靜壓法預(yù)應(yīng)力砼管樁穿過(guò)中密砂層的施工技術(shù)

關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力砼管樁;靜壓;樁尖;引孔 

　　1工程概況及問(wèn)題 

　　本工程為珠海航空產(chǎn)業(yè)園區(qū)中拖機(jī)道8.0×3.1m箱涵。設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)采用PHCΦ500-125AB型預(yù)應(yīng)力砼管樁。單樁容許承載力特征值Ra=2000kN,設(shè)計(jì)有效樁長(zhǎng)≥30m,樁數(shù)量為18根。 

　　樁基采用靜力壓樁法施工,施工1號(hào)樁基,壓樁荷載為4000kN,有效樁長(zhǎng)為12.1m。加大壓樁荷載到4800kN,有效樁長(zhǎng)為12.8m。 

　　在2號(hào)樁原位地質(zhì)鉆探,地質(zhì)主要特征由上至下大致如下: 

　�、俜凵�,松散狀,4.5m; 

　�、谟倌�,流塑-軟塑,2.8m; 

　�、鄯凵�,松散狀,3.9m; 

　�、苤猩�,中密,3.3m; 

　�、萦倌噘|(zhì)土,軟塑,7.7m; 

　�、薹圪|(zhì)粘土,可塑,8.8m; 

　�、叽稚�,中密,2.1m; 

　�、嗌百|(zhì)粘性土,可塑-硬塑,5.7m; 

　　⑨全風(fēng)化花崗巖,堅(jiān)硬狀,2.5m。 

　　由鉆孔可知,1號(hào)樁進(jìn)入中密狀態(tài)的中砂層1.6m。由于中砂層下面就是7.7m厚軟塑狀態(tài)的淤泥質(zhì)土,若樁基持力層置于該土層之上,箱涵日后的沉降將會(huì)非常之大,所以管樁必須穿透淤泥質(zhì)土層以全風(fēng)化花崗巖作為持力層。 

　　文獻(xiàn)[1]7.4.9指出“靜力壓樁適用于軟弱土層,當(dāng)存在厚度>2m的中密以上砂夾層時(shí),不宜采用靜力壓樁”。而且根據(jù)珠海市其它工程的經(jīng)驗(yàn),3~5m的砂層在錘擊樁下輕易穿透。但由于樁基位置距機(jī)場(chǎng)起飛跑道不到10m,不可能采用大噸位打樁錘進(jìn)行施工。若改用鉆孔灌注樁,因造價(jià)增加和工期緊也不易實(shí)現(xiàn)。怎么樣才能在不改變樁基形式和管樁施工方法的同時(shí),既保證樁基工程施工質(zhì)量,又保證工期,值得探討。 

　　2樁尖處理施工 

　　因1號(hào)樁的壓樁荷載已增大到4800kN,如果繼續(xù)加大壓樁荷載反而會(huì)因土阻力確定的單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值大于樁身強(qiáng)度確定的單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值,造成樁頂或樁身被壓碎,無(wú)法完成樁基施工。由此單純?cè)龃髩簶逗奢d并不能夠使樁穿過(guò)砂層。 

　　鑒于此,可以嘗試改變樁尖形式為包邊棱錐形樁尖,該樁尖針的包邊樁尖直徑底邊比管樁大,錐體由6塊側(cè)板組成,呈棱錐狀。其主要原理為包邊結(jié)構(gòu)擴(kuò)大管樁的入土孔口,利用管樁與土(巖)中存在收縮恢復(fù)的時(shí)間差的時(shí)效性,減少瞬間的摩擦力從而增強(qiáng)樁的穿透能力。由以上可知樁尖改變后如能成功無(wú)疑是最經(jīng)濟(jì)、最省時(shí)的方法。 

　　改變樁尖后,施工2號(hào)樁基,壓樁荷載為4000kN,有效樁長(zhǎng)為12.7m。加大壓樁荷載到4800kN,有效樁長(zhǎng)為13.5m。2號(hào)樁進(jìn)入中密狀態(tài)的中砂層2.3m。樁側(cè)摩阻力和樁端阻力過(guò)大使管樁依然不能穿過(guò)中密狀態(tài)的中砂層。 

　　3引孔施工 

　　利用引孔機(jī)在原樁位上引孔后再壓樁,可以減小管樁在施工過(guò)程中對(duì)土壤的擠壓效應(yīng),因?yàn)樵陟o壓樁施工前,引孔機(jī)已經(jīng)把樁孔的土壤取出來(lái),形成一個(gè)孔洞,在樁施工時(shí)樁對(duì)土壤的摩擦擠壓力大大減小。結(jié)合多方面工程實(shí)例和相關(guān)研究成果認(rèn)為:當(dāng)引孔直徑<1/2樁徑時(shí),引孔對(duì)擠土效應(yīng)和減小壓樁力方面效果不明顯,但過(guò)大的孔徑又會(huì)造成承載力的下降,故設(shè)計(jì)引孔直徑為400mm,深度以穿透中砂層為宜,初步確定深度為15m。 

　　3.1 成孔機(jī)械,選用直徑400mm的長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)懸掛于打樁架上。 

　　3.2 測(cè)量放線(xiàn)及施工順序,鉆孔樁位編號(hào)與壓樁編號(hào)一致,鉆孔速度與壓樁速度保持協(xié)調(diào)一致。 

　　3.3 施工過(guò)程。①準(zhǔn)確測(cè)放樁位。②鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位,偏差不得大于50mm,垂直度偏差在1%內(nèi)。③鉆至終孔深度時(shí),一般不停鉆、反鉆,仍采用正鉆轉(zhuǎn)動(dòng)1min后,開(kāi)始提鉆。鉆桿提出地面,鉆機(jī)移開(kāi)后,及時(shí)清理鉆孔周?chē)�的泥�?以防塌孔。引孔完畢,立即壓樁,不得拖延。 

　　4檢(監(jiān))測(cè)成果 

　　4.1 余下的16根樁加上補(bǔ)充的2根樁均順利穿過(guò)砂層到達(dá)全風(fēng)化花崗巖。在穿過(guò)中砂層期間,最大壓樁力均未超過(guò)3000kN,保證靜壓樁施工順利進(jìn)行,有效地保護(hù)了樁身質(zhì)量。 

　　4.2 通過(guò)對(duì)抽檢的5根樁,采用高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法檢測(cè)單樁豎向承載力,采用低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法檢測(cè)樁身質(zhì)量。檢測(cè)結(jié)果表明,均能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。 

　　5結(jié)語(yǔ) 

　　在嘗試了改變樁尖形式和引孔輔助靜壓兩種施工技術(shù)后,發(fā)現(xiàn)采用引孔方法輔助靜壓施工技術(shù),使預(yù)制管樁更容易穿透中密砂層。對(duì)比鉆孔灌注樁和錘擊管樁,節(jié)約成本、縮短工期、減少場(chǎng)地污染,優(yōu)勢(shì)明顯,值得今后類(lèi)似工程借鑒。 

　　參考文獻(xiàn): 

　　[1]中國(guó)建筑科學(xué)研究院.JGJ94-94建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1994. 

　　[2]廣東省標(biāo)準(zhǔn).DBJ/T 15-22-2008 錘擊式預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程[S].2009. 

　　[3]王士國(guó),周相國(guó),范喜峰,等.引孔技術(shù)在靜壓預(yù)制管樁施工中的應(yīng)用[J].施工技術(shù),2007. 

　　[4]王吉明,蔡建.預(yù)應(yīng)力管樁穿過(guò)中密粉砂夾細(xì)砂層的靜力壓樁法施工技術(shù)[J].施工技術(shù),2008.