【摘要】本文主要針對靜壓預應力管樁沉樁問題及處理措施展開了探討,通過結合具體的工程實例,對沉樁的設計計算作了詳細闡述,并在分析了沉樁困難原因的基礎上,給出了一系列相應的處理措施,以期能為有關方面的需要提供參考借鑒。
引言
近來年,預應力管樁在建筑工程基礎工程中的應用越來越多,其自身的優(yōu)點已得到了許多設計、施工、建設等單位的認可。但是在實際的沉樁過程中,卻存在著一定的問題,影響著沉樁的質量。因此,我們需要采取有效的處理措施,保障沉樁的質量,從而為整個工程的建設打下堅實基礎。
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。
1.2基本參數(shù)
按照有關規(guī)定,根據(jù)場地工程地質條件和土工試驗、標貫及靜力觸探結果,結合地區(qū)工程經(jīng)驗,建議各層土的預應力管樁及鉆孔灌注樁樁極限側阻力標準值qsik和樁極限端阻力標準值。
2設計計算
2.1樁基設計參數(shù)的確定
根據(jù)勘察報告,設計單位確定采用預應力混凝土管樁承臺基礎,樁型采用PHC-500AB100-27b型,樁頂標高一般為-2.90m(標高37.10m),設計有效樁長≥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)進行單樁豎向極限承載力Quk估算。
3沉樁困難的原因分析
3.1管樁施工過程
該工程設計總樁數(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,在壓樁困難未達設計樁長部位布設勘探點6個,在未打樁部位布設勘探點3個,鉆孔孔深50.00m,孔口地面標高為38.87~39.47m。
勘察結果顯示,場地地層分層與第一次勘察結果大致相同,但個別地層結構及性質有較大差異,差異較大的地層,建議各層土的極限側阻力、端阻力標準值。
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,前期施工未達到設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:預應力管樁基礎。
繼續(xù)按照原來的施工圖紙進行施工,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,引孔深度應超過第④-1層粉砂。對已經(jīng)施工完未達到設計深度的10根樁旁邊進行補樁。
方案2:預應力管樁復合地基。
預應力管樁復合地基可將土體置換形成增強體(樁體),由增強體和周圍地基土共同承擔荷載,通過設置褥墊層,調整樁頂和樁間土的應力比,充分發(fā)揮樁間土的承載潛力,并協(xié)調變形。這樣既解決了地基強度不足的問題,又能滿足變形的要求。預應力管樁樁頂不嵌入上部基礎內(nèi)。
?。?)復合地基承載力計算。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。
對施工樁長約為14m的管樁(樁徑均為500mm,壁厚均為100mm)進行單樁豎向極限承載力Quk估算。
根據(jù)計算結果,當單樁豎向承載力特征值Ra取650kN時,根據(jù)《建筑地基處理技術規(guī)范》(JGJ79-2012)公式7.1.5-2估算復合地基承載力特征值。
4.2方案的實施及注意事項
原設計單位根據(jù)預應力管樁復合地基方案重新進行樁基施工圖設計,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,樁頂標高一般為-2.90m(標高37.10m),設計有效樁長≥12.0m,單樁豎向承載力特征值≥650kN,復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,所以施工時應格外注意夾具和沉樁應力的控制;同時由于管樁有較強的擠土效應,樁基施工時應嚴格按照建筑樁基規(guī)范要求的打樁順序并限定樁機行走路線,有條件時可在樁機下加墊鋼板,以減小成樁效應和樁機行走對管樁的影響。
4.3處理效果
樁基施工完成后,經(jīng)有資質的檢測單位分別進行了單樁豎向抗壓靜載試驗和單樁復合地基載荷試驗,試驗結果均滿足設計承載力要求。
5結語
綜上所述,靜壓樁的沉樁機理非常復雜,與土質、土層排列、硬土層厚度、樁數(shù)、樁距、施工順序、進度等有關,因此,為了保障沉樁的質量,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量。
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