90年代以來,廣東湛江沿海灘涂和軟土地區(qū),高強度預應力混凝土管樁已被推廣應用于房屋建筑和橋梁、碼頭等工程中。軟土地基廣泛采用預制樁基礎,用柴油錘擊入樁時噪聲大且拌有濃煙油污,尤其在市區(qū)中心和居民區(qū)內的施工中,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,既無噪聲也對環(huán)境無任何污染,具有廣泛的應用前景。本文以湛江自來水公司、湛江海運集團公司工程的樁基工程為例,介紹高強度預應力混凝土管樁的施工方法,設計、施工中應注意的事項及適用條件以及樁的質量控制。
1 工程概況
(1)湛江自來水公司綜合住宅樓工程框架結構九層,總高度為31.50m。位于湛江市海濱地帶,地質狀況:地面以下2.5~4m為機械吹填海砂層,地表平坦,砂層往下為淤泥層,屬沖刷和淤泥環(huán)境沉積類型。第四紀軟土厚度較大,特別是第二層的淤泥層,厚度達8.50~15.20m,層面為極具特色的海陸沉積湛江組層型。場區(qū)下水位于地表下1.20m層面,屬上層滯水帶類型。該工程樁基設計采用高強度預應力混凝土管樁(樁徑為500mm,壁厚100mm,管樁混凝土強度C80),單樁承載力為700kN,有效樁長為26—29m,總樁數(shù)230根,采用三節(jié)接樁;A采用群樁上的整體筏板及局部承臺。
(2)湛江海運集團綜合住宅樓工程框架結構九層,總高度為32.10m。地質狀況屬軟土地基,從第l層~第8層均為松軟地層,力學性質差,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。該工程的樁基礎設計采用先張高強度預應力混凝土管樁(直徑為400mm,管樁壁厚95mm,混凝土強度為C80),單樁承載力為700kPa,樁長27~30m,總樁數(shù)289根,采用三節(jié)接樁,基礎采用群樁上分組承臺。
2、預應力混凝土管樁的質量檢驗與試驗
樁的質量檢驗液壓法壓樁同錘擊法沉樁,但可利用靜力壓樁機作反力平衡裝置進行樁的靜載試驗,可省去設置錨樁和反力梁等。為了保證工程的質量,必須分階段進行單樁承載力的靜載和動測試驗。
2.1 靜載試驗法
以湛江海運集團綜合住宅樓的樁基質量試驗為例:管樁的靜載試驗要模擬實際荷載情況,通過靜力加壓,得出3根試樁荷載一沉降關系曲線近似 試樁的入土深度分別為-28.50m、-29.70m和-29.90m,表明均進入第9層粘土層。根據(jù)上述系列關系曲線,綜合評定確定其容許承載力,它已較好地反映單樁的實際承載力,滿足設計要求。
預應力混凝土管樁在樁身強度達到設計要求的前提下,對于粘性土,不應少于15d,且待樁身與土體的結合基本趨于穩(wěn)定,才能進行試驗。
上述試驗曲線表明,試樁的樁周摩擦阻力和端承力發(fā)揮正常,樁身質量良好,其承載力標準值均大于設計要求700kN的標準值。
單樁豎向抗壓靜載試驗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)場實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、油壓千斤頂以及測量儀表等組成。錨樁、反力梁裝置能提供的反力應不小于預估最大試驗荷載的1.2~1.5倍。
(2)壓重平臺反力裝置:由支墩、鋼橫梁、鋼錠、油壓千斤項及測量儀表等組成。壓重量不得少于預估試樁破壞荷載的1.2倍;壓重應在試驗開始前一次加上,并均勻穩(wěn)固的放置于平臺上。
2.2 動測試驗法
動測試驗法,又稱動力無損檢測法,是檢測樁基承載力及樁身質量的一項新技術。高應變動力測試法,也是作為靜載試驗的補充。采用PDA打樁分析儀樁基測試方法,是利用重錘錘擊樁頭使樁頭產(chǎn)生一個永久性位移而得出樁的極限承載力和樁身結構完整資料。
海運集團綜合住宅樓樁基的動測試驗的試樁數(shù)為9根,試驗結果見表1。從表中數(shù)據(jù)看出,樁的質量和承載力均滿足設計要求。