靜壓沉管灌注樁的工藝特點.doc

2 靜壓沉管灌注樁的工藝特點靜壓沉管灌注樁施工工藝簡單，施工速度快，壓樁力觀察直觀，設計壓力值可以通過機載壓力表讀出，容易得到控制，可以確保樁身承載力滿足設計要求，成樁質量穩(wěn)定可靠。它通過在鋼套管內吊放鋼筋籠和進行混凝土現澆，和外界隔離，并通過樁機設備強有力的振動拔管，混凝土密實度容易得到保證，并且施工噪音低，對周圍環(huán)境的影響小，一般不會對周圍居民生活造成干擾。本工藝屬于擠土樁，通過套管的擠壓，產生一種夯實效應，可以使樁側及樁端的摩擦力和阻力加大，地基土承載力可以得到充分利用。另外，靜壓沉管灌注樁施工場地干凈、整潔，特別和鉆孔（沖孔）灌注樁相比，克服了后者因設置的泥漿制造利用循環(huán)系統(tǒng)而造成的臟、亂現象、減少了許多安全隱患，便于安全文明施工管理。其缺點是樁機結構同樣比較龐大、笨重，行走困難；該樁型屬于擠土樁，擠土效應明顯，容易對臨樁及地下管線、臨近建筑物造成危害；堅硬巖層難以穿越，遇到孤石難以處理。3 靜壓沉管灌注樁質量通病及預防措施3.1斷樁斷樁一般常見于地面以下13米的不同軟硬層交接處。其主要原因：樁距過小，臨樁施打時土的擠壓產生水平橫向推力和隆起上拔力；軟硬土層間傳遞水平力大小不同，對樁產生剪應力；樁身混凝土終凝不久，強度弱，承受不了外力的影響。預防措施：樁的中心距宜大于3.5倍樁徑；合理安排打樁順序以及樁機行走路線，減少對新打樁的影響；采用跳打法或控制時間法減少對臨樁的影響。預防措施：采用引孔減小擠土效應。3.2縮頸原因主要：土體中含水量豐富，土體受到強烈擾動和擠壓下，產生很高的孔隙水壓力，樁管拔出后，水壓力便作用到新灌注的混凝土樁上；拔管過快，混凝土量少，或者和易性差，混凝土出管時擴散性差。預防和處理措施：采取降低地下水位減小水壓力，嚴格控制拔管速度，嚴格控制混凝土坍落度，一旦發(fā)生縮頸現象可采用復打法處理。3.3吊腳樁常發(fā)生在地下水位較高或飽和淤泥或粉砂土層中。主要原因為樁尖和套管銜接不嚴密或樁尖變形，水或泥沙等進入套管。預防措施：提前在套管內灌入0.5m厚的水泥砂漿封底，再灌入1m高的混凝土增壓，然后再沉管。下面結合工程實例進行說明。4 工程實例濱湖污水提升泵站工程位于廈門海滄濱湖南路和濱湖北路交接處。本工程結構體系現澆鋼筋混凝土框架剪力墻結構，基礎形式采用抱壓式大直徑鋼筋混凝土沉管灌注樁承臺基礎，樁端持力層選用砂狀強風化花崗巖,樁尖進入持力層深度2.0M。其中直徑700的工程樁有216根，直徑600工程樁有150根。樁身砼強度等級為C35。700單樁豎向極限承載力標準值為6600KN，單樁豎向承載力設計值為4000KN，單樁豎向承載力特征值為3300 KN。600單樁豎向極限承載力標準值為4000KN，單樁豎向承載力設計值為2400KN，單樁豎向承載力特征值為2000 KN。4.1 工程地質情況及樁型選擇該工程場地原始地貌屬濱海灘涂地貌，場地原為內湖，現已回填整平，地勢較平坦。場地至上而下分別由素填土、淤泥-淤泥質土、粘土-粉質粘土、中砂、殘積（砂質）黏性土、全風化花崗巖、砂狀強風化花崗巖、碎塊狀強風化花崗巖、中風化花崗巖組成。素填土和分布于整個場地，淤泥層普遍較厚。場地地下水位較高、較豐富。根據場地內地層的情況，強風化花崗巖深度深度約3040米，中風化花崗巖深度約4050米，樁型可選用靜壓預應力管樁、大直徑沉管灌注樁或沖、鉆孔灌注樁。采用靜壓預應力管樁或大口徑沉管灌注樁時，以強風化花崗巖為樁端持力層。在該地質條件下，如果采用鉆孔（沖孔）灌注樁施工工藝，由于其采用的是泥漿護壁，在淤泥層中極易造成縮頸、夾泥等質量問題；地下水豐富，極易造成塌孔；沉渣清理不干凈，易造成承載力下降。如果采用靜壓預應力管樁，則由于持力層深度太深，對預制樁的樁身強度和接樁質量提出了更高的要求；另外，加上地質變化較大，預制樁長度較難掌握，而如果采用截樁接長或截短，則造成預制管樁預應力消退，影響樁本身質量，限制了預應力管樁的使用。而靜壓沉管灌注樁由于采用的是由無縫鋼管和鋼樁靴組成的封閉成孔系統(tǒng)，水和泥漿不能進入，又加上是現澆鋼筋混凝土樁，通過保持振動和過程反插，使樁的截面增大，從而提高了樁的承載力，樁身質量得到保證，很好的客服和避免了前者的不足。4.2 樁基施工4.2.1 靜壓沉管施工工藝過程場地平整及地上障礙物清理測量放樣定位設備進場安裝調試設備就位樁尖鋼套管就位靜壓沉管達終壓條件、停止壓樁放入鋼筋籠灌注混凝土振動拔管、反插單樁施工完畢、移機4.2.2 沉管控制對進場的樁機進行安裝調試，移機至樁基處就位并調平。預制鋼板樁尖就位在樁位上，鋼套管再放入樁尖就位，用經緯儀檢查兩個相互垂直方向的垂直度，鋼套管插入時的垂直度偏差不應大于0.5%，符合要求后沉管。沉管完成后，應檢查樁管底部有無進泥進水，如有則應加以清除。沉樁時，以試打樁確定的壓樁力標準作為終壓控制的主要依據，以樁長控制為參考依據。滿足壓樁控制標準后，即可停止壓樁。4.2.3 混凝土灌注與拔管控制沉管達到終壓控制標準后，根據套管實際入土深度計算實際鋼筋籠安裝長度，及時吊放鋼筋籠和接長（如實際需要），并及時進行混凝土灌注和拔管?；炷凉嘧⒁艘淮涡赃B續(xù)灌注充滿，當樁較長拔管困難時，可分次灌注?；炷涟韬衔飸哂辛己玫暮鸵仔?，塌落度一般控制在100140。灌注混凝土面應高于設計樁頂標高0.5m以上，充盈系數應不小于1.0?；炷凉嘧⑼瓿珊螅_始拔管。單打法施工時，在拔管之前應先振動510秒鐘，然后邊振動邊拔管，每拔0.51m，停拔振動510秒鐘，如此反復，直至套管全部拔出。在一般土層中拔管速度宜為1.21.5m/min,在較軟弱土層中，不得大于0.81.0 m/min。反插法施工時每拔管0.51m向下反插深度為300500，如此反復進行并始終保持振動，直至套管全部拔出地面。4.2.4 樁基施工注意事項 靜壓設備進場后，對其進行安裝和調試，并確認套管的總長度，在套管外壁從一端開始做出長度標記，事先應做好場地高程測量并繪制方格網，用以確定套管入土深度、計算有效樁長、鋼筋籠長度以及判斷進入持力層情況。 沉管之前對樁管與鋼樁靴間隙采取水密封措施。為了防止套管底部進入泥水，事先采取在沉管前在鋼套管底部灌入高約1.5米左右的混凝土封底措施。 沉管過程中應對每一根待壓工程樁重新進行樁位復核（打樁過程由于機械行走或者擠土效應可能使樁位點產生位移）。 沉管過程中，注意對場地豎向和水平位移進行觀測，若發(fā)現異常，應采取引孔、設置降水措施、調整沉管速率等措施進行處理。本工程施工中發(fā)現擠土效應明顯，場地土體明顯隆起，尤其是主樓密集群樁部位更是如此，由于事先合理安排了打樁順序，如跳打，未出現斷樁現象。所以樁基施工之前必須根據工程實際情況安排合理沉管打樁順序。 拔管過程必須嚴格控制拔管速度，一般不得大1.5m/min，尤其在距離地面較近、軟弱土層或軟硬土層交接處，拔管速度不宜大于1.0m/min。混凝土灌注和拔管應及時，時間不宜過長，否則周圍土體側壓力回升，容易造成拔管困難。4.2.5 樁基質量檢測本工程樁基質量檢測情況如下： 選擇3根直徑600抗拔樁，按單樁極限抗拔承載力標準值1000KN進行檢測；選擇3根直徑600抗壓樁，按單樁豎向極限承載力標準值4000KN進行檢測；選擇3根直徑700抗壓樁，按單樁豎向極限承載力標準值6600KN進行檢測。 選取總樁數20%且每個承臺下不少于1根工程樁進行小應變動測試驗。單樁承臺每根樁必選； 5樁及其以下承臺選一根（小編號）；5樁以上、10樁及其以下承臺選二根（最大、最小編號各一根）；10樁以上承臺按20%數量隨機選擇。共檢測137根。檢測結果：抗壓、抗拔承載力均滿足設計要求，樁身完整性檢測結果均為I類、I