靜力壓樁工藝說的就是使用靜壓力把成品樁貫進地基里面規(guī)定的深度的一種沉樁工藝。這里說的成品樁,主要是工廠預(yù)制的普通樁,或者預(yù)應(yīng)力管樁或者其他一些各種樣式的鋼樁。近幾年大多都使用的是預(yù)應(yīng)力管樁。所謂預(yù)應(yīng)力管樁,就是用先張法工藝離心而成的一種鋼筋混凝土預(yù)制樁。這跟普通的混凝土預(yù)制樁對比起來,具有明顯的高強度,高抗裂性,且高性價比的優(yōu)勢。通常都使用的管樁有預(yù)應(yīng)力管樁,預(yù)應(yīng)力高強管樁,預(yù)應(yīng)力薄壁管樁等。但是對于靜壓管樁而言,只能適合用在承受縱向荷載的諸如低承臺的黃土,軟土,素填土,還有一般粘性土和粉質(zhì)黏土等等這些中軟地基中的樁基礎(chǔ)上,并不能用在需要穿越厚度大于2米的一些中密型的砂土,碎石土或者堅硬狀的粘性土這些土層中。
一、靜壓管樁施工中的常見問題
?。ㄒ唬渡頂D壓上抬
靜壓管樁的特點是擠土樁,因此,如果場地管樁數(shù)量較多,且樁距之間距離過小時,后壓的管樁就會對已經(jīng)壓好的管樁產(chǎn)生一種向上的擠壓力。尤其是短樁,端承摩擦樁都極有可能轉(zhuǎn)變成我們常說的吊腳樁,導(dǎo)致地基基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降的現(xiàn)象發(fā)生。這種管樁通過靜載實驗記錄研究顯示,在開始階段沉降較大,沉降曲線較陡,等樁尖部位到達持力層時,承載力就會明顯增強,此時沉降曲線就會變得平緩,這就是實驗研究展示出的樁身上抬的典型曲線數(shù)據(jù)。如果出現(xiàn)樁身上抬現(xiàn)象,就會產(chǎn)生很多不良現(xiàn)象,比如靜載沉降明顯增大,就管樁而言,也會出現(xiàn)把接頭拉斷,樁尖脫空,四周樁的水平擠壓力大幅度增強等等現(xiàn)象,最終導(dǎo)致管樁傾斜產(chǎn)生偏位現(xiàn)象。因此在進行管樁施工前,一定要注意安裝管樁的壓樁順序,通常應(yīng)該,先壓場地正中央的管樁,后壓周邊的管樁,先壓持力層較深的管樁,后壓持力層較淺的管樁。如果出現(xiàn)樁身上抬現(xiàn)象,一定要進行復(fù)壓,使得樁基能夠到達正常使用的標準,但是對承受水平荷載的基礎(chǔ)一定要謹慎操作。
?。?)樁身出現(xiàn)傾斜
以下幾種原因是導(dǎo)致樁身出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象的主要原因:第一,沒有及時的維護靜壓樁機,導(dǎo)致液壓系統(tǒng)在卸壓時引起樁機不平衡現(xiàn)象,第二,樁位布置過于緊密,或者施工順序并沒有按照標準順序進行,引起擠土效應(yīng),使得應(yīng)力擴散不均勻,第三,沉樁過程中遇到堅硬物,導(dǎo)致管樁擠向旁側(cè),第四,沒有按照標準的方法開挖基坑,開挖過深等,導(dǎo)致管樁一側(cè)承受過度的土壓力。
?。?)樁底發(fā)生開裂
雖然目前的壓樁機已經(jīng)越來越龐大,最重的已經(jīng)達到6800KN以上,但是對于一些較硬的土質(zhì)層,管樁依然有可能無法壓到設(shè)計的標準高度,在多次的反復(fù)復(fù)壓的情況下,在管樁的樁身處就會產(chǎn)生強烈的橫向應(yīng)力,如果這個時候依然按照常規(guī)進行配箍筋,樁頂部分的混凝土就會應(yīng)為抗拉力不足導(dǎo)致開裂,從而產(chǎn)生大量的垂直裂縫。還有一種情況,就是當管樁從軟弱土層直接進入硬持力層,而沒有經(jīng)過任何過渡層的時候,樁機的油壓就會迅速攀升,樁身就會因此受到大量的瞬間沖擊力,從而引起樁頂開裂。如果硬持力層的表面平整度不夠,樁靴卡不進土導(dǎo)致樁頭折斷破碎,從而導(dǎo)致樁機油壓下降,重復(fù)壓時壓力無法保持穩(wěn)定,此事用吊線進行測量樁長時就會發(fā)現(xiàn)比入土部分短很多。
(4)樁內(nèi)出現(xiàn)縫隙
如果樁尖部分產(chǎn)生裂縫,那么地下水水頭差的壓力就會把樁外的水擠壓至管樁內(nèi)部,如果樁尖附近的土質(zhì)是泥質(zhì)土,就會遇水軟化,直接降低管樁的承載力。因此對于樁靴的焊接質(zhì)量要求與端板之間一定不能有間隙,錯位,等現(xiàn)象,要保證焊縫飽滿,無氣孔。對稱進行焊接,焊拉的時間控制合理,焊接完成后需要自然冷卻10分鐘左右以后才可施打,主要是因為高溫焊縫遇到水后會變脆,很容易開裂。在施工上比較有效的補救方法就是填芯混凝土法,也就是管樁施壓完成以后馬上灌入高度在1.2米左右的C20細石混凝土進行封底,樁端不能漏水,樁端附近水壓保持平衡,樁端土承受三相壓力,使得承載力保持穩(wěn)定狀態(tài)。
二、靜壓管樁施工的防治措施
(1)選用合理的靜壓管樁,做好壓樁前的準備工作
第一,樁尖,樁身的選擇在設(shè)計階段就應(yīng)進行多方面因素的考慮后選擇最合適的管樁,一定要根據(jù)硬土層的厚度,地面大面積堆載情況,管樁是否需要沉入碎石,卵石,成基巖是否為強風(fēng)化帶等情況來全面綜合考慮設(shè)計選材。第二,選擇樁機也應(yīng)格外注意,一定要根據(jù)具體的工程地質(zhì)資料,以及單樁能夠滿足的承載力情況,還有管樁的形狀,尺寸,入土長度,重量,結(jié)構(gòu)形式,以及氣象等各種條件綜合考慮后,準確合理的選擇樁機。通常情況下選用的樁機的壓柱力應(yīng)為單樁縱向極限承載力標準值的1.2-1.5倍之間。第三,施工放線和定樁位放線一定要精確,樁位的準確度直接影響整個工程施工的質(zhì)量度,因此一定要嚴格對待。
(2)保持平整的施工場地,達到靜壓樁施工要求
一定要保持施工場地的平整度和堅硬度,如果遇到較軟弱的場地,應(yīng)該鋪設(shè)適度的道渣,避免樁機在打樁的時候會出現(xiàn)不均勻沉降的現(xiàn)象。由于樁機和配重有500噸以上,因此,靜壓樁樁機對施工場地的要求就相對較高,必須要采用相應(yīng)的局部回填平整方法,以及其他必要的方法提高地基的承載力,來避免樁機下陷帶來的樁身傾斜,樁機擠壓造成的樁位偏移等。在施工過程中一定要嚴格控制好樁身的縱向角度,尤其是第一節(jié)樁上,垂直度偏差不能超過樁長的0.5%,樁身,樁帽以及送樁桿一定要保持在一條直線上,沉樁時應(yīng)該設(shè)置經(jīng)緯儀進行校準。盡可能的減少接樁數(shù)量,其中預(yù)制管樁的接頭數(shù)量最好不要超過3個,接樁最好是在樁尖進入硬土層以后再操作。接樁時候,上,下兩段樁的中心線偏差度一定要保持在2毫米以內(nèi),節(jié)點的彎曲矢高一定要保持在樁段的0.1%以內(nèi)。
?。?)采用有效的施工方法,控制樁機的施工條件
選用有效的施工方法進行施工,控制好樁身的垂直度,防止斜樁現(xiàn)象的出現(xiàn)。根據(jù)不同的情況,控制設(shè)定好樁機施工的終止條件,開挖后使用截樁來處理,如果壓力值沒有達到設(shè)計要求,而樁頂標高已經(jīng)達到了設(shè)計要求的標高且在1米以內(nèi),那么應(yīng)該繼續(xù)送樁,指導(dǎo)壓力值達到了設(shè)計要求為止。樁機施工完成以后,要進行合理的土方開挖及鑿樁施工,嚴格控制土方開挖過程中的施工質(zhì)量。
(4)制定合理的施工順序,加強接樁的質(zhì)量控制
第一,編制合理的施工順序,依次為調(diào)整樁機,定位底樁,檢查垂直,貫入沉樁,吊入上樁,焊接接樁,沉樁貫入一停壓,記錄測定情況,樁機移位。
第二:加強接樁的質(zhì)量控制,每節(jié)樁樁頂沉至離地面0.5-1米時才能進行接樁操作,接樁前一定要保持上下兩節(jié)樁的順直度。進行焊接時一定要將端頭板用鋼刷清刷干凈,焊接時最好由兩個焊工同時對稱進行,焊接層數(shù)應(yīng)大于2層,焊接完成后自然冷卻約8-10分鐘后才能繼續(xù)沉樁。
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