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高強預(yù)應(yīng)力砼管樁施工實例
某綜合性辦公大樓工程為框架九層,總高度達87米。地質(zhì)狀況屬軟土地基,周圍為多層綜合樓綜合群,距離八、九米之間;該工程樁基為高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(直徑為400毫米,管樁壁厚45毫米,混凝土強度為C60),采用三節(jié)接樁,單樁承載力為600千帕,樁長24米,總樁數(shù)287根。通過該工程的施工實踐證明:高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工無噪音、無環(huán)境污染、單樁承載力高、造價低,具有很好的應(yīng)用前景?,F(xiàn)對管樁施工的工程介紹如下:
一、管樁施工的前期準備
(一)樁錘的選擇
選擇樁錘時,須充分考慮樁的形狀、尺寸、重量、入土深度、結(jié)構(gòu)形式以及土質(zhì)、氣象等條件,并掌握各種樁錘的特性。樁錘的夯擊能量必須克服樁的貫入阻力(包括樁尖阻力、樁側(cè)摩阻力和樁的回彈產(chǎn)生的能量損失等)。否則會引起樁頭部的局部壓曲,難以將樁送到設(shè)計標高。
(二)樁架的選擇
樁架的設(shè)置、安裝和準備工作對打樁效率有很大影響。樁架選用D-308S型履帶行走式樁架,其特點是移動靈活,使用方便,對路面要求不高。
(三)施工組織設(shè)計和樁位測設(shè)
根據(jù)打樁區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況和基礎(chǔ)狀況,認真編制施工組織設(shè)計,合理選擇打樁順序,對周圍建筑物的安全、穩(wěn)定采取保護措施。
(四)堆存吊運
管樁吊運一般需設(shè)計兩個支點,支點位置需符合設(shè)計要求。管樁堆存應(yīng)使用軟墊(木墊)。管樁起吊運輸中應(yīng)免受振動、沖撞。
(五)管樁齡期的確定
管樁從制造成型到打樁施工應(yīng)確?;炷翉姸鹊燃夁_到設(shè)計標準值以上,現(xiàn)場要堆存一定量的樁,按“先進場樁先打”的原則,以確保管樁的強度要求。
(六)檢查修整
管樁施工前應(yīng)再次逐根檢查樁有無破損或嚴重質(zhì)量問題,對管樁兩端應(yīng)清理干凈,管樁連接施焊面上有污漬污染時,應(yīng)清刷干凈。
二、管樁施工的檢驗與試驗
為了保證工程的質(zhì)量,必須分階段進行單樁承載力的靜載和動測試驗。
(一)靜載試驗法
以該綜合樓工程為例,管樁的靜載試驗要模擬實際荷載情況,通過靜力加壓,得出3根試樁荷載——沉降關(guān)系曲線,試樁的入土深度分別為-8.5米、-29.70米和-29.90米。根據(jù)上述系列關(guān)系曲線,綜合評定確定其容許承載力,均大于設(shè)計要求600千牛頓的標準值。單樁豎向抗壓靜載試驗采用油壓千斤頂加載,加載反力裝置可采用如下方法:
1、錨樁橫梁反力裝置。由4根錨樁、主梁、次梁、油壓千斤頂以及測量儀表等組成。錨樁、反力粱裝置能提供的反力應(yīng)不小于預(yù)估最大試驗荷載的1.2~1.5倍。
2、壓重平臺反力裝置。由支墩、鋼橫梁、鋼錠、油壓千斤頂及測量儀表等組成。壓重量不得少于預(yù)估試樁破壞荷載的1.2倍;壓重應(yīng)在試驗開始前一次加上,并均勻穩(wěn)固放置于平臺上。
(二)動測試驗法
動測試驗法,是檢測樁基承載力及樁身質(zhì)量的技術(shù)手段。高應(yīng)變動力測試法,也是作為靜載試驗的補充。采用PDA打樁分析儀測試法,是利用重錘錘擊樁頭使樁頭產(chǎn)生一個永久性位移而得出樁的極限承載力和樁身結(jié)構(gòu)完整資料。
三、液壓入樁的施工方法
(一)施工程序
液壓管樁的施工程序為:測量定位、樁機就位、復(fù)核樁位、吊樁插樁、樁身對中調(diào)直、靜壓沉樁、接樁、再靜壓沉樁、送樁、終止壓樁、樁質(zhì)量檢驗、切割樁頭、填充管樁內(nèi)的細石混凝土。
(二)施工要點
1、靜力壓樁單樁豎向承載力,可通過樁的終止壓力值來判斷,但因土質(zhì)的不同而異。要通過靜載對比試驗來確定一個系數(shù),然后利用系數(shù)和終止壓力,求出單樁豎向承載力的標準值。如判斷的終止壓力值不能滿足設(shè)計要求,應(yīng)立即采取送壓加深處理或補樁措施。壓樁應(yīng)控制好終止條件。該綜合樓樁基工程,壓樁到設(shè)計樁長,壓力表的壓力達到單樁承載力2.7倍時,即停止壓樁。
2、壓樁應(yīng)連續(xù)進行,采用硫磺膠泥接樁間歇不宜過長(一般為10~18分鐘)接樁面應(yīng)保持干凈,澆注時間不應(yīng)超過2分鐘;上下中心線應(yīng)對齊,偏差不大于10毫米;節(jié)點矢高不得大于1%樁長。
3、垂直度控制,調(diào)校樁的垂直度是沉樁質(zhì)量的關(guān)鍵。插樁在一般情況下入土30~50厘米為宜,然后進行調(diào)校。樁機駕駛?cè)藛T應(yīng)使樁機縱橫方向保持水平,調(diào)校垂直在規(guī)范允許值以內(nèi)才能沉樁。在沉樁過程中應(yīng)隨時觀察樁的進尺變化,如地質(zhì)層有障礙物、樁桿偏移時,應(yīng)采取措施逐漸調(diào)直。
(三)沉樁線路的選定
為使壓樁中各樁的壓力阻力基本接近,入樁線路應(yīng)選擇單向行進,不能從兩側(cè)往中間進行。這樣可避免地基土上溢使地表升高,又不致因土的擠壓而造成部分樁身傾斜,保證了群樁的工作基本均勻并符合設(shè)計值。
(四)管樁與承臺的連接方式
工程管樁與承臺采用剛接。管樁的樁頭采用專用工具鋸斷,斷口平齊,在樁頭的樁管內(nèi)填充4200毫米高的C30細石混凝土,并在混凝土中均分插入6φ14鋼筋與承臺連接。
四、管樁在設(shè)計及施工中應(yīng)注意的事項
(一)樁基礎(chǔ)設(shè)計時,須根據(jù)上部荷載、工程地質(zhì)條件等綜合考慮,多方案比較后方可采用。同一工程中樁的規(guī)格、型號不應(yīng)太多,以免造成施工錯誤。
(二)綜合考慮地質(zhì)情況和樁身強度,確定單樁承載力。管樁為開口樁,在確定單樁承載力時將開口樁按閉口樁考慮。
(三)適當限制壓樁速度,沉樁速度一般控制在1米/分左右為宜。
(四)壓樁機應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況配足額重量或選用相應(yīng)的液壓樁機。
(五)若采用焊接法接樁時,須分層均勻地將套箍對焊的焊縫填滿,焊畢停歇1分鐘即可進行沉樁。
(六)管樁不應(yīng)損壞;樁帽、樁身和送樁的中心線應(yīng)重合;壓同一根樁應(yīng)縮短停息時間。
(七)液壓入樁要有一定的垂直行程高度,如樁機的垂直行程為1.5米,在開始的第一第二個行程,要特別注意控制樁身的垂直度。
(八)記錄入樁行程深度及相應(yīng)壓力值,以判別入樁情況正常與否及樁的承載能力。
(九)為減少靜力壓樁的擠土效應(yīng),可設(shè)置袋裝砂井、塑料排水板或隔離板樁,以消除部分超孔隙水壓力,減少擠土現(xiàn)象。在壓樁過程中應(yīng)加強鄰近建筑物、地下管線的觀測、監(jiān)護。另外應(yīng)合理安排沉樁順序、控制打樁速度、采用重錘輕擊以及先開挖基坑后打樁的措施。
(十)一般建筑物沉降穩(wěn)定歷時較長,沉降觀測不能在打樁結(jié)束時停止,還應(yīng)延長到主體工程完成且沉降已基本穩(wěn)定后,以便發(fā)現(xiàn)異常情況時及時采取措施
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