静压预应力管桩在特殊施工场地中的应用实例__墨水学术,论文发表,

所属栏目：建筑设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:572

副标题#e#
　　静压预应力管桩在特殊施工场地中的应用实例
　　郝红云
　　摘要：静压预应力管桩因其单桩造价低、施工进度快、噪音污染小环保等一系列优点已广泛应用于高层建筑桩基施工中，但在已施工过混凝土灌注桩的地块上进行该桩基施工，还是不多见的，笔者根据武汉江汉区创世纪广场项目的施工经验，对该工程实例进行叙述。
　　关键词：高层建筑管桩效益
　　静压法沉桩是通过静力压桩机的压桩机构，以压桩基自重和桩机上的配重作反力而将预制钢筋混凝土管桩分节压入地基土层中成桩。适用于软土、填土及一般粘性土层中应用。静压法沉桩原理：在桩压入过程中，系以桩机本身的重量（包括配重）作为反作用力，以克服压桩过程中的桩侧摩擦力和桩端阻力，当预制桩在竖向静压力作用下沉入土中时桩周土体发生急速而激烈的挤压，土中孔隙水压力急剧上升，土的抗剪强度大大降低，从而使桩身很快下沉。
　　创世纪广场项目位于武汉解放大道万松园路口，该地块原为武建广场，场地内局部已施工混凝土灌注桩，后因资金问题停工，重新规划设计为“创世纪广场项目”。
　　本项目地质情况：
　　1、杂填土：层深0.8~6.2m，主要是建筑垃圾，夹少量粘性土。
　　2、粘土：黄褐色，层深1.0~3.3m，可塑，稍湿，灰白色高岭土。
　　3、粉质粘土：层深3.0~7.0m，条纹或团块灰白色高岭土。
　　4、粉质粘土夹粉土：层深5.0~10.0m，条纹或团块灰白色高岭土，局部夹少量粉砂。
　　5、粉砂：层深9.5~12.9m，粉砂灰色，中密，饱和，可见少量石英、云母等，夹少量粉土和粘性土。
　　6、粉细砂：层深18.6~22.0m，粉砂灰色，中密，饱和，可见少量石英、云母等，偶少量粉土和粘性土。
　　7、粉砂夹粉质粘土：34~37m，条纹或团块灰白色高岭土
　　8、细砂：34~39m，灰色，密实，饱和，以中粗砂为主，可见少量石英、云母等，夹少量砾石及少量粉土。
　　在设计过程中考虑原始地质情况是适合进行管桩施工的，但根据规范，同一工程不宜采用两种以上桩类型，同时，静压管桩不适合用于地下有较多孤石、障碍物等的情况，因此，设计人员首先按增加钢筋混凝土灌注桩进行设计。但建设单位考虑以下几点因素：（1）钻孔灌注桩施工难度大，工期长；（2）该地块位于江汉区繁华的商业区，距离周边建筑较近，钻孔桩施工对周边房屋安全影响相对较大。（3）经过成本核算，管桩较砼灌注桩可节约投资约1000万元。（4）取得了本场地已施工的钢筋混凝土灌注桩的竣工图，地下障碍物位置明确。最终和设计人员沟通后，设计人员结合原始施工图进行静压预应力混凝土管桩设计，并对老桩采取处理措施：已施工钻孔灌注桩作废桩处理，原钻孔灌注桩在承台和地下室底板垫层以下截断不小于500mm后回填砂石层地基。
　　本工程压桩控制条件为：施工时以油压值控制为主，桩长控制为辅。施工前先施工3根试桩，以确定工程桩施工参数。如果承载力满足设计要求，桩长不能满足设计要求时，施工压力值按桩身结构承载力极限控制；如施工中遇桩长入土深度满足设计要求，而桩承载力未满足要求时，可适当进行超送，超送深度不得超过2m。
　　施工中遇到的问题和防治对策：
　　1、产生断桩或桩身破坏现象的防治对策。（1）场地有老桩，虽然桩头挖出，但桩身长瘤子，压桩时无法识别，因此，在压桩过程中施工单位认真记录桩入土深度和压力表读数的关系，以判断桩的质量和承载力，当压力表读数突然上升或下降时，要停机对照原始资料进行分析，判断是否断桩并及时通知设计人员进行桩位更改。（2）控制好桩机施工终止条件。根据设计要求，以终压值达满载值为控制条件，开挖后采用截桩处理。当压力值未达到设计要求，但桩入土深度以满足设计要求，宜继续送桩（2m范围内），直至压力值达到设计要求或与设计单位联系，出具处理方案。（3）#p#副标题#e#施工过程中应加强对桩身原材料的检查验收。（4）必须强调合理的土方开挖以及凿桩施工，土方开挖过程中的施工质量与水平，是直接关系到桩基成功的关键。
　　2、产生挤土效应的防治对策。（1）采用间隔跳打法，在施工过程中严禁形成封闭桩。（2）控制沉桩速率，一般控制在1m/min左右，根据桩的入土深度，宜先长后短，先高后低，制定有效沉桩流水线路。（3）承台边缘的桩，待承台内其他桩打完并重新测定桩位后，再插桩施打。（4）先压桩后再做基坑支护结构，这样的施工顺序可以避免由于支护结构使压桩的土体无法扩散，造成先施工的管桩被后施工的管桩挤上来，承载力达不到设计要求，又可以避免压桩过程中土体扩散挤坏支护结构破坏止水效果。（5）加强临近建筑物、地下管线的观测、监护。
　　3、桩身倾斜的防治对策：（1）静压桩桩基施工前注意机械设备的维修，以免影响施工质量。（2）因桩机及配重较重，为防止桩机下陷而造成桩身倾斜，场地要平整坚硬，必要时采取措施以提高地基承载力。（3）施工过程中要严格控制好桩身垂直度，重点应放在第一节桩上，垂直度偏差不得超过桩长的0.5%，桩帽、桩身及送桩杆应在同一直线上，沉桩时宜设置经纬仪在两个方向上进行校准。（4）桩基施工后应在嵌固期后再进行基坑开挖施工，基坑开挖应分层均匀进行，防止土体对桩的侧压力在桩身上产生附加弯矩。
　　4、桩身抬高的防治对策。桩基完成后对桩身进行复压1~2次，甚至多次。同时，应在嵌固期后才能进行土方开挖，嵌固期根据土质有不同要求，一般为7~21天。
　　工程桩桩基施工完毕后，按照设计要求对桩基工程的承载力和桩身完整性进行了必要的检测和试验。小应变动力检测数量为：每根柱承台下不少于1根，其中两桩及单桩承台下的桩全数检测，同时检测数量不小于总桩数的30%，共检测了260根；单桩竖向抗压静载试验检测数量为：不少于总桩数的1%，共检测了9根。全部符合设计要求。
　　本文通过工程实践，对静压预应力管桩优点总结如下：（1）单桩承载力高。由于挤压作用，管桩承载力要比同样直径的沉管灌注桩或钻孔灌注桩高。（2）设计选用范围广。管桩规格多，可生产φ300~φ1000的管桩，单桩承载力达到600kN至4500kN，适用于多层建筑及50层以下的高层建筑。在同一建筑物基础中，可根据柱荷载的大小采用不同直径的管桩，充分发挥每根桩的承载能力，使桩长趋于一致，保持桩基沉降均匀。（3）对持力层起伏变化大的地质条件适应性强。因为管桩桩节长短不一，通常4~16m一节，搭配灵活，接长方便，在施工现场可随时根据地质条件的变化调整接桩长度，节省用桩量。（4）单位承载力造价便宜。（5）运输吊装方便，接桩快捷。管桩节长一般在13m以内，桩身又有预压应力，起吊时用特制的吊钩勾住管桩的两端就可方便地吊起来。接管采用电焊法，两个电焊工一起工作，φ500的管桩，一个接头约20分钟左右可焊好。（6）成桩长度不受施工机械的限制。成桩长度可长可短，不象沉管灌注桩受施工机械的限制，也不象人工挖孔桩那样，成桩长度受地质条件的限制。（7）施工速度快，工效高，工期短。管桩施工一台打桩机每台班至少可打7~8根桩。工期短主要表现在：施工前期准备时间短，尤其是PHC桩，从生产到使用的最短时间只需三四天；施工速度快，本项目9万平方米建筑面积的高层建筑，三个月左右便完成桩基施工；检测时间短，二三个星期便可测试检查完毕。（8）桩身耐打，穿透力强。因为管桩桩身强度高，加上有一定的预应力，桩身可承受重型柴油锤成百上千次的锤击而不破裂，而且可穿透5~6米的密集砂隔层。如果设计合理，施工收锤标准定得恰当，施打管桩的破损率一般不会超过1%。（9）施工文明，现场整洁。管桩工地机械化施工程度高，现场整洁，不会发生钻孔灌注桩工地泥浆满#p#副标题#e#地流的脏污情况，也不会出现人工挖孔桩工地到处抽水和堆土运土的忙乱景象。
　　结束语：
　　经验收及施工单位自检，虽然施工前考虑了较多困难，实际施工也出现了断桩现象，但总体情况较为满意，送桩比较到位，偏差较小。PHC桩的单位承载力造价是各种桩型中较低的，且综合经济效益指标也好于其他桩型。随着PHC管桩的广泛应用和发展，施工技术将会不断得到提高。
　　参考资料：
　　（1）江正荣《实用高层建筑施工手册》中国建筑工业出版社
　　（2）中国建筑科学研究院《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)