高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁靜壓法施工在膨脹土地區(qū)的應(yīng)用

呂成煒 祝冰青

(1.安徽省城建設(shè)計研究院，安徽 合肥 230001； 2.安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 231603)

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高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁靜壓法施工在膨脹土地區(qū)的應(yīng)用

呂成煒1祝冰青2

(1.安徽省城建設(shè)計研究院，安徽 合肥 230001； 2.安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 231603)

以合肥市某實(shí)際項目為例，結(jié)合膨脹土性質(zhì)、地基土構(gòu)成、機(jī)械設(shè)備的配置及施工現(xiàn)場的準(zhǔn)備工作，從測量放線、樁定位及樁起吊、就位兩方面，分析了主要的施工技術(shù)措施，并闡述了施工中常見的質(zhì)量問題及注意事項。

膨脹土，地基土，預(yù)應(yīng)力管樁，靜壓法

合肥地區(qū)近年來，高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)呈現(xiàn)迅猛發(fā)展的趨勢，有超70%的建筑工程中使用該種樁型作為基礎(chǔ)，由于合肥地區(qū)是我國典型的膨脹土地區(qū)，故而高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁的施工也有較其他地區(qū)不同的情況與要求。現(xiàn)通過某項目的實(shí)際施工，淺談一下施工情況與常見的問題。

1 膨脹土性質(zhì)

膨脹土具備吸水后有顯著膨脹、失水后有顯著收縮的特性。它是一種高塑性粘土，其礦物成分主要是蒙脫石,一般情況下承載力較高，但性質(zhì)十分不穩(wěn)定。

2 工程概況

工程采用PHC管樁，靜壓法施工，使用機(jī)械為抱壓式，樁徑選用500 mm，樁型AB125，樁長14 m～22 m，整樁接頭不超過一個，單根樁長7 m～15 m，持力層選定為③1層強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，要求進(jìn)入持力層滿足1倍樁徑，單樁豎向承載力特征值為250 t，壓樁力按500 t控制。

3 地基土構(gòu)成

①層雜填土：層厚1.30 m～4.80 m；②1層粘土：層厚2.10 m～3.40 m；②2層粘土：層厚21.70 m～30.10 m；③1層強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖：層厚5.40 m～7.90 m(見表1)。場地②層粘土屬膨脹土，其自由膨脹率為41.0%～46.0%，具有弱膨脹潛勢。樁基施工前整個場地整體下挖，實(shí)際操作面位于②層粘土上，場地自身承載力較高，能夠滿足樁機(jī)行走的要求。實(shí)際施工時樁長控制在18 m左右。實(shí)際壓樁力控制在5 000 kN～5 200 kN，因受限于管樁材料本身抗壓強(qiáng)度，故以壓樁力控制為主。

4 機(jī)械設(shè)備的配置

1)壓樁設(shè)備：使用一臺WXZ808靜力壓樁機(jī)施工。采用抱壓式，最大壓樁力可達(dá)到900 t。2)抽水設(shè)備：直徑50 mm潛水泵四臺。

表1 地基土構(gòu)成參數(shù)表

5 施工現(xiàn)場準(zhǔn)備

1)道路通暢，水源、電源接通，場地平整。2)待建筑紅線與樁基控制軸線測定后，依據(jù)樁基設(shè)計圖紙與控制軸線放好樁位，做好樁位控制點(diǎn)及水準(zhǔn)點(diǎn)的保護(hù)。3)根據(jù)場地實(shí)際條件及現(xiàn)有下水道位置，沿樓南北方向挖好排水溝，排水溝流經(jīng)場地內(nèi)原有溝渠沉淀后進(jìn)入市政排水系統(tǒng)進(jìn)行排除。4)聯(lián)系相關(guān)材料進(jìn)場，材料進(jìn)行相關(guān)材料(管樁)的檢驗工作。5)根據(jù)管網(wǎng)圖及實(shí)地勘察，明確周邊存在影響的管線布置位置。

6 主要的施工技術(shù)措施

6.1 測量放線、樁定位

根據(jù)控制點(diǎn)按樁位布置圖測放樁位。尤其是在雨后施工前，場地膨脹性粘土被水浸泡后易造成樁機(jī)沉陷，影響樁位，需要隨施工隨測放。

6.2 樁起吊、就位

現(xiàn)場吊運(yùn)單樁采用二吊點(diǎn)法、喂樁時采用一吊點(diǎn)。

6.3 壓樁、接樁、送樁

6.3.1 壓樁

1)樁架要滿足垂直度要求，使用抱壓式壓樁時，夾具不可固定在樁身兩側(cè)合縫位置處。

2)壓樁過程中存在出現(xiàn)爆樁、貫入度突然減小或增大的幾率，一旦出現(xiàn)需立即停止施工，查明情況后進(jìn)行處理。

膨脹土地區(qū)的靜壓管樁施工尤其需要連續(xù)進(jìn)行、一鼓作氣，施工中途卡頓易造成以上不利情況發(fā)生。

6.3.2 接樁

多根單樁拼接成整樁，端板處采用焊接連接，樁頭預(yù)埋鐵件在焊接前需要清除污銹。

6.3.3 送樁

根據(jù)圖紙要求及樁口標(biāo)高計算好送樁深度，在送樁器上做出醒目標(biāo)記。待送樁至設(shè)計標(biāo)高上1 m左右時，減小送樁速度，跟蹤觀測送樁情況，送樁至設(shè)計標(biāo)高時，停止送樁。膨脹土地區(qū)送樁深度控制在1.5左右為宜，較深的送樁易造成對壓樁力的誤判，也容易造成實(shí)際使用中摩擦力損失。

7 膨脹土地區(qū)管樁施工常見的質(zhì)量問題

7.1 樁身斷裂

7.1.1 現(xiàn)象

在壓樁過程中，樁尖處土質(zhì)條件沒有特殊變化，樁身突然傾斜錯位，貫入度突然增大，施壓油缸的油壓數(shù)據(jù)突然下降，引起機(jī)臺劇烈抖動，此時可能是樁身已斷裂。

7.1.2 原因

膨脹土地區(qū)管樁均選擇在無雨、場地干燥的條件下施工，膨脹土透水性極低，表層滯水對深層土體影響不大，膨脹土在無水條件下承載力及摩擦阻力均較高，施工中管樁端阻及側(cè)阻均有逐漸升高的趨勢，故對施工垂直度、管材彎曲度及管材質(zhì)量要求較高。

7.1.3 預(yù)防措施

1)嚴(yán)格控制進(jìn)場管材質(zhì)量，彎曲度不合格的管材嚴(yán)禁使用。2)壓樁前及壓樁過程中密切控制好樁身垂直度，當(dāng)壓入一定深度后發(fā)生嚴(yán)重傾斜時，不得使用移機(jī)方法來糾偏。3)控制好樁的堆放層數(shù)和單樁吊運(yùn)過程。

7.2 樁位偏移及上浮

7.2.1 現(xiàn)象

施工過程中，周邊的樁發(fā)生橫向位移或上浮。膨脹土的擠土效應(yīng)較明顯，一般四周建筑物較密集時，需要設(shè)置應(yīng)力釋放孔。

7.2.2 原因

1)樁身焊接時未控制好垂直度。2)壓樁順序不合理，連續(xù)壓入樁數(shù)量較多，終壓力未控制好。3)擠土效應(yīng)。

7.2.3 預(yù)防措施

1)控制好管材外觀檢查，單樁彎曲度不得超過規(guī)范要求。2)接樁時必須控制好垂直度偏差，要保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上，嚴(yán)格按規(guī)范施焊。3)壓樁期間不得同時進(jìn)行基坑開挖，需要待全部樁施工完畢并達(dá)到休止期要求后才能進(jìn)行開挖。4)調(diào)整好壓樁順序，適當(dāng)提高樁終壓力值，監(jiān)測范圍擴(kuò)大。

8 樁基檢測

為了確保檢測的準(zhǔn)確性，檢測部位不可以受地表滯水及雨水的

浸泡，四周需要做好排水措施。樁基的檢測結(jié)果見表2，圖1及圖2。

表2 樁基靜載測試結(jié)果

9 膨脹土地區(qū)管樁施工注意事項

1)沉樁順序、連續(xù)沉樁數(shù)量、沉樁速率均應(yīng)充分考慮擠土效應(yīng);2)采用多種應(yīng)力釋放的方法，減少擠土效應(yīng);3)沉樁過程中對樁頂標(biāo)高變化、樁周涌水、地表隆起等現(xiàn)象要密切關(guān)注，提高終壓力，及時進(jìn)行復(fù)壓;4)施工中嚴(yán)禁同時進(jìn)行基坑開挖。

10 結(jié)語

1)與鉆孔樁相比較，在膨脹土地區(qū)采用靜壓混凝土管樁，可以節(jié)約大量投資;2)根據(jù)實(shí)踐，掌握好施工的方式與方法，靜壓管樁基礎(chǔ)是一種良好解決膨脹土的基礎(chǔ)形式。

[1] 李 強(qiáng).靜壓法高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁施工質(zhì)量控制與處理[J].山西建筑，2007，33(32)：121-122.

[2] 靜壓高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁(PHC)施工技術(shù)及質(zhì)量控制[J].福建建材，2010(3)：66-67.

[3] GB 50007—2011,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].

[4] JGJ 94—2008,建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[5] JGJ 340—2015，建筑地基檢測技術(shù)規(guī)范[S].

[6] JGJ 106—2014，建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范[S].

The application of high pressure pre-stressed pipe pile static pressure method in expansive soil area

Lv Chengwei1Zhu Bingqing2

(1.AnhuiProvincialCapitalArchitecturalDesignandResearchInstitute,Hefei230001,China;2.AnhuiWaterConservationWaterandElectricityTechnicalCollege,Hefei231603,China)

Taking a practical project in Hefei as an example, combining with the nature of expansive soil, foundation soil composition, mechanical equipment configuration and construction site preparation work, from the line measurement, pile location and pile lifting, in place two aspects, analyzed the main construction technical measures, elaborated the common quality problems and matters needing attention in construction.

expansive soil, foundation soil, pre-stressed pipe pile, static pressure method

1009-6825(2017)17-0065-02

2017-03-10

呂成煒(1979- )，男，高級工程師; 祝冰青(1978- ),女，講師

TU443

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