靜壓預(yù)應(yīng)力管樁遇較厚粗砂層解決措施的探討

池云輝

(廈門中建東北監(jiān)理咨詢有限公司,福建 廈門 361000)

1 工程概況

1.1 工程概況

同安新城呂厝二小教學(xué)樓工程,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用框架結(jié)構(gòu),1#教學(xué)樓四層,建筑面積為5413.97m2,2#教學(xué)樓五層,建筑面積6372.13m2。設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)采用靜壓PHC600-130-AB預(yù)應(yīng)力管樁455根和PHC500-125-AB型預(yù)應(yīng)力管樁14根,共計(jì)469根,設(shè)計(jì)有效樁長(zhǎng)均為15m,直徑600mm和500mm管樁單樁豎向承載力特征值分別為900KN和600KN,設(shè)計(jì)樁端持力層為殘積砂質(zhì)粘性土,設(shè)計(jì)要求的終壓標(biāo)準(zhǔn)：以有效樁長(zhǎng)和終壓力控制為主,持力層為輔。

1.2 地質(zhì)情況及周邊環(huán)境

地勘報(bào)告顯示地質(zhì)特征從上到下大致為：素填土1.3～5.5m,雜填土0.8～3.7m,淤泥質(zhì)土0.5～2.1m,粉質(zhì)黏土0.6～9.3m,粗砂2.2～8.9m,殘積砂質(zhì)粘性土1.2～11.0m,全風(fēng)化花崗巖0.7～8.3m,大部份施工樁位粗砂層厚度約為3～8.9m,地下水位主要位于粗砂層及殘積砂質(zhì)粘性土中。

2 工程樁試樁情況匯總

2.1 首次試樁

首次試樁為工程樁252#,壓樁機(jī)配重3800KN,試壓樁至9.80m時(shí)壓樁力升至3800KN。三次復(fù)壓累積沉降0.08m,試樁完畢入土深度為9.88m,有效樁長(zhǎng)9.18m。地勘報(bào)告顯示本樁位砂層厚度約8.90m,根據(jù)地勘報(bào)告推斷樁端位于粗砂層中,有效樁長(zhǎng)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,各參建單位商定增加壓樁機(jī)配重后再進(jìn)行試樁。

2.2 第二次試樁

靜壓樁機(jī)配重增加到5000KN后進(jìn)行第二次試樁,本次試壓工程樁號(hào)為254#樁：該管樁靜壓施工至9.80m時(shí)壓樁力4800KN。累計(jì)復(fù)壓三次累積沉降0.17m,試樁完畢入土深度為9.97m,有效樁長(zhǎng)9.27m,根據(jù)地勘報(bào)告推斷樁端位于粗砂層中,有效樁長(zhǎng)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

2.3 兩次試樁情況分析

254#試壓樁情況與252#的情況類似,這兩根工程樁試壓情況異常,無(wú)法為后續(xù)壓樁提供參數(shù),如果用砂層做持力層極有風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)參建各方討論,再移機(jī)試壓直徑500mm管樁,看一下樁徑減小是否可以穿透粗砂層。

2.4 樁徑減小試樁情況

第三次試樁選工程樁13#,管樁直徑500mm,樁機(jī)配重5000KN。壓樁施工至11.5m時(shí)壓樁力升至4900KN,停歇后復(fù)壓三次累積沉降0.12m,試樁完畢入土深度為11.62m,有效樁長(zhǎng)11.12m,根據(jù)地勘報(bào)告推斷樁端位于粗砂層中,砂層厚度約3m,有效樁長(zhǎng)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

2.5 綜合試樁結(jié)論

兩次試壓樁用直徑500mm和600mm的預(yù)應(yīng)力管樁,在粗砂層厚度為8.9m和3m的地質(zhì)條件下試壓,均未能穿透粗砂層進(jìn)入持力層殘積土層,也無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求的有效樁長(zhǎng)。

3 樁基礎(chǔ)形式比選和施工措施的初定

(1)召開專題會(huì)議討論靜壓預(yù)應(yīng)力管樁如何能夠穿透粗砂層以達(dá)到設(shè)計(jì)要求的樁長(zhǎng)和終壓力值。由于本工程周邊有村莊如果預(yù)應(yīng)力管樁采用錘擊施工會(huì)產(chǎn)生噪音擾民；如果改變樁機(jī)形式為沖孔樁工程造價(jià)會(huì)相對(duì)提高,沖孔樁施工進(jìn)度較慢,而且改變樁基形式屬于重大變更還要重新報(bào)施工圖審查,因此排除了采用錘擊預(yù)應(yīng)力管樁和沖孔樁的可能性,最后參建各方在會(huì)上達(dá)成一致意見,初步同意采用先長(zhǎng)螺旋引孔后靜壓樁的施工工藝。

(2)先長(zhǎng)螺旋引孔后靜壓樁工藝試驗(yàn)。選取257#、59#、180#、416#四根工程樁作為先長(zhǎng)螺旋引孔后靜壓管樁施工工藝試驗(yàn)樁,然后選取其中兩根樁檢測(cè)單樁豎向極限承載力；直徑600mm管樁長(zhǎng)螺旋引孔直徑為500mm；直徑500mm管樁長(zhǎng)螺旋引孔直徑為400mm,根據(jù)試驗(yàn)樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)結(jié)果,再?zèng)Q定下一步樁基施工。

4 先引孔后靜壓試驗(yàn)管樁豎向抗壓靜載檢測(cè)

59#、180#、257#、416#這四根工程樁,按先長(zhǎng)螺旋引孔后靜壓管樁的工藝施工,有效樁長(zhǎng)均達(dá)到15m,其中257#和416#樁終壓值為1400KN,180#樁終壓值為1200KN,59#樁終壓值為1640KN。選取終壓值低的180#和416#樁作為先引孔后靜壓管樁施工工藝的試驗(yàn)樁進(jìn)行豎向抗壓靜載試驗(yàn),經(jīng)檢測(cè)180#和416#工程試驗(yàn)樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)值均達(dá)到1800KN,符合設(shè)計(jì)要求。

5 先長(zhǎng)螺旋引孔后靜壓管樁的施工工藝的確定

5.1 試樁結(jié)果

根據(jù)180#和416#樁的豎向抗壓靜載試驗(yàn)報(bào)告,參建各方一致同意樁基礎(chǔ)采用先長(zhǎng)螺旋引后靜壓的施工工藝。

5.2 長(zhǎng)螺旋引孔標(biāo)準(zhǔn)和要求

先長(zhǎng)螺旋引孔后靜壓預(yù)應(yīng)力管樁終壓標(biāo)準(zhǔn)：以控制有效樁長(zhǎng)15米為主,終壓力為輔,壓樁深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)應(yīng)以終壓力復(fù)壓3次,當(dāng)壓力低于1200KN時(shí)應(yīng)送樁1m。送樁后復(fù)壓力仍不足1200KN時(shí)及壓樁過程中如遇其他異常情況應(yīng)及時(shí)報(bào)告業(yè)主聯(lián)系設(shè)計(jì)和地勘處理；長(zhǎng)螺旋引孔深度應(yīng)控制在14m以內(nèi)。

6 施工質(zhì)量控制

6.1 施工順序

樁基礎(chǔ)施工流程如下：樁位放樣→引孔/成孔→樁→吊樁就位→對(duì)中調(diào)直→靜壓沉樁→終壓。

6.2 施工質(zhì)量保證措施

(1)施工前消化施工圖紙,嚴(yán)格按要求進(jìn)行樁位測(cè)量放線并做好標(biāo)識(shí)和坐標(biāo)點(diǎn)的保護(hù)工作。

(2)引孔前在樁位處引兩個(gè)固定點(diǎn)監(jiān)測(cè)其是否偏位,同時(shí)架設(shè)經(jīng)緯儀監(jiān)測(cè)其垂直度,引孔前先結(jié)合地勘報(bào)告和自然地面標(biāo)高準(zhǔn)確控制好引孔深度并做好標(biāo)識(shí),同時(shí)不得超引孔而破壞或穿透樁端持力層,造成樁端承載力無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求。

(3)引孔至設(shè)計(jì)要求的14m深度時(shí)應(yīng)立即停止引孔,并做好書面記錄,如果引孔深度已到14m,但還未穿透粗砂層,應(yīng)立即報(bào)告業(yè)主方聯(lián)系設(shè)計(jì)和地勘單位協(xié)調(diào)處理。泥漿及時(shí)清理至場(chǎng)外,并用800×800木板蓋住孔口防塌孔。

(4)預(yù)應(yīng)力管樁進(jìn)場(chǎng)后必須按照逐根驗(yàn)收并檢查產(chǎn)品合格證書、產(chǎn)品說明書、及外觀質(zhì)量。嚴(yán)禁使用質(zhì)量不合格、樁身砼強(qiáng)度和齡期未到設(shè)計(jì)要求及在吊運(yùn)過程中產(chǎn)生裂縫的管樁。

(5)樁機(jī)就位后先對(duì)準(zhǔn)樁孔位置將樁機(jī)調(diào)平,樁段大致垂直并檢查驗(yàn)收樁尖,樁尖入地面后調(diào)直,當(dāng)樁入土50cm時(shí)再直樁及調(diào)節(jié)器平樁機(jī)操作平臺(tái),預(yù)應(yīng)力管樁下壓前,必須用經(jīng)緯儀在兩向嚴(yán)格調(diào)直保證樁的垂直度。靜壓樁過程中應(yīng)及時(shí)監(jiān)測(cè)樁是否有偏移,若偏移超過規(guī)范允許值,必須糾偏重新對(duì)中。

(6)壓樁過程中,應(yīng)及時(shí)觀察是否有浮樁。如有浮樁應(yīng)及時(shí)記錄標(biāo)識(shí)并進(jìn)行復(fù)壓。

(7)管樁達(dá)到設(shè)計(jì)要求的有效樁長(zhǎng)15米時(shí),監(jiān)理旁站人員應(yīng)及時(shí)上操作室看壓力表的壓樁力是否穩(wěn)定,壓樁力是否大于等于1200KN,若果有出現(xiàn)壓樁力達(dá)不到要求的情況,按要求再往下送樁1m,若壓樁力還達(dá)不到1200KN,及時(shí)報(bào)告業(yè)主聯(lián)系設(shè)計(jì)處理,并保留施工影像做好書面記錄。

7 工程樁試驗(yàn)選樁及檢測(cè)情況

本工程施工總樁數(shù)469根,共選取5根工程樁作豎向抗壓靜載試驗(yàn)。選取167根工程樁作低應(yīng)變檢測(cè)。經(jīng)檢測(cè)：工程樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)和低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果均均符合設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求。

8 體會(huì)

8.1 長(zhǎng)螺旋引孔后壓樁時(shí)間

長(zhǎng)螺旋引孔后3小時(shí)內(nèi)應(yīng)該及時(shí)跟進(jìn)進(jìn)行靜壓管樁施工。本工程樁基施工過程中有出現(xiàn)個(gè)別樁位引孔后超3小時(shí)未及時(shí)壓樁,出現(xiàn)管樁無(wú)法下壓和塌孔現(xiàn)象。

8.2 長(zhǎng)螺旋引孔深度

長(zhǎng)螺旋引孔過程中,控制引孔深度是關(guān)鍵一環(huán),引孔深度淺了管樁無(wú)法穿透粗砂層,孔深度過深又破壞持力層,對(duì)此要求在現(xiàn)場(chǎng)的施工單位和監(jiān)理單位人員必須認(rèn)真控制和復(fù)核每個(gè)樁位的引孔深度,并留存好每根樁引孔和壓樁的影像資料并做好詳細(xì)的記錄,為后續(xù)的工程試驗(yàn)選樁提供參考資料。

9 總結(jié)

9.1 施工質(zhì)量和工期的保證

采用先長(zhǎng)螺旋引孔后靜壓工藝進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管樁施工,解決了靜壓預(yù)應(yīng)力管樁施工無(wú)法穿透較厚粗砂層的難題,本工程引孔和壓樁質(zhì)量控制措施到位,保證了靜壓預(yù)應(yīng)力管樁的有效樁長(zhǎng),從而達(dá)到設(shè)計(jì)要求的持力層；并按計(jì)劃工期要求完成了工程樁基施工。

9.2 確保了社會(huì)和諧

采用長(zhǎng)螺旋引孔穿透粗砂層,避免錘擊預(yù)應(yīng)力管樁產(chǎn)生噪音擾民等問題,從而確保了社會(huì)和諧。

[1]GB50202-2002 建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S]．

[2]JGJ106-2014 建筑樁基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范[S]．

[3]JGJ94-2008 建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S]．

[4]GB51004-2015 建筑地基基礎(chǔ)工程施工規(guī)范[S]．

[5]GB/T50319-2013 建設(shè)工程監(jiān)理規(guī)范[S]．