)場安裝調(diào)試→測量放樣定位→樁機(jī)設(shè)備就位→鋼套管樁管和樁靴就位→鋼套管樁管對中調(diào)整→靜壓沉管→達(dá)到終壓條件→終止壓管→放置鋼筋籠→澆灌混凝土→振動拔升樁管并間隔反插→移機(jī)→樁頂以上空孔灌填碎石反壓→單樁施工完畢。
4.2 沉樁順序
    施工過程應(yīng)考慮沉管過程超靜孔隙水壓力在施工期可能會產(chǎn)生較高的水頭也可使樁身混凝土產(chǎn)生離析現(xiàn)象導(dǎo)致影響樁身承載力降低，并且先期沉樁擠密土體后增加后續(xù)沉樁施工難度。因此，施工過程應(yīng)合理安排沉樁順序，合理調(diào)整沉樁施工間距由中間擴(kuò)向四周順序沉樁。樁群密集處可實施跳打，使得相鄰施工的樁中心距>3.5d，并控制拔管速度控制好樁身質(zhì)量。當(dāng)相鄰樁中心距≤3.5d時，樁基施工間隔應(yīng)滿足先期施工的樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%以上的要求，避免因擠土效應(yīng)影響相鄰樁樁身質(zhì)量。
4.3 沉管控制
    樁機(jī)設(shè)備進(jìn)場后，進(jìn)行安裝調(diào)試并驗收合格，油缸壓力表應(yīng)在標(biāo)定使用期內(nèi)使用，現(xiàn)場應(yīng)配備備用壓力表，移機(jī)至樁位處就位并調(diào)平。成品鋼樁尖就位在樁位上，鋼套管樁管放入樁靴就位，并點焊固定，樁管與樁靴縫隙處可用稻草堵塞，防止沉管過程泥水進(jìn)入樁管。接著樁管對中和垂直度調(diào)整，樁身垂直度應(yīng)控制在1%以內(nèi)，需采用兩臺經(jīng)緯儀進(jìn)行雙向垂直觀測控制樁的垂直度。符合要求后開始沉管。沉管完成后，應(yīng)用探燈檢查樁管底部有無進(jìn)泥進(jìn)水或樁尖被土吞沒現(xiàn)象，如有則應(yīng)采取措施予以消除。
    沉管時，以試打樁確定的壓樁施工控制標(biāo)準(zhǔn)作為終壓控制的主要依據(jù)，滿足壓樁控制標(biāo)準(zhǔn)后，即可停止壓管。
4.4 灌注混凝土和拔管
    沉管達(dá)到終壓控制標(biāo)準(zhǔn)后，應(yīng)及時吊裝鋼筋籠并進(jìn)行混凝土灌注和拔管。避免停頓時間過長因樁管四周土體回縮固結(jié)導(dǎo)致拔管困難。
鋼筋籠應(yīng)批量制作，預(yù)先驗收。可制作幾種標(biāo)準(zhǔn)長度的鋼筋籠待配用。根據(jù)樁套管實際入土深度計算鋼筋籠長度，及時吊裝鋼筋籠。當(dāng)鋼筋籠長度小于24m時，宜通長制作，大于24m時，也可以分節(jié)吊裝并在樁套管頂口焊接接長。吊裝時焊接接頭宜設(shè)在樁身下半段。
混凝土采用分次灌注方法�；炷�土應(yīng)具有良好的和易性，塌落度控制在120㎜±20㎜。一般第一次應(yīng)灌至樁底部標(biāo)高以上2~3m（約1m3混凝土），然后振動樁管約2min，使底部混凝土密實。接著再灌注混凝土至樁頂標(biāo)高。應(yīng)先振動5~10秒才能開始拔管，邊振邊拔，每拔0.5~1m停拔振動5~10秒，并向下反插深度為300㎜～500㎜,如此反復(fù)直至樁管全部拔出。拔管速度要均勻，一般限以1.2~1.5m/ min為宜。
   灌注混凝土面應(yīng)高于設(shè)計樁頂標(biāo)高0.5m以上。本工程設(shè)計混凝土充盈系數(shù)為1.15。
 
5 樁基工程檢測
本工程設(shè)計193根樁，因設(shè)計增補(bǔ)等原因?qū)嶋H累計施工196根樁，樁管入土深度約在36~47m之間，有效樁長在26~38m之間。
灌注樁施工完畢后，應(yīng)按規(guī)范對基樁進(jìn)行必要的質(zhì)量檢測。單樁豎向極限抗壓、抗拔承載力按《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2003）的要求分別進(jìn)行檢測，檢測樁數(shù)量均為總樁數(shù)的1%且不少于3根。樁身質(zhì)量采用低應(yīng)變動測法進(jìn)行檢測，檢測數(shù)量不小于總樁數(shù)30%且不少于20根。
    本工程基樁質(zhì)量檢測情況如下：根據(jù)建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范關(guān)于檢測數(shù)量的要求在抗壓和抗拔樁中各選取3根樁分別按單樁豎向抗壓極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值6000kN和單樁豎向抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值1600kN進(jìn)行靜載抗壓、抗拔檢測試驗。同時因本工程基樁總數(shù)量不多，應(yīng)建設(shè)單位的要求，對所有基樁均進(jìn)行低應(yīng)變檢測試驗。檢測結(jié)果顯示，抗壓、抗拔承載力均滿足設(shè)計和檢測規(guī)范要求，樁身完整性檢測結(jié)果為I類樁189根占96.4%、II類樁7根占3.6%，未出現(xiàn)III類樁。檢測結(jié)論本工程基樁質(zhì)量優(yōu)。
 
6 經(jīng)驗與建議
6.1 沉管結(jié)束后，例行的管底探燈檢查均未發(fā)現(xiàn)底部有進(jìn)水現(xiàn)象，表明在此類地質(zhì)條件下一般不會發(fā)生管底進(jìn)水現(xiàn)象。
6.2 從本工程靜載試驗結(jié)果來看，靜載試驗單樁豎向抗壓極限承載力值比施工時的終壓力能提高800～1000kN左右，因而從施工終壓力預(yù)估單樁豎向抗壓承載力是比較直觀可靠的。
6.3 基坑開挖后發(fā)現(xiàn)實際樁頂標(biāo)高比預(yù)期超高1.8~2.5m，而樁直徑并未出現(xiàn)縮小現(xiàn)象，表明在此地質(zhì)條件下設(shè)計采用的混凝土充盈系數(shù)1.15偏大，按規(guī)范正常取1.10即可，有同類地質(zhì)施工經(jīng)驗時，建議混凝土充盈系數(shù)可取1.05~1.10。
6.4 沉管灌注樁對土體有明顯的擠密和隆起效果，因此，樁位放樣定位后在沉管施工前應(yīng)再次校核，防止樁位出現(xiàn)偏差。
6.5 采用的樁機(jī)設(shè)備具有施工過程對樁套管進(jìn)行拆卸或接長功能，但使用存在一定的局限性。因接、卸轉(zhuǎn)盤工作行程與油缸行程相符，遇地質(zhì)原因當(dāng)沉管深度超過預(yù)期深度時，可以在接、卸轉(zhuǎn)盤行程范圍內(nèi)比較方便的接長；當(dāng)遇到樁管無法沉到預(yù)期深度時，需要卸管才能吊裝鋼筋籠和澆灌混凝土?xí)r，若樁管接頭位置不在接、卸轉(zhuǎn)盤工作行程內(nèi)則無法卸管，遇此類情況只好拔空管，并對空孔填土處理，待樁管卸短后再回車重新沉管。
6.6 沉管、吊放鋼筋籠、澆灌混凝土和拔管各工序應(yīng)連貫施工，避免停滯時間過長土體回縮固結(jié)導(dǎo)致拔管困難。
6.7 樁長較短時，鋼筋籠應(yīng)盡可能通長吊放，若樁長較長，鋼筋籠需要拼接時，焊接接頭應(yīng)盡可能放在樁的下半段。
 
7  結(jié)語
大直徑靜壓沉管灌注樁在金山湖景大廈樁基工程上的到了成功的應(yīng)用，取得了預(yù)期的社會、經(jīng)濟(jì)效果。該工藝在消除或減少噪音、污染排放、縮短工期有良好的適用性，并且從本工程靜載試驗結(jié)果來看，從施工終壓力能夠能夠直觀可靠地預(yù)估單樁豎向承載力。當(dāng)然也有它的局限性，需要針對具體工程地質(zhì)情況進(jìn)行有條件選用，現(xiàn)有樁機(jī)設(shè)備在吊放鋼筋籠焊接接長和樁套管接長、卸短工藝措施適用性上還需加以改進(jìn)和完善，而且在施工過程中必須嚴(yán)格控制各個工序的施工質(zhì)量，嚴(yán)格控制相鄰沉樁間距，防止出現(xiàn)斷樁、縮頸等不良現(xiàn)象，才能做到安全適用、經(jīng)濟(jì)合理，質(zhì)量保證。
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