靜力壓樁在高層建筑復(fù)雜土層的實(shí)踐應(yīng)用

孫春江

摘要靜壓預(yù)應(yīng)力管樁具有質(zhì)量容易控制、施工速度快、施工安全和無振動噪音等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用?？赡芤?yàn)楦鞯貐^(qū)推廣時(shí)間不同和使用經(jīng)驗(yàn)上的差異、地質(zhì)土層原因、設(shè)計(jì)單位對單樁設(shè)計(jì)承載力的取用或者施工單位對靜壓樁施工工期安排的不合理,都會使得樁基在高層建筑復(fù)雜土層施工過程中容易出現(xiàn)很多問題,應(yīng)加強(qiáng)引以重視。

關(guān)鍵詞靜壓樁復(fù)壓分析處理

中圖分類號:TU97文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

1 工程概況

筆者所在單位承建的廣東惠陽裕華廣場項(xiàng)目,總建筑面積:49862.8M2,結(jié)構(gòu)型式為框架剪力墻,地上18層地下1層,基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁基礎(chǔ),樁身砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級為C80,持力層為坡殘積粘土層,粘土層中夾雜著微風(fēng)化及強(qiáng)風(fēng)化白云質(zhì)石灰?guī)r,四周土層含有豐富的地下水。樁徑為500MM及部分周邊單樁為400MM,設(shè)計(jì)樁長為15M,單樁豎向承載力為1800KN,核心筒單樁承載力為1200KN,采用450T靜力壓樁機(jī)施工,樁總數(shù)為664根。接樁方式為氣體保護(hù)焊接。

2 主要施工過程

為確保成樁質(zhì)量,在大量壓樁前根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告選取了4條具有了代表性位置的樁進(jìn)行試樁。根據(jù)設(shè)計(jì)單樁豎向承載力2000 KN,靜壓機(jī)選用了山河ZYJ600型,試樁終壓值為4500 KN。試樁過程比較順利,樁尖到位達(dá)到終壓力要求后,復(fù)壓了3次。成樁后由樁基礎(chǔ)質(zhì)量檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行豎向靜載荷試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果全部合格。逐以此終壓值和工藝指導(dǎo)工程樁施工。

3 出現(xiàn)問題

根據(jù)試樁的工藝流程,在部分工程樁的壓樁施工過程中,發(fā)現(xiàn)部分管樁的入土深度相差較大,8.2～50m之間不等。且現(xiàn)場地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜,粘土層中夾雜著微風(fēng)化及強(qiáng)風(fēng)化白云質(zhì)石灰?guī)r,在間隔4～5天以后,對原來已壓好的樁進(jìn)行復(fù)壓,樁異常下沉,特別是樁長為10～15米的群樁,下沉幅度較大,達(dá)2～5.4m,且個(gè)別樁經(jīng)過12小時(shí)的間隔后第二次復(fù)壓,樁繼續(xù)異常下沉0.7～0.96m,基樁的承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

4 原因分析

(1)沉樁擠土效應(yīng)。上表面土層相互擠壓、松動樁施工至后期場地表面出現(xiàn)明顯的土體隆起現(xiàn)象?？梢娨虺翗稊D土引起樁體上抬導(dǎo)致樁尖脫離原位是出現(xiàn)問題的原因之一。

(2)復(fù)壓時(shí)間間隔短。本工程由于工期比較緊迫,復(fù)壓異常的首批樁都在施壓完成后7天左右進(jìn)行復(fù)壓的。根據(jù)上述的提示,由于樁側(cè)阻力大部分由粘性土承擔(dān),間歇時(shí)間太短,樁周土未充分固結(jié),其抗剪強(qiáng)度不能得到充分恢復(fù)和發(fā)揮,與擠土效應(yīng)復(fù)合作用后,導(dǎo)致復(fù)壓達(dá)不到終壓值即又出現(xiàn)樁體下沉。

(3)地下水從管樁下端滲入,因而軟化根部土層,使部分摩阻力消失。由于壓樁過程中對土層的擾動,隨著樁的壓入,樁周土發(fā)生剪切破壞,造成樁周土摩阻力降低。樁周土在壓樁過程中被剪切破壞后,經(jīng)過一定的時(shí)間,土顆粒會重新固結(jié),增加對樁的摩阻力,因而規(guī)范規(guī)定壓樁必須一次完成,以避免由于壓樁間隔時(shí)間過長,樁周土摩阻力的增加而導(dǎo)致壓樁達(dá)不到設(shè)計(jì)要求長度。

5 處理措施

(1)采用引孔取土壓樁法。引孔取土壓樁法:其目的是減少壓樁時(shí)發(fā)生的擠土效應(yīng)引起粘土層擾動減少摩阻力,增加有效樁長。

(2)進(jìn)行復(fù)壓。對已完成的樁基,能接樁的接好后再送樁復(fù)壓,復(fù)壓后樁基不能夠使用的作為廢樁,然后再補(bǔ)樁處理。未施工的樁基,用450噸力一次靜壓到位,樁頂標(biāo)高到自然地坪標(biāo)高,之后再進(jìn)行復(fù)壓。復(fù)壓多次,直到單樁承載力符合設(shè)計(jì)值,復(fù)壓方式采用“梅花型”。

(3)增大復(fù)壓時(shí)間間隔。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB5007-2002附錄Q單樁豎向靜載荷試驗(yàn)要點(diǎn)Q.0.4條的規(guī)定的提示:預(yù)制樁在粘性土入土后不得少于15天,在飽和粘性土入土后不得少于25天方能進(jìn)行靜載試驗(yàn)。讓樁周土充分固結(jié),其抗剪強(qiáng)度能得到充分恢復(fù)和發(fā)揮。

(4)對管樁進(jìn)行砼封底填芯。填芯砼法:是防止地下水對樁底土層的浸泡土層遇水軟化,可減少復(fù)壓次數(shù)及復(fù)壓沉降量大的問題。并采用封口樁尖,滿焊封閉樁管。必須隨引孔隨壓樁,壓樁達(dá)終壓力后立即向樁管內(nèi)灌注1.2m高的C25細(xì)石砼,以確保避免土層中的水進(jìn)入樁管而泡軟樁端土層。

6 處理結(jié)果

綜合考慮了各種因素的影響,對現(xiàn)場不同部位的樁基進(jìn)行分類別的施工,確定了先引孔取土后壓樁的施工方法后累計(jì)復(fù)壓了346根樁,其中241根復(fù)壓沉降量超過10mm,99根超過100mm,最大沉降380mm。復(fù)壓完成18天后選擇了6根樁進(jìn)行靜載荷試驗(yàn),最大沉降量為16.8～33.5mm,殘余沉降量為3.6～15.9mm,全部達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

7 結(jié)束語

當(dāng)樁較密或樁長較短時(shí),要采取機(jī)械引孔取土等專項(xiàng)措施減小擠土效應(yīng)的影響。還要根據(jù)地質(zhì)情況建議設(shè)計(jì)單位選用適當(dāng)承載力標(biāo)準(zhǔn)值,根據(jù)承載力標(biāo)準(zhǔn)值再確定適當(dāng)?shù)膲簶督K壓值。防止地下水對樁底土層的浸泡土層遇水軟化,可減少復(fù)壓次數(shù)及復(fù)壓沉降量大。