靜壓沉管灌注樁的工藝特點(diǎn).doc

2 靜壓沉管灌注樁的工藝特點(diǎn)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(shè)計(jì)壓力值可以通過機(jī)載壓力表讀出，容易得到控制，可以確保樁身承載力滿足設(shè)計(jì)要求，成樁質(zhì)量穩(wěn)定可靠。它通過在鋼套管內(nèi)吊放鋼筋籠和進(jìn)行混凝土現(xiàn)澆，和外界隔離，并通過樁機(jī)設(shè)備強(qiáng)有力的振動(dòng)拔管，混凝土密實(shí)度容易得到保證，并且施工噪音低，對(duì)周圍環(huán)境的影響小，一般不會(huì)對(duì)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(chǎn)生一種夯實(shí)效應(yīng)，可以使樁側(cè)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(shè)置的泥漿制造利用循環(huán)系統(tǒng)而造成的臟、亂現(xiàn)象、減少了許多安全隱患，便于安全文明施工管理。其缺點(diǎn)是樁機(jī)結(jié)構(gòu)同樣比較龐大、笨重，行走困難；該樁型屬于擠土樁，擠土效應(yīng)明顯，容易對(duì)臨樁及地下管線、臨近建筑物造成危害；堅(jiān)硬巖層難以穿越，遇到孤石難以處理。3 靜壓沉管灌注樁質(zhì)量通病及預(yù)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(shí)土的擠壓產(chǎn)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(duì)樁產(chǎn)生剪應(yīng)力；樁身混凝土終凝不久，強(qiáng)度弱，承受不了外力的影響。預(yù)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(jī)行走路線，減少對(duì)新打樁的影響；采用跳打法或控制時(shí)間法減少對(duì)臨樁的影響。預(yù)防措施：采用引孔減小擠土效應(yīng)。3.2縮頸原因主要：土體中含水量豐富，土體受到強(qiáng)烈擾動(dòng)和擠壓下，產(chǎn)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(shí)擴(kuò)散性差。預(yù)防和處理措施：采取降低地下水位減小水壓力，嚴(yán)格控制拔管速度，嚴(yán)格控制混凝土坍落度，一旦發(fā)生縮頸現(xiàn)象可采用復(fù)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?yàn)闃都夂吞坠茔暯硬粐?yán)密或樁尖變形，水或泥沙等進(jìn)入套管。預(yù)防措施：提前在套管內(nèi)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(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行說明。4 工程實(shí)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(jié)構(gòu)體系現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式采用抱壓式大直徑鋼筋混凝土沉管灌注樁承臺(tái)基礎(chǔ)，樁端持力層選用砂狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖,樁尖進(jìn)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(qiáng)度等級(jí)為C35。700單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為6600KN，單樁豎向承載力設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)值為4000KN，單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值為2400KN，單樁豎向承載力特征值為2000 KN。4.1 工程地質(zhì)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(nèi)湖，現(xiàn)已回填整平，地勢(shì)較平坦。場地至上而下分別由素填土、淤泥-淤泥質(zhì)土、粘土-粉質(zhì)粘土、中砂、殘積（砂質(zhì)）黏性土、全風(fēng)化花崗巖、砂狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、中風(fēng)化花崗巖組成。素填土和分布于整個(gè)場地，淤泥層普遍較厚。場地地下水位較高、較豐富。根據(jù)場地內(nèi)地層的情況，強(qiáng)風(fēng)化花崗巖深度深度約3040米，中風(fēng)化花崗巖深度約4050米，樁型可選用靜壓預(yù)應(yīng)力管樁、大直徑沉管灌注樁或沖、鉆孔灌注樁。采用靜壓預(yù)應(yīng)力管樁或大口徑沉管灌注樁時(shí)，以強(qiáng)風(fēng)化花崗巖為樁端持力層。在該地質(zhì)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(hù)壁，在淤泥層中極易造成縮頸、夾泥等質(zhì)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(yù)應(yīng)力管樁，則由于持力層深度太深，對(duì)預(yù)制樁的樁身強(qiáng)度和接樁質(zhì)量提出了更高的要求；另外，加上地質(zhì)變化較大，預(yù)制樁長度較難掌握，而如果采用截樁接長或截短，則造成預(yù)制管樁預(yù)應(yīng)力消退，影響樁本身質(zhì)量，限制了預(yù)應(yīng)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(jìn)入，又加上是現(xiàn)澆鋼筋混凝土樁，通過保持振動(dòng)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(zhì)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(shè)備進(jìn)場安裝調(diào)試設(shè)備就位樁尖鋼套管就位靜壓沉管達(dá)終壓條件、停止壓樁放入鋼筋籠灌注混凝土振動(dòng)拔管、反插單樁施工完畢、移機(jī)4.2.2 沉管控制對(duì)進(jìn)場的樁機(jī)進(jìn)行安裝調(diào)試，移機(jī)至樁基處就位并調(diào)平。預(yù)制鋼板樁尖就位在樁位上，鋼套管再放入樁尖就位，用經(jīng)緯儀檢查兩個(gè)相互垂直方向的垂直度，鋼套管插入時(shí)的垂直度偏差不應(yīng)大于0.5%，符合要求后沉管。沉管完成后，應(yīng)檢查樁管底部有無進(jìn)泥進(jìn)水，如有則應(yīng)加以清除。沉樁時(shí)，以試打樁確定的壓樁力標(biāo)準(zhǔn)作為終壓控制的主要依據(jù)，以樁長控制為參考依據(jù)。滿足壓樁控制標(biāo)準(zhǔn)后，即可停止壓樁。4.2.3 混凝土灌注與拔管控制沉管達(dá)到終壓控制標(biāo)準(zhǔn)后，根據(jù)套管實(shí)際入土深度計(jì)算實(shí)際鋼筋籠安裝長度，及時(shí)吊放鋼筋籠和接長（如實(shí)際需要），并及時(shí)進(jìn)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(dāng)樁較長拔管困難時(shí)，可分次灌注?；炷涟韬衔飸?yīng)具有良好的和易性，塌落度一般控制在100140。灌注混凝土面應(yīng)高于設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高0.5m以上，充盈系數(shù)應(yīng)不小于1.0?；炷凉嘧⑼瓿珊?，開始拔管。單打法施工時(shí)，在拔管之前應(yīng)先振動(dòng)510秒鐘，然后邊振動(dòng)邊拔管，每拔0.51m，停拔振動(dòng)510秒鐘，如此反復(fù)，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(shí)每拔管0.51m向下反插深度為300500，如此反復(fù)進(jìn)行并始終保持振動(dòng)，直至套管全部拔出地面。4.2.4 樁基施工注意事項(xiàng) 靜壓設(shè)備進(jìn)場后，對(duì)其進(jìn)行安裝和調(diào)試，并確認(rèn)套管的總長度，在套管外壁從一端開始做出長度標(biāo)記，事先應(yīng)做好場地高程測量并繪制方格網(wǎng)，用以確定套管入土深度、計(jì)算有效樁長、鋼筋籠長度以及判斷進(jìn)入持力層情況。 沉管之前對(duì)樁管與鋼樁靴間隙采取水密封措施。為了防止套管底部進(jìn)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(yīng)對(duì)每一根待壓工程樁重新進(jìn)行樁位復(fù)核（打樁過程由于機(jī)械行走或者擠土效應(yīng)可能使樁位點(diǎn)產(chǎn)生位移）。 沉管過程中，注意對(duì)場地豎向和水平位移進(jìn)行觀測，若發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)采取引孔、設(shè)置降水措施、調(diào)整沉管速率等措施進(jìn)行處理。本工程施工中發(fā)現(xiàn)擠土效應(yīng)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(xiàn)斷樁現(xiàn)象。所以樁基施工之前必須根據(jù)工程實(shí)際情況安排合理沉管打樁順序。 拔管過程必須嚴(yán)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?；炷凉嘧⒑桶喂軕?yīng)及時(shí)，時(shí)間不宜過長，否則周圍土體側(cè)壓力回升，容易造成拔管困難。4.2.5 樁基質(zhì)量檢測本工程樁基質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)值1000KN進(jìn)行檢測；選擇3根直徑600抗壓樁，按單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值4000KN進(jìn)行檢測；選擇3根直徑700抗壓樁，按單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值6600KN進(jìn)行檢測。 選取總樁數(shù)20%且每個(gè)承臺(tái)下不少于1根工程樁進(jìn)行小應(yīng)變動(dòng)測試驗(yàn)。單樁承臺(tái)每根樁必選； 5樁及其以下承臺(tái)選一根（小編號(hào)）；5樁以上、10樁及其以下承臺(tái)選二根（最大、最小編號(hào)各一根）；10樁以上承臺(tái)按20%數(shù)量隨機(jī)選擇。共檢測137根。檢測結(jié)果：抗壓、抗拔承載力均滿足設(shè)計(jì)要求，樁身完整性檢測結(jié)果均為I類、I