靜壓預(yù)制樁的施工方法

1、?183?第30卷第3期Vol.30No.3建筑技術(shù)ArchitectureTechnology圖2液壓壓樁機(jī)楊學(xué)禮常州工業(yè)技術(shù)學(xué)院教授高級(jí)工程師213002常州收稿日期:19981023軟土地基廣泛采用預(yù)制樁基礎(chǔ)但用汽錘擊入樁時(shí)噪聲較大并伴有濃煙油污特別在城市中心和居民區(qū)內(nèi)的施工中有悖環(huán)保和文明要求。以液壓入樁工藝替代錘擊既無(wú)噪聲也對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染具有廣闊的應(yīng)用前景。本文結(jié)合常州銀苑大廈樁基工程介紹其工作機(jī)理、施工方法、注意事項(xiàng)及適用

2、條件。1工程概況常州銀苑大廈地下1層地上15層總高55m為一狹長(zhǎng)扁高的框剪結(jié)構(gòu)地質(zhì)狀況屬軟土地基持力層為地表下深11m以上的厚1~4m的粉砂層(fk=220kPa)。本工程周?chē)鏋槎鄬幼≌壕嚯x10m一面臨街?；A(chǔ)采用群樁上的整體筏板及局部承臺(tái)樁位布置見(jiàn)圖1。設(shè)計(jì)采用上海市通用樁型AZH140(240)A斷面尺寸400mm?400mm的鋼筋混凝土預(yù)制樁(混凝土為C30)總樁數(shù)549根。根據(jù)地質(zhì)鉆探剖面工程長(zhǎng)向?yàn)橐诲伒仔纬至拥刭|(zhì)構(gòu)造中

3、間深兩側(cè)淺樁長(zhǎng)11~15m其中15m長(zhǎng)樁采用二節(jié)接樁。2液壓入樁施工工藝2.1壓樁機(jī)性能及配置壓樁機(jī)配置W1001履帶式起重機(jī)1臺(tái)J2經(jīng)緯儀2臺(tái)S3水準(zhǔn)儀1臺(tái)及鋼絲繩等。YZY360靜壓壓樁機(jī)的技術(shù)參數(shù)為:耗電量120kWh壓樁機(jī)重360t油表壓力0~40MPa最大起吊高度23m垂直行程1.5m壓入速度1.5mmin。2.2試樁要求及PS曲線試樁目的是檢驗(yàn)根據(jù)鉆探報(bào)告的地質(zhì)構(gòu)造算出的單樁承載力并給設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)。試樁方法按建筑樁基技術(shù)

4、規(guī)范!(JGJ9494)要求。本工程共試樁5根分別選擇在不同地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域的中央范圍摘錄其中3、4及5號(hào)試樁。試樁荷載分級(jí)為第一級(jí)220kN第二級(jí)開(kāi)始逐級(jí)為92.41kN。試樁加壓用83號(hào)千斤頂配油壓表分級(jí)為第一級(jí)170.86kN第二級(jí)開(kāi)始逐級(jí)為99.34kN。試樁起訖時(shí)間:3號(hào)樁歷時(shí)43h(樁尖入土總深度15m)4號(hào)樁歷時(shí)51h5號(hào)樁歷時(shí)50.5h(4號(hào)、5號(hào)樁尖入土總深度18.5m)。從3根試樁的PS曲線可知單樁承載力分別為1760.

5、27kN、1678.55kN及1770.96kN。根據(jù)試樁加荷超載2倍計(jì)算各區(qū)單樁承載力均超過(guò)原設(shè)計(jì)值700kN故設(shè)計(jì)值改為750kN。2.3工作原理與施工順序液壓壓樁是利用缸體中油位在泵壓下變化使活塞桿伸縮并依托壓樁機(jī)自重抵消樁入土?xí)r的摩擦阻力利用抱樁器固定樁位然后重力壓入不產(chǎn)生沖擊力。入樁的反作用力隨入樁深度的加大相應(yīng)增大依靠油泵變壓入樁。樁機(jī)能自行行走它利用樁機(jī)底部前后左右4只用軌道吊掛在機(jī)身上的船腳每只船腳由油泵變壓使兩根活塞桿

6、上下伸縮并沿軌道前后移動(dòng)使樁機(jī)在兩個(gè)方向利用二對(duì)船腳而移動(dòng)(圖2)。樁機(jī)上2個(gè)駕駛室的操作人員分別負(fù)責(zé)吊樁、壓樁及機(jī)身移動(dòng)。液壓入樁工作順序如圖3所示。靜壓預(yù)制樁的施工方法楊學(xué)禮摘要常州銀苑大廈樁基工程采用靜壓樁工藝無(wú)噪聲無(wú)污染施工中根據(jù)地質(zhì)狀況選用YZY靜壓壓樁機(jī)等設(shè)備根據(jù)試樁結(jié)果確定了單樁承載力設(shè)計(jì)值并制定了合理的入樁線路及接樁方法。關(guān)鍵詞軟土地基預(yù)制樁液壓入樁分類(lèi)號(hào)TU473.13CONSTRUCTIONMETHODOFSTATI

7、CPRESSUREPRECASTPILEYANGXueliAbstractThestaticpressureprecastpiletechnologyhasbeenadoptedinpilefoundationwkoftheYinyuanMansionaChangzhoucityproject.Thisconstructiontechnologyhasthemeritofnoiselessnessnonpollution.Duringc

8、onstructiontheYZYstaticpressurepilesinkingmachineetc.havebeenivelyadoptedaccdingtotheirrespectivegeologicalconditions.Testpilepracticehasshownpilesbearingcapacitydeterminedproperprocedureofpilesinkingprovidedmethodofpile

9、extension.Keywdssoftsoilfoundationbedprecastpilehydraulicpilesinking圖1樁位布置平面圖?184?建筑技術(shù)第30卷2.4入樁線路的選定預(yù)制樁基施工時(shí)隨著入樁段數(shù)的增多各層地質(zhì)構(gòu)造土體密度隨之增高土體與樁身表面間的摩擦阻力也相應(yīng)增大壓樁所需的壓入力也在增大。為使壓樁中各樁的壓入阻力基本接近入樁線路應(yīng)選擇單向行進(jìn)不能從兩側(cè)往中間進(jìn)行(即所謂打關(guān)門(mén)樁)這樣地基土在入樁擠密過(guò)程中

10、土體可自由向外擴(kuò)張既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(jì)值。本工程入樁線路為自南向北(北面臨街無(wú)建筑物)。2.5壓樁操作注意事項(xiàng)(1)樁身不受損壞。(2)下壓速度控制在1mmin左右使各層土體能正確反映其抗剪能力。(3)壓樁機(jī)的液壓入樁有一定的垂直行程高度如YZY360樁機(jī)的垂直行程為1.5m即每入樁1.5m即松開(kāi)抱樁器。開(kāi)動(dòng)油泵使之上移再抱樁固定壓入循環(huán)作業(yè)。在開(kāi)始的第一、二個(gè)

11、行程要特別注意控制樁身的垂直度。(4)單節(jié)樁需利用鋼制送樁器(即與斷面同規(guī)格的一節(jié)鋼板焊成的樁)幫助混凝土樁順利壓至設(shè)計(jì)標(biāo)高兩節(jié)樁則在下節(jié)樁壓至樁頂距地表面40cm左右暫停然后將上節(jié)樁吊入就位。上節(jié)樁下端伸出的鋼筋對(duì)準(zhǔn)下節(jié)樁頂?shù)念A(yù)留孔人工灌澆熔化的熱硫磺膠泥待從預(yù)留孔至溢滿樁頂全表面時(shí)即將上節(jié)樁輕輕插入使兩樁端接觸面保持有5~10mm間隙懸粘15~20min后(此時(shí)硫磺膠泥已具粘結(jié)力和強(qiáng)度)再繼續(xù)壓樁至設(shè)計(jì)標(biāo)高。(5)記錄入樁行程深度及

12、相應(yīng)壓力值以判別入樁情況正常與否及樁的承載能力。3壓樁施工中的問(wèn)題與對(duì)策3.1兩節(jié)樁接頭的水平平整度問(wèn)題規(guī)范要求樁長(zhǎng)超過(guò)12m的預(yù)制樁必須分節(jié)接長(zhǎng)。制樁時(shí)樁頂及樁端面的水平平整度必須嚴(yán)格保證以保障樁身垂直度。特別是多節(jié)樁的各樁端面水平平整度是保障全樁鉛垂入樁的關(guān)鍵否則會(huì)在壓樁中出現(xiàn)報(bào)廢現(xiàn)象。圖4中(a)端面水平平整入樁鉛垂(b)端面傾斜導(dǎo)致上節(jié)樁沿斜面滑移(c)端面局部接觸導(dǎo)致端面壓碎報(bào)廢或樁身傳力不均。3.2斷樁判別壓樁過(guò)程中壓力值隨

13、樁尖接近持力層而增大如出現(xiàn)壓力值突變下降即可判定樁身斷裂。3.3地下障礙物在地質(zhì)鉆探報(bào)告中對(duì)于鉆孔間可能存在的障礙(如舊房及設(shè)備基礎(chǔ)、地下溝道等)是無(wú)法反映的只能在壓樁過(guò)程中發(fā)現(xiàn)。由于該類(lèi)障礙物一般不會(huì)埋置很深可在施工中用鋼制送樁器在可疑區(qū)域探深2m試測(cè)遇異常情況可拔出開(kāi)挖清除如無(wú)異常則拔出送樁器換吊混凝土樁壓入。實(shí)施中效果良好。3.4樁尖未達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高又無(wú)法繼續(xù)壓入時(shí)的判斷和處理本工程在局部區(qū)域的入樁過(guò)程中少數(shù)樁的入土深度距設(shè)計(jì)標(biāo)高尚差

14、1~3m時(shí)入樁壓力已達(dá)2800kN液壓效率降低機(jī)身抖動(dòng)說(shuō)明此時(shí)已接近樁機(jī)能力的極限可根據(jù)壓力值停止入樁。究其原因可以肯定樁尖已進(jìn)入持力層說(shuō)明持力層構(gòu)造有起伏。而在設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)時(shí)是按一個(gè)分區(qū)中持力層最深標(biāo)高確定樁長(zhǎng)的(不可能每根樁長(zhǎng)變化)上述情況屬正常。4靜壓入樁工藝的適用條件和優(yōu)缺點(diǎn)4.1靜壓入樁適用的地質(zhì)條件持力層以上的土層構(gòu)造必須為軟土層如雜填土、淤泥、粘土、砂質(zhì)粘土、較薄的粉砂土不能有摩阻力較大的夾層如粘砂層、帶礫粘土層、風(fēng)化土層等以

15、使樁身順利穿透入樁。4.2適用的工程條件宜用于群樁承力的基礎(chǔ)工程同時(shí)必須考慮工程邊緣樁位的施工條件如樁機(jī)吊臂的回轉(zhuǎn)空間和樁機(jī)行走及壓樁時(shí)樁機(jī)的平衡支撐條件。4.3靜壓入樁的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):(1)施工無(wú)噪聲無(wú)污染清潔文明安全可靠(2)設(shè)備簡(jiǎn)單操作簡(jiǎn)便靈活施工成本較低施工速度較快樁機(jī)臺(tái)班進(jìn)樁量按實(shí)測(cè)為250m左右(YZY360機(jī)型)(3)樁型輕巧配筋量小入樁的損耗報(bào)廢率較低。缺點(diǎn):(1)由于液壓抱樁器在機(jī)身平臺(tái)上入樁初始的第一、二行程抱樁點(diǎn)與樁

16、頂距離較大樁身容易擺動(dòng)如不能在初始入樁時(shí)保證樁的垂直度則在后續(xù)行程中調(diào)整時(shí)樁身容易折斷(2)兩節(jié)及多節(jié)樁粘結(jié)用快凝早強(qiáng)硫磺膠泥在強(qiáng)大的入樁壓力下無(wú)法保證樁的接觸面之間空隙的均勻程度故對(duì)樁端面水平度要求極高(3)上下節(jié)樁間利用上節(jié)樁底伸出的鋼筋錨固于下節(jié)樁頂?shù)念A(yù)留孔內(nèi)此鋼筋在樁身起吊中不可避免會(huì)拖地彎折均需在上節(jié)樁吊起懸空插入下節(jié)樁前用套管扳直施工安全需特別注意。靜壓入樁是預(yù)制混凝土樁基礎(chǔ)的一項(xiàng)極有前景的新工藝它必將有條件地迅速取代錘擊入