太行御景水城位于山西省临汾市尧都区。该地块紧邻汾河,位于临汾生态区,地块总长接近1170米,最宽处476米,最窄处205米,用地面积约547亩。其中一期8栋高层,下部为框架结构,上部为剪力墙结构,层高54.8m,地下三层,地上18层。由于场地属原河滩,地基承载力不能满足上部机构的要求,故需进行地基处理。静压管桩施工由于自身无噪音、无震动、无油烟,环保性强等优势,对占据了市区或其它对噪音、震动有限制的施工场地市场,尤为适用。
由于静压管桩施工对场地的要求高,压边桩时也有最小间距要求;同时静压管桩仍具有挤土效应,对周围建筑和地下管线具有一定的影响。针对这些问题的出现,我们需要分析找出静压管桩缺点的补救措施,以使得静压管桩更好地发挥自身优势,获得经济和社会效益双丰收。
1控制桩身上抬的措施分析
因为静压管桩属于挤土桩,如果场地静压管桩桩距较密,且桩数过多,则已压的桩往往会受到后压的桩的挤压而上抬,尤其对短桩来讲,一般会产生吊脚桩。在静载试验过程中,此类桩在开始时会出现大的沉降,曲线比较陡,但如果桩尖高度与持力层相平,承载力上升的趋势较明显,且沉降曲线比较平缓,这就构成了典型的桩身上抬的曲线。桩身上抬会产生过大的静载沉降,且接头有被桩拉断的可能性,桩尖脱空,使其对周围桩的水平挤压力大幅度增加,造成桩出现倾斜偏位的现象。这就需要在施工的准备工作中对压桩顺序进行科学的安排,压桩施工一般从建筑物中央开始,再向周边依次进行;由持力层较深的向较浅进行。如果产生桩身上抬的问题,则通过复压的措施来恢复桩基。
2控制桩顶或桩底开裂措施分析
目前压桩机越来越大,若遇到坚硬岩石,如果管桩的压桩达不到设计标高,受反复压力的影响,管桩桩身会产生横向应力,且较为强烈,若静压管桩仍然根据一般的流程配箍筋,则桩顶混凝土会由于不能抗拉而发生开裂,出现垂直裂缝,不利于后期处理。有的管桩穿过软弱土层突然进入硬持力层,未经过渡层,桩机油压迅速升高,在瞬间冲击力的作用下桩顶也极易出现开裂。
为了有效预防和控制桩顶或桩底的开裂,同时还要做到以下几点:
2.1控制好桩机施工终止条件。对纯摩擦桩,终止条件最好将设计桩长作为控制条件;一些端承摩擦桩的桩长超过了21m,应采取设计桩长控制,对终压力值进行对比;一些静压桩桩长在14~21m之间,其控制条件最好采取终压力达满载值的条件,开挖后进行截桩;若桩顶标高已满足设计标高的要求,而压力值不满足设计规范,则在压力值满足设计规范之前,应在1m之内坚持送桩。
2.2完成静压管桩桩机的施工后,一定要强调土方开挖时的施工水平及质量,因为施工水平及质量的好坏决定了桩基施工成功与否。
2.3施工时,应严格检查桩身原材料,做好验收工作。如桩身被破坏,则通过小应变等方式对桩身作检测,制定出处理方案。
3控制桩端封口不实引起承载力下降的措施分析
若桩尖处存在缝隙,桩外的水在地下水水头差的压力的作用下,由缝隙进入桩管内腔,如果桩尖周围的土质为泥质土、粘性土、强弱风化泥岩,遇水易软化,从而直接影响桩的承载力。解决办法有两种:
一是桩靴的焊接质量应该加强,其必须和端板之间不出现错位现象,且没有间隙,确保焊缝饱满,且不存在气孔。对称施焊,合理安排焊拉时间,完成焊接后经过大约10分钟的自然冷却再施打,高温焊缝遇水后变脆,以及产生开裂现象。二是从工程技术层面制定相应的措施进行补救,运用“填芯混凝土”法,也就是完成管桩施压后马上灌入高约1.2m的C20细石混凝土封底,确保桩端不出现漏水现象,且周围水压平衡,桩端土承受三相压力,能使承载力基本稳定。
4控制偏桩、爆桩的措施分析
由于静压管桩受施工工艺、地质等多种原因所限,偏桩、爆桩经常发生。因该桩单桩承载力高,可替代桩型少,所以发生偏桩、爆桩的情况会不容易处理。解决此问题的最好办法就是从源头入手,找到可能引起偏、爆桩的潜在因素,一经发现及时给予处理。
为了有效防止桩身过短,终压力过大而导致爆桩压不下去,可以对压桩的顺序进行合理的安排,比如桩可从承台中心向外侧压,如过再压不下去的时候可以留下该承台下桩数的二分之一到三分之一暂时不压,过一两天之后等到改变挤密土体应力状态之后再进行压桩。
如果是桩顶没压到设计的标准高度且终压力已经超过设定值的百分之二十五以上时,我们可以先暂时停止压桩,等大概二十分钟左右,看后端承力有所减弱的时候再进行施压。
如果因终压力不足导致桩顶高度被超压,或者因为压力值过大,亦或是因送桩器下端面与桩身端板接触面不密合造成爆桩,使得桩顶高度低于设计标高250毫米以内的状态时,只需要以此桩为中心挖掘一个“锅底坑”,从而将承台的高度降下去卡住桩端。如果桩顶高度低于设计标高超过250毫米,可以首先将施工现场其它桩因为没有沉至设计标高而截下来的多余桩头对焊在需要接的桩顶上,进行“废物”利用。
在静压管桩桩机施工前,还必须要注意机械设备的维修,以避免影响施工质量,保证施工场地的平整坚硬。在施工过程中,为降低偏桩、爆桩的发生率,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,沉桩时设置经纬仪在两个方向上进行校准,而且桩与桩的中心距不小于3倍桩径。而且要尽量减少接桩,预制管桩接头不宜超过3个,接桩宜在桩尖进入硬土层后进行。还有在接桩时,上下段桩的中心线偏差不宜大于2mm,节点弯曲矢高不得大于桩段的0.1%。这些都必须做到尽可能的精准,这样才能保证静压管桩的施工质量。在静压管桩桩基施工后应在停歇期后再进行基坑开挖施工,基坑开挖应分层均匀进行,必须加强围护措施,防止土体对桩的侧压力在桩身上产生附加弯矩,以确保桩基工程的桩身结构的完整性。
偏桩的发现往往多发生在基坑已经开挖,准备施工承台时,此时桩机很难再进入现场。解决此类问题应根据现场条件,桩偏位情况,承台受力及相邻承台布置、地质条件等综合分析:将管桩拔出,改用探桩杆探桩,能探过去则可以开始压桩,或者必须将地下障碍物清除干净后才可以压桩。
5结束语
静压桩的沉桩机理和施工进度及顺序、桩距、桩数、土层排列、硬土层厚度土质等都有密切的联系,且有待于深入分析。静压桩施工时也状况百出,处理过程中一般都采取提高终压力进行复压的方式。进行静载试验后不合格的桩,应该进行大应变检测,或多进行静载试验,来最大限度的确定不合格桩的数量。有的基坑已进行了开挖施工,很难确定桩头已凿去的方位,压桩机撤出现场,不利于补桩和复压,应通过其它的方法对不合格桩进行处理。相信随着工程实践的不断丰富,能为静压桩规程的制定提供更多的素材。
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