【摘 要】本文主要針對靜壓預(yù)應(yīng)力管樁沉樁問題及處理措施展開了探討,通過結(jié)合具體的工程實例,對沉樁的設(shè)計計算作了詳細(xì)闡述,并在分析了沉樁困難原因的基礎(chǔ)上,給出了一系列相應(yīng)的處理措施,以期能為有關(guān)方面的需要提供參考借鑒。
【關(guān)鍵詞】靜壓預(yù)應(yīng)力;沉樁問題;處理措施
0 引言
近來年,預(yù)應(yīng)力管樁在建筑工程基礎(chǔ)工程中的應(yīng)用越來越多,其自身的優(yōu)點已得到了許多設(shè)計、施工、建設(shè)等單位的認(rèn)可。但是在實際的沉樁過程中,卻存在著一定的問題,影響著沉樁的質(zhì)量。因此,我們需要采取有效的處理措施,保障沉樁的質(zhì)量,從而為整個工程的建設(shè)打下堅實基礎(chǔ)。
1 工程概況
1.1 場地的巖土工程條件
某住宅樓18層,依照勘察報告,場地地層自上而下分12層,如表1所示。
1.2 基本參數(shù)
按照有關(guān)規(guī)定,根據(jù)場地工程地質(zhì)條件和土工試驗、標(biāo)貫及靜力觸探結(jié)果,結(jié)合地區(qū)工程經(jīng)驗,建議各層土的預(yù)應(yīng)力管樁及鉆孔灌注樁樁極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsik和樁極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值qpk如表2所示。
2 設(shè)計計算
2.1 樁基設(shè)計參數(shù)的確定
根據(jù)勘察報告,設(shè)計單位確定采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁承臺基礎(chǔ),樁型采用PHC-500AB100-27b型,樁頂標(biāo)高一般為-2.90m(標(biāo)高37.10m),設(shè)計有效樁長≥27.0m,單樁豎向承載力特征值≥1400kN。
2.2 單樁豎向極限承載力估算
根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)第5.3.8條公式Quk=Qsk+Qpk=uΣqsikli+qpk(Aj+λpApl)(公式中字母具體含義,規(guī)范中已寫明,本文不再敖述)及勘察報告,對不同孔號有效樁長大于27m的管樁(樁徑均為500mm,壁厚均為100mm)進(jìn)行單樁豎向極限承載力Quk估算,估算結(jié)果如表3所示。
3 沉樁困難的原因分析
3.1 管樁施工過程
該工程設(shè)計總樁數(shù)為121根,采用靜壓沉樁法施工,施工過程并不順利,在已施工的19根樁中,只有9根樁壓到設(shè)計樁長,有10根樁在壓入自然地面下約14m后無法繼續(xù)壓入,施工單位暫停施工,查找原因。
3.2 專門勘察
本次勘察勘探點根據(jù)樁基施工情況,在壓樁困難未達(dá)設(shè)計樁長部位布設(shè)勘探點6個,在未打樁部位布設(shè)勘探點3個,鉆孔孔深50.00m,孔口地面標(biāo)高為38.87~39.47m。
勘察結(jié)果顯示,場地地層分層與第一次勘察結(jié)果大致相同,但個別地層結(jié)構(gòu)及性質(zhì)有較大差異,差異較大的地層,建議各層土的極限側(cè)阻力、端阻力標(biāo)準(zhǔn)值。
3.3 沉樁困難的原因分析
根據(jù)此次專門勘察鉆孔資料分析,擬建場地內(nèi)普遍存在第④-1層粉砂(原勘察報告并未提及),厚度1.90~3.90m,層底標(biāo)高23.28~24.77m,層底埋深14.10~15.80m,呈中密~密實狀態(tài)。該層土密實度不均勻,局部呈密實狀態(tài),造成管樁壓樁困難,前期施工未達(dá)到設(shè)計深度的基樁樁端即為第④-1層粉砂。
4 處理措施
4.1 處理方案
方案1:預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)。
繼續(xù)按照原來的施工圖紙進(jìn)行施工,但由于第④層粉土、第④-1層粉砂密實度較高,建議采用引孔法施工工藝,引孔深度應(yīng)超過第④-1層粉砂。對已經(jīng)施工完未達(dá)到設(shè)計深度的10根樁旁邊進(jìn)行補樁。
方案2:預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基。
預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基可將土體置換形成增強(qiáng)體(樁體),由增強(qiáng)體和周圍地基土共同承擔(dān)荷載,通過設(shè)置褥墊層,調(diào)整樁頂和樁間土的應(yīng)力比,充分發(fā)揮樁間土的承載潛力,并協(xié)調(diào)變形。這樣既解決了地基強(qiáng)度不足的問題,又能滿足變形的要求。預(yù)應(yīng)力管樁樁頂不嵌入上部基礎(chǔ)內(nèi)。
。1)復(fù)合地基承載力計算。為充分利用已施工樁基,建議采用正方形布樁,樁間距可按1.70m考慮,施工樁長14.0m(有效樁長≥12.0m),樁徑500mm。則m=d2/de2=0.52/(1.13×1.70)2=0.068。
參照本文2.2節(jié)內(nèi)容,對施工樁長約為14m的管樁(樁徑均為500mm,壁厚均為100mm)進(jìn)行單樁豎向極限承載力Quk估算。
根據(jù)計算結(jié)果,當(dāng)單樁豎向承載力特征值Ra取650kN時,根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2012)公式7.1.5-2估算復(fù)合地基承載力特征值。
4.2 方案的實施及注意事項
原設(shè)計單位根據(jù)預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基方案重新進(jìn)行樁基施工圖設(shè)計,樁型仍采用PHC-500AB100-27b型,正方形布樁,樁間距1.70m,總樁數(shù)177根,樁頂標(biāo)高一般為-2.90m(標(biāo)高37.10m),設(shè)計有效樁長≥12.0m,單樁豎向承載力特征值≥650kN,復(fù)合地基承載力特征值≥320kPa。
因選用較難穿透的第④-1層粉砂作為樁端持力層,所以施工時應(yīng)格外注意夾具和沉樁應(yīng)力的控制;同時由于管樁有較強(qiáng)的擠土效應(yīng),樁基施工時應(yīng)嚴(yán)格按照建筑樁基規(guī)范要求的打樁順序并限定樁機(jī)行走路線,有條件時可在樁機(jī)下加墊鋼板,以減小成樁效應(yīng)和樁機(jī)行走對管樁的影響。
4.3 處理效果
樁基施工完成后,經(jīng)有資質(zhì)的檢測單位分別進(jìn)行了單樁豎向抗壓靜載試驗和單樁復(fù)合地基載荷試驗,試驗結(jié)果均滿足設(shè)計承載力要求。
5 結(jié)語
綜上所述,靜壓樁的沉樁機(jī)理非常復(fù)雜,與土質(zhì)、土層排列、硬土層厚度、樁數(shù)、樁距、施工順序、進(jìn)度等有關(guān),因此,為了保障沉樁的質(zhì)量,我們就必須要采取有效的處理措施,以排除沉樁會出現(xiàn)的問題,從而保障管樁的施工質(zhì)量。
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