靜壓預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在高層建筑基礎(chǔ)中的應(yīng)用

1、靜壓預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在高層建筑基礎(chǔ)中的應(yīng)用曹瑞娟 王繼宏 山西潞安工程有限公司摘要：高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（）以其樁身混凝土強(qiáng)度高，適應(yīng)性廣，耐沖擊性能好，穿透力強(qiáng)，具有承載力高，抗彎抗裂性能好，施工快捷、方便，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于高層建筑基礎(chǔ)。關(guān)鍵字：靜壓 混凝土管樁 壓樁接樁 檢測(cè)高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（）以其樁身混凝土強(qiáng)度高，適應(yīng)性廣，耐沖擊性能好，穿透力強(qiáng)，具有承載力高，抗彎抗裂性能好，施工快捷、方便，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于高層建筑基礎(chǔ)。近幾年來(lái)國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)要求越來(lái)越嚴(yán)格，在現(xiàn)有的地基基礎(chǔ)處理方法中，由于靜壓樁工法對(duì)環(huán)境不造成污染：不需使

2、用泥漿作沖洗液，不需要排放廢漿污染環(huán)境；施工中使用靜力液壓樁機(jī)，不造成噪音污染。施工效率高，平均一臺(tái)靜壓樁機(jī)月生產(chǎn)能力11.5萬(wàn)米，施工后不需干固期，可直接進(jìn)行上部施工，施工周期短。單樁承載力直觀可靠等優(yōu)點(diǎn)，在城市人口密集地區(qū)的舊城改造和對(duì)環(huán)境有嚴(yán)格要求的建設(shè)項(xiàng)目中被廣泛應(yīng)用。1 工程概況潞安·頤龍灣商住小區(qū)，占地面積293.07畝，總建筑面積約50萬(wàn)平方米。項(xiàng)目位于長(zhǎng)治市西側(cè)，東至西一環(huán)路，南至躍進(jìn)車(chē)輛廠，西至站前北路，北至府后西街。本工程采用框剪結(jié)構(gòu)體系，基礎(chǔ)采用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁?；炷凉軜吨睆綖镈=400，壁厚為90，C80高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁樁身容許承載力為1800kPa

3、，承載力標(biāo)準(zhǔn)值Rk=1200-1800kN，樁長(zhǎng)約15-28米。接樁采用焊接，樁頭錨入承臺(tái)內(nèi)100mm。 2 場(chǎng)地工程地質(zhì)條件依據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，支護(hù)范圍內(nèi)地基土主要由第四系全新統(tǒng)人工堆積層（Q42ml）、第四系全新統(tǒng)沖洪積層（Q41al+pl）、第四系上更新統(tǒng)沖洪積層（Q3al+pl）及第四系中更新統(tǒng)沖洪積層（Q2al+pl）組成，巖性以雜填土、濕陷性粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、礫砂為主。第層：雜填土（Q42ml）雜色，主要分布于場(chǎng)地北部，由大量磚塊、灰渣等建筑垃圾及生活垃圾組成。該層物質(zhì)成份雜亂，結(jié)構(gòu)松散，均勻性差。第層：濕陷性粉質(zhì)粘土（Q41al+pl）褐黃色，僅在場(chǎng)地北部B-7B-17、1#

4、樓、綜合會(huì)所地段及B-4B-6北部地段缺失，含云母、煤屑、氧化物等，可見(jiàn)蟲(chóng)孔，一般具中等濕陷性。可塑硬塑狀態(tài)，中等高壓縮性，無(wú)搖振反應(yīng)，稍有光滑，干強(qiáng)度及韌性中等。壓縮系數(shù)a1-2介于0.2860.788MPa-1之間，平均0.495MPa-1；靜力觸探比貫入阻力Ps厚度加權(quán)平均值為2.0MPa；實(shí)測(cè)標(biāo)貫擊數(shù)4.010.0擊，平均5.7擊。第層：粉質(zhì)粘土（Q41al+pl）黃褐色，僅1#、2#、5#、6#、11#、41#48#、143#、145#鉆孔缺失該層，含云母、煤屑、氧化物、零星姜石等，局部夾薄層粉土?？伤苡菜軤顟B(tài)，中等壓縮性，無(wú)搖振反應(yīng)，光滑，干強(qiáng)度及韌性中等。壓縮系數(shù)a1-2介于0.

5、1260.312MPa-1之間，平均0.205MPa-1；靜力觸探比貫入阻力Ps厚度加權(quán)平均值為2.5MPa；實(shí)測(cè)標(biāo)貫擊數(shù)5.013.0擊，平均8.0擊。第層：礫砂（Q41al+pl）褐色黃褐色，僅分布于場(chǎng)地北部1#21#、23#、44#鉆孔地段，礦物組成以長(zhǎng)石、石英為主，混夾較多卵石、圓礫及少量粉土，卵礫石母巖以灰?guī)r為主，呈圓亞圓形。飽和，稍密中密狀態(tài)，顆粒級(jí)配良好。靜力觸探比貫入阻力Ps厚度加權(quán)平均值為11.3MPa；實(shí)測(cè)標(biāo)貫擊數(shù)10.019.0擊，平均13.6擊；動(dòng)探N63.5修正擊數(shù)5.110.0擊，平均8.0擊。第層：粉質(zhì)粘土（Q3al+pl）黃褐色，含云母、氧化物、鈣質(zhì)結(jié)核等，局部

6、夾薄層粉土。一般呈可塑狀態(tài)，中等壓縮性，無(wú)搖振反應(yīng)，稍有光滑，干強(qiáng)度及韌性中等。壓縮系數(shù)a1-2介于0.1390.497MPa-1之間，平均0.292MPa-1；靜力觸探比貫入阻力Ps厚度加權(quán)平均值為2.4MPa；實(shí)測(cè)標(biāo)貫擊數(shù)7.017.0擊，平均12.2擊。第層：粉質(zhì)粘土（Q3al+pl）黃褐色灰褐色，含云母、氧化物、貝殼及大量鈣質(zhì)結(jié)核?？伤苡菜軤顟B(tài)，中等壓縮性，無(wú)搖振反應(yīng)，稍有光滑，干強(qiáng)度及韌性中等。壓縮系數(shù)a1-2介于0.1310.499MPa-1之間，平均0.271MPa-1；靜力觸探比貫入阻力Ps厚度加權(quán)平均值為3.1MPa；實(shí)測(cè)標(biāo)貫擊數(shù)13.024.0擊，平均18.5擊。3 施工工

7、藝3.1施工機(jī)械選用由于工期較緊，且地處城區(qū)，不適宜進(jìn)行打入式施工，故采用ZYJ800靜力壓樁機(jī)入樁施工，以樁長(zhǎng)為主、按設(shè)計(jì)荷載2倍的壓力壓下時(shí)，卸載后復(fù)壓12次的最后貫入度為輔的雙控指標(biāo)。待基礎(chǔ)工程施工完畢后，再按實(shí)際情況依照建筑樁基技術(shù)（JGJ94-94）的要求進(jìn)行靜荷載試驗(yàn)檢驗(yàn)單樁承載力。3.2工藝流程3.3 主要施工工藝1)測(cè)量定位：由業(yè)主提供坐標(biāo)主控制點(diǎn)及高程控制點(diǎn)，并出具書(shū)面移交手續(xù)，壓樁前先放好樁位，并經(jīng)檢查、復(fù)核、報(bào)驗(yàn)合格后方可施工。2)樁尖就位、對(duì)中、調(diào)直：用壓樁機(jī)自身配備的起重機(jī)將樁垂直吊入壓樁機(jī)的夾持框內(nèi)，起動(dòng)壓樁機(jī)的縱向和橫向行走油缸，將樁尖對(duì)準(zhǔn)樁位；起動(dòng)壓樁油缸將樁壓

8、入土中1米左右停止，用吊錘及主機(jī)駕駛室內(nèi)水平儀調(diào)整樁在兩個(gè)方向的垂直度。第一、二行程壓樁是否垂直，是保證壓樁質(zhì)量的關(guān)鍵。3)壓樁：通過(guò)夾持油缸將樁夾緊，然后壓樁油缸伸程，將壓力施加到樁上，根據(jù)壓力表讀數(shù)以判斷樁的質(zhì)量和承載力是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。4)接樁：當(dāng)下一節(jié)樁壓到露出地面0.51.0米時(shí)，接上一節(jié)樁。采用端板焊接連接，接樁時(shí)上下樁段保持對(duì)直上下端板表面用鐵刷子等清理干凈，并清除油污和鐵銹.焊接時(shí)先在坡口周?chē)蠈?duì)稱(chēng)點(diǎn)焊46點(diǎn)，待上下樁節(jié)固定后再分層施焊，施焊時(shí)對(duì)稱(chēng)進(jìn)行。焊接采用二氧化碳保護(hù)焊，焊接層數(shù)宜為三層，內(nèi)層焊渣必須清理干凈后方可施焊外一層，焊縫應(yīng)飽滿(mǎn)連續(xù),且根部必須焊透，等焊接接頭自然

9、冷卻后再繼續(xù)沉樁。5)送樁：如果樁頂接近地面，而壓樁力尚未達(dá)到規(guī)定值，則可以用專(zhuān)制的送樁器進(jìn)行送樁。6)壓樁結(jié)束：當(dāng)樁長(zhǎng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求或壓力表讀數(shù)達(dá)到規(guī)定值，便可停止壓樁。 4 質(zhì)量控制要點(diǎn)4.1預(yù)應(yīng)力管樁的起吊與運(yùn)樁1)管樁出廠時(shí)，樁的強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)100%，入場(chǎng)時(shí)要提供管樁出場(chǎng)合格證明。2)樁起吊時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)措施，樁的兩端應(yīng)有適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，設(shè)保護(hù)圈，保證樁身質(zhì)量。3)水平運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)做到樁身平衡放置，無(wú)大的振動(dòng)，嚴(yán)禁在車(chē)上以直接拖拉樁體方式代替水平運(yùn)輸。4)樁的堆放應(yīng)符合下列規(guī)定：a、樁的堆放場(chǎng)地必須平整、密實(shí)、排水暢通。b、支點(diǎn)設(shè)置合理，兩側(cè)應(yīng)用木楔塞住，防止?jié)L動(dòng)，堆放層數(shù)不宜超過(guò)四層。4.2

10、 壓樁施工控制1)壓樁施工時(shí)的樁位對(duì)點(diǎn)誤差應(yīng)控制在20mm以?xún)?nèi)。2)樁身入土后的垂直度應(yīng)控制在0.5%之內(nèi)（一節(jié)10米樁垂直度控制在50mm之內(nèi)），利用樁機(jī)上的全方位水平儀或垂線進(jìn)行全方位控制，主要以全方位水平儀為主，垂線為輔。3)壓樁過(guò)程中要連續(xù)觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)樁身垂直度發(fā)生偏差和樁身位移時(shí)，要及時(shí)通知主機(jī)操作人員進(jìn)行調(diào)整，確保每根樁的垂直度的誤差控制在規(guī)范之內(nèi)。開(kāi)工前將場(chǎng)地區(qū)域、分段平均標(biāo)高報(bào)監(jiān)理，施工中利用小卷尺測(cè)量送樁器的送樁深度，并做好詳細(xì)記錄，樁頂標(biāo)高控制在10cm范圍內(nèi)，并在施工中利用水準(zhǔn)儀進(jìn)行抽查。4)對(duì)施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)以下異常情況，應(yīng)及時(shí)與業(yè)主、設(shè)計(jì)院、監(jiān)理取得聯(lián)系，商量對(duì)策及時(shí)解決

11、：a、壓樁時(shí)樁身發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重裂縫或樁身突然斷裂。b、壓樁時(shí)樁身發(fā)生嚴(yán)重傾斜且無(wú)法調(diào)整。c、壓樁時(shí)樁位發(fā)生位移超過(guò)10cm。d、送樁深度已達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，但壓力表讀數(shù)偏小。e、送樁深度未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，但壓力表讀數(shù)已達(dá)到設(shè)計(jì)壓力或大于設(shè)計(jì)壓力。4.3 接樁施工控制焊接時(shí)上下樁段應(yīng)保持對(duì)直，錯(cuò)位偏差不大于2mm，焊接前應(yīng)先確認(rèn)管樁接頭是否合格，上下端板表面用鐵刷子等清理干凈，坡口處應(yīng)刷至露出金屬光澤，并清除油污和鐵銹。焊接時(shí)先在坡口周?chē)蠈?duì)稱(chēng)點(diǎn)焊46點(diǎn)，待上下樁節(jié)固定后再分層施焊，施焊必須對(duì)稱(chēng)進(jìn)行，焊接層數(shù)為三層，內(nèi)層焊渣必須清理干凈后方可施焊外一層，焊縫應(yīng)飽滿(mǎn)連續(xù)，且根部必須焊透。焊接接頭應(yīng)在自然冷卻

12、后才可繼續(xù)沉樁，嚴(yán)禁用水冷卻或焊好后立即沉樁。5、樁基檢驗(yàn)與檢測(cè)采用高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，每臺(tái)班施工約400延米，無(wú)噪音，施工速度快，成本低，其樁基檢測(cè)質(zhì)量情況如下：1)樁基質(zhì)量無(wú)損檢查：采用低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)反射波法進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)的目的主要通過(guò)動(dòng)測(cè)方法檢查樁基的質(zhì)量，包括樁身的完整性（樁身斷裂、樁身各節(jié)的連接情況）及混凝土的質(zhì)量（混凝土的膠結(jié)情況）和動(dòng)測(cè)推算單樁承載力等。工程施工完畢后實(shí)測(cè)縱波波形曲線規(guī)律性較好，未見(jiàn)明顯的樁間反射波異常，且均可觀測(cè)到樁底反射波信號(hào)，表明樁身完整，連接良好，未出現(xiàn)明顯的樁身質(zhì)量問(wèn)題（檢測(cè)結(jié)果表略），動(dòng)測(cè)推算的整樁混凝土的平均抗壓強(qiáng)度及單樁承載力能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，均評(píng)為一類(lèi)樁即良好樁。2)靜荷載試驗(yàn)全部采用工程樁進(jìn)行，在考慮了動(dòng)測(cè)結(jié)果、施工情況、平面分布等因素后，每棟樓選取了三根樁進(jìn)行承載力檢測(cè)。結(jié)果表明：三根樁在各荷載的作用下，樁頂沉降量較小，而且Qs曲線平穩(wěn)，說(shuō)明承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。但卸載后，發(fā)現(xiàn)沉降的回彈力偏小。6 結(jié)語(yǔ)靜壓預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在高層建筑地基中的應(yīng)用證明，采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁質(zhì)量有保證，可以大幅度縮短施工工期，可以降