一、長臂螺旋灌注樁(CFG)在施工過程中出現(xiàn)的問題。
長螺旋鉆孔管內泵壓灌注成樁工藝是剛性樁復合地基和灌注樁廣泛使用一種施工工藝。通常認為其在地下水位以上才可以使用。
1、施工機械方面
鉆機對土的剪切能力不足,電機電流強度需要加大,鉆機架的剛度不夠等。
現(xiàn)在使用的螺旋鉆孔灌注樁機,大多是針對在北方地區(qū)施工而設計的。所以在???、廣州、福州、深圳等南方地區(qū)施工時以上問題就暴露出來。例如:海口某工程,長臂螺旋灌注樁在施工第二根樁時按原設計鉆進深度為17.5米,但是當鉆桿拔到13米處,因鉆機拔出速度稍慢一些,就被砂層抱死??刂剖覂葎恿︻^的電流強度顯示為200A,已達到了電機電流的極限。在強行拔鉆桿的過程中,發(fā)生鉆架嚴重扭曲變形的重大機械事故。
2、成樁工藝方面
由于南方地區(qū)的地基土層中的結構比較復雜,鉆機對土的穿透能力不足造成施工時間比以往經(jīng)驗值要長。實際工程中往往要大于1小時才能完成一根樁的施工。加之土層中的地下水位高,使混凝土要在水位以下灌注。這對在成樁過程中,樁端混凝土的初凝系數(shù)有一定影響。
在工程設計中,長臂螺旋灌注樁一般為通長配筋。但是由于南方地質條件的特殊性,上部硬砂層的存在,通常導致在施工過程中不能滿足設計的配筋要求,往往只能震送鋼筋籠7-8米。造成樁身不能滿足設計要求。
CFG樁施工工藝流程
3、工程材料方面
長臂螺旋灌注樁成樁工藝的關鍵在于泵送混凝土。成樁過程中必須保證排氣閥正常工作。泵送的混凝土要有良好的可泵性和流動性,防止發(fā)生離析泌水。但是實際施工中也存在坍落度達不到規(guī)范要求的現(xiàn)象。坍落度過小,影響泵送效率甚至發(fā)生堵管;坍落度過大,則易離析泌水。由于南方的地質結構中,地下水位普遍的偏高,使得混凝土在灌注后未初凝即產生流失,容易導致長臂螺旋灌注樁出現(xiàn)斷樁、縮徑等不良樁身質量現(xiàn)象。
二、預應力管樁(PHC)與長臂螺旋灌注樁(CFG)對比的優(yōu)越性。
實踐證明預應力管樁(PHC)有如下優(yōu)點:
1、單樁承載力高。如Φ500×100管樁,最高設計承載力用到2500KN,約相當于同直徑的長臂螺旋灌注樁(CFG)承載力的2倍。
2、設計選用范圍廣。在同一建筑物基礎中,可根據(jù)柱下荷載的大小采用不同直徑的管樁,并使基礎沉降均勻。
3、對持力層起伏變化大的地質條件適應性強。在施工現(xiàn)場可隨時根據(jù)地質條件的變化調整接樁長度,節(jié)省用樁量。不會像普通的預制混凝土方樁那樣出現(xiàn)余樁林立的現(xiàn)象。
4、單位承載力造價經(jīng)濟。在一般情況下,預應力管樁(PHC)的單位承載力造價對比挖孔、鉆孔等類型的灌注樁,是最便宜的一種。
5、成樁長度不受施工機械的限制。由于管樁搭配靈活,成樁長度可長可短,不象長臂螺旋灌注樁(CFG)受施工機械的限制。
6、施工速度快、工效高、工期短。
7、運輸?shù)跹b方便、接樁快捷。樁身耐打、穿透力強。施工文明,現(xiàn)場整潔,不存在棄土處理的問題。
8、成樁質量可靠,監(jiān)理檢測方便。預應力管樁(PHC)是所有樁型中與人為因素最不密切的,所以其質量的可靠度就最高。
預應力管樁(PHC)在施工過程中,也會遇到一些常見問題,主要有:1、沉樁困難,達不到設計標高;2、樁偏移或傾斜過大;3、樁達到設計標高或深度,但樁的承載能力不足;4、樁體破損,影響樁的繼續(xù)下沉。下面逐一對這幾種問題進行分析:
三、沉樁困難,達不到設計標高
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1、壓樁設備選型不合理,設備噸位小,能量不足。
2、壓樁時中途停歇時間過長。
3、沒有詳細分析地質資料,忽略了淺層雜填土層中的障礙物及中間硬夾層、透鏡體等的存在等情況。
4、忽略了樁距過密或壓樁順序不當,人為形成“封閉”樁,使地基土擠密,強度增加。
5、樁身強度不足,沉樁過程中樁頂、樁身或樁尖破損,被迫停壓。
6、樁就位插入傾斜過大,引起沉樁困難,甚至與鄰樁相撞。
?。ǘ┫鄳A防措施:
1、配備合適壓樁設備,保證設備有足夠壓入能力。
2、一根樁應連續(xù)壓入,嚴禁中途停歇。
3、分析地質資料,清除淺層障礙物。配足壓重,確保樁能壓穿土層中的硬夾層、透鏡體等。
4、制定合理的壓樁順序及流程,嚴禁形成“封閉”樁。
5、嚴把制樁各個環(huán)節(jié)質量關,加強進場樁的質量驗收,保證樁的質量滿足設計要求。
6、樁就位插入時如傾斜過大應將樁拔出,待清除障礙物后再重新插入,確保壓入樁的垂直度。
四、樁偏移或傾斜過大
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1、壓樁機大身(平臺)沒有調平。
2、壓樁機立柱和大身(平臺)不垂直。
3、就位插入時精度不足
4、相鄰送樁孔的影響。
5、地下障礙物或暗河、場地下陷等影響。
6、送樁桿、壓頭、樁不在同一軸線上,或樁頂不平整所造成的施工偏壓。
7、樁尖偏斜或樁體彎曲。
8、接樁質量不良,接頭松動或上下節(jié)樁不在同一軸線上。
9、壓樁順序不合理,后壓的樁擠先壓的樁。
(二)相應預防措施:
1、壓樁施工時一定要用頂升油缸將樁機大身(平臺)調平。
2、壓樁施工前應將立柱和大身(平臺)調至垂直滿足要求。
3、樁插入時對中誤差控制在10mm,并用兩臺經(jīng)緯儀在互相垂直的兩個方向校正其垂直度。
4、送樁孔應及時回填。
5、施工前詳細調查掌握工程環(huán)境、場址建筑歷史和地層土性、暗河的分布和填土層的特性及其分布狀況,預先清除地下障礙物、處理暗河等。
6、施工時應確保送樁桿、壓頭、樁在同一軸線上,并在沉樁過程中隨時校驗和調正。
7、提高樁的制作質量,加強進場樁的質量驗收,防止樁頂和接頭面的歪斜及樁尖偏心和樁體彎曲等不良現(xiàn)象發(fā)生。不合格的樁堅決不用。
8、提高施工焊接樁質量,保證上下節(jié)同軸,嚴格按規(guī)范要求進行隱蔽工程驗收。
9、制訂合理的壓樁順序,盡量采取“走長線”壓樁,給超孔隙水壓力消散提供盡量長的時間,避免其累積疊加,減小擠土影響.
五、樁達到設計標高或深度,但樁的承載能力不足
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1、設計樁端持力層面起伏較大,
2、地質勘察資料不詳細,古河道切割區(qū)未察清楚,造成設計樁長不足,樁尖未能進入持力層足夠的深度。
3、試樁時休止期沒達到規(guī)范規(guī)定的時間而提前測試,或測試時附近正在打樁,樁周土體仍在擾動中。
?。ǘ┫鄳A防措施:
1、當知道樁端持力層面起伏較大時,應對其分區(qū)并且采用不同的樁長。壓樁施工時除標高控制外,尚應控制最終壓入力。
2、當壓樁時發(fā)現(xiàn)某個區(qū)域最終壓樁力明顯比其它區(qū)域偏低時,應進行補勘以查清是否存在古河道切割區(qū)等不良地質現(xiàn)象。針對特殊情況及時和設計單位聯(lián)系,變更設計改變布樁或增加樁數(shù)或增加樁長等措施來滿足設計承載力。
3、試樁的休止期一定滿足規(guī)范規(guī)定,試樁時樁周1.5倍樁長范圍內嚴禁打樁等作業(yè)。
六、樁體破損,影響樁的繼續(xù)下沉
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1、由于制樁質量不良或運輸堆放過程中支點位置不準確.
2、吊樁時,吊點位置不準確、吊索過短,以及吊樁操作不當。
3、壓樁時,樁頭強度不足或樁頭不平整、送樁桿與樁不同心等所引起的施工偏壓,造成局部應力集中。
4、送樁階段壓入力過大超過樁頭強度,送樁尺寸過大或傾斜所引起的施工偏壓。
5、樁尖強度不足,地下障礙物或孤塊石沖撞等.
?。ǘ┫鄳A防措施:
1、樁身砼強度達到設計值70%方可起吊脫模,達到100%方可施工。運樁時,樁體強度應滿足設計施工要求,支點位置正確,上下支點應對齊。
2、吊樁時,樁體強度應滿足設計施工要求,支點位置正確,起吊均勻平穩(wěn),水平吊運采取兩點吊,吊點距樁端0.207L。單點起吊時吊點距樁端0.293L(L為樁長)。起吊過程中應防止樁體晃動或其它物體碰撞。
3、使用同樁徑的送樁桿,保持壓頭、送樁桿、樁體在同一軸線上,避免施工偏壓。
4、確保樁的養(yǎng)護期,提高砼強度等級以增強樁體強度。樁頭設置鋼帽、樁尖設置鋼樁靴等。
5、根據(jù)地基土性和布樁情況,確定合理的壓樁順序。
參考文獻:
[1]閻明禮,張東剛編著.CFG樁復合地基技術及工程實踐.北京:中國水利水電出版社,2001.1.
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?。?]周先榮.CFG樁復合地基的設計、施工與檢測,巖土工程界,第5卷,第7期2002.
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