摘要:預應力混凝土管樁具有樁身強度高(C60～C80),沉樁能力強,單樁承載力高,施工周期短,造價低等優(yōu)點,現已開始被大面積推廣,已成為建筑地基處理的主要樁型。但是預應力管樁施工常常遇到地質條件復雜的情況,在此情況下如何進行施工成為一個難題,因此,文章就復雜地質條件中預應力管樁基礎施工技術進行了分析研究,以期對此類施工提供幫助。

關鍵詞:地質勘查;預應力管樁;復雜地質;基礎施工

中圖分類號:TU473文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2009)24-0130-02

先勘察,后設計,再施工,是工程建設必須遵守的程序,是國家一再強調的十分重要的基本政策。場地或其附近存在不良地質作用和地質災害時,如巖溶、滑坡、泥石流、地震區(qū)、地下采空區(qū)等,這些場地條件復雜多變,對工程安全和環(huán)境保護的威脅很大,必須精心勘察、精心分析評價。此外,勘察時不僅要查明現狀,還要預測今后的發(fā)展趨勢。工程建設對環(huán)境會產生重大影響,在一定程度上干擾了地質作用原有的動態(tài)平衡。大填大挖,加載卸載,蓄水排水,控制不好,會導致災難?？辈旃ぷ骷纫獙こ贪踩撠?又要對保護環(huán)境負責,做好勘察評價。由于規(guī)范的分工,巖土工程勘察規(guī)范不可能將巖土工程勘察中遇到的所有技術問題全部包括進去。勘察人員在進行工作時,還需遵守其他有關規(guī)范的規(guī)定。

一、工程概況及地質特征

某商貿中心擬建建筑物層數4層,框架結構,設地下室一層。樁基采用樁徑500mm和400mm的預應力管樁,分別為890根和209根。樁端持力層為粉質粘土層或粉土層,單樁承載力標準值為:500樁為1800kN,400樁為1300kN。

工程地質特征簡述如下:

1.人工填土層,層厚3.0～7.5m。

2.第四系耕植土層:由粘性土混細砂組成,層厚0.9～2.4m。

3.第四系沖洪積層:(1)細砂:很濕,松散,層厚0.7～6.6m;(2)含卵石中粗砂:飽和,稍密—中密,層厚1.2～4.0m;(3)粉質粘土:土質均勻,濕,可塑—硬塑,層厚2.2～28.1m;(4)粉土:土質均勻,中密～密實,層厚4.2～31.9m;(5)泥炭質粉質粘土:土質較輕,干裂現象明顯,層厚1.0～5.0m;(6)有機質粉質粘土:濕,可塑,呈夾層或透鏡狀分布于粉土或粉質粘土中;(7)含碎石粉質粘土:含碎石5%～15%,濕,可塑,層厚1.8～2.4m。

4.石炭系下統(tǒng)砂巖及大理巖:(1)強風化砂巖:裂隙發(fā)育,層厚1.2～5.5m;(2)中風化砂巖:裂隙發(fā)育,揭露厚度1.8～2.4m;(3)微風化大理巖:基巖起伏變化非常大,頂板埋深14.0～64.3m。

二、管樁基礎施工準備

(一)管樁基礎施工前的準備工作

1.組織有關單位會審圖樣。(1)圖樣會審,一般由施工、設計、建設(監(jiān)理)、質監(jiān)等有關單位共同進行,由組織單位將會審中發(fā)現的問題及解決辦法詳細記錄并整理成會審紀要作為施工圖的補充文件,完工后連同施工圖列入工程檔案;(2)管樁施工前處理完建筑場區(qū)內高空和地下的障礙物,有利于打樁順利進行,否則可能會妨礙施工,拖延工期。在建(構)筑物舊址或雜填土地區(qū),打樁前應預先探明位于樁位處的淺埋舊基礎、石塊及其他障礙物,并將其挖除或采取其他處理措施。

2.調查場地及毗鄰區(qū)域內的地下及地上管線、地下建(構)筑物及障礙物、可能受打樁影響的建(構)筑物,并提出相應的安全措施。

3.處理場地內影響打樁的高空及地下障礙物。

4.平整場地。場地的地面應平整,排水通暢,坡度不大于1%,承壓能力應滿足打樁機穩(wěn)定的要求。

5.在不受施工影響的地方設置坐標、高程控制點及軸線定位點。

6.編制施工組織設計或施工方案。

7.供電、供水、道路、排水、照明、臨設房屋等應滿足施工要求。

8.向打樁操作人員作技術安全交底。

(二)管樁基礎施工前應具備的文件和資料

1.建筑場地的工程地質及水文地質資料。

2.管樁基礎的施工圖及會審紀要。

3.施工組織設計或施工方案。

4.打樁設備(樁機和樁錘等)的技術性能資料。

5.管樁的出廠合格證及產品說明書。

6.有關管樁承載力、施工工藝的試驗參考資料。

未列入技術管理的文件和資料,如施工許可證等,施工單位應根據各地建設主管部門要求辦理。

(三)應采取的措施

當打樁施工可能影響附近建(構)筑物的正常使用和安全時,應采取減少振動和擠土影響的措施。減少振動和擠土影響的主要措施有:(1)采用開口型樁尖;(2)合理安排打樁順序;(3)采用預鉆孔埋樁;(4)設置袋裝砂井或塑料排水板;(5)設置非封閉隔離墻;(6)開挖地面防擠溝;(7)限制打樁速率等。

必要時,應對建(構)筑物進行加固處理并設點觀測;在毗鄰邊坡打樁時,應隨時注意打樁對邊坡的影響。

深基坑有圍護結構時,一般不宜先施工基坑的圍護結構然后再打工程樁,否則會出現下列現象:(1)擠壓圍護結構,嚴重的可以將圍護結構擠傾斜甚至破壞,降低甚至破壞基坑開挖后的擋土止水效果;(2)使基坑土體內的孔隙水壓力陡增且很難消除,待日后開挖基坑時,先挖部分的土坑成為超孔隙水壓力釋放的去向,導致基坑四周土體及基樁往基坑中心傾斜;(3)容易導致樁體上浮的質量事故。

圍護結構深基坑中的管樁工程,宜先打工程樁再施工基坑的圍護結構;自然放坡基坑中先挖土后打樁的管樁工程,應加強對邊坡的監(jiān)測并采取有效措施保持邊坡穩(wěn)定。

三、管樁的施打

(一)打樁前的準備

1.認真檢查打樁設備各部分的性能,以保證正常運作。

2.除按本章檢查所用管樁樁身質量外,尚應檢查管樁的生產日期和蒸養(yǎng)方式,常壓蒸養(yǎng)的PC樁應不小于28d的齡期方可施打。

3.根據施工圖繪制整個工程的樁位編號圖。

4.由專職測量人員分批或全部測定標出場地上的樁位,其偏差不得大于20mm。

5.在樁身上劃出以米為單位的長度標記,并按從下至上的順序標明樁的長度,以便觀察樁的入土深度及記錄每米沉樁錘擊數。十字形樁尖的樁位標定,可用白灰劃一與樁徑相同的圓圈,以便對準中心。

(二)打樁順序

1.根據樁的密集程度及周圍建(構)筑物的關系。(1)若樁較密集且距周圍建(構)筑物較遠、施工場地較開闊時,宜從中間向四周進行;(2)若樁較密集、場地狹長、兩端距建(構)筑物較遠時,宜從中間向兩端進行;(3)若樁較密集且一側靠近建(構)筑物時,宜從毗鄰建(構)筑物的一側開始由近及遠地進行。

2.根據樁的入土深度,宜先長后短。

3.根據管樁的規(guī)格,宜先大后小。

4.根據高層建筑塔樓(高層)與裙房(低層)的關系,宜先高后低。

(三)管樁的施打

開始63根樁按設計要求施工比較順利,加壓至10.5級荷載,均達到2900kN。但在以后的壓樁施工中,從126號至154號樁段中,壓至18～19m時出現斷裂,壓力僅750～1600kN,根據地質資料反映在19m處局部有石灰?guī)r、溶洞。各根樁的壓樁情況如下:

191#:壓樁深度23m,探孔深度18m,壓力2400kN;

154#:壓樁深度30m,探孔深度13m,壓力1250kN;

122#:壓樁深度32m,探孔深度25m,壓力2400kN;

58#:壓樁深度39m,探孔深度23m,壓力2200kN;

60#:壓樁深度30.5m,探孔深度23m,壓力2200kN;

62#:壓樁深度38m,探孔深度13m,壓力1500kN;

67#:壓樁深度28m,探孔深度16m,壓力1500kN;

39#:壓樁深度60.10m,壓力2800kN(復壓3次下沉4公分)。

在操作過程中凡在斷折深度位置感到有輕微受壓及振蕩,壓完126號至133號樁,將壓樁機移至樁長只有10m處下壓,現象也是一樣,壓樁時在10m處的樁管有黃泥水涌上。

四、結語

隨著經濟的發(fā)展,預應力管樁得到了廣泛的應用。但是不能盲目地采用,應結合地質資料詳細分析使用,對不利地質條件做到心中有數,并準備相應的應對措施及材料,加強監(jiān)管。在施工過程中,加強監(jiān)督和管理,認真按規(guī)范要求進行驗收,并挑選有豐富經驗的施工人員和管理人員,這樣有利于提高預應力管樁施工的質量,保證按設計要求完成施工任務。

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作者簡介:袁華軍(1961-),男,河南南陽人,中國建筑材料工業(yè)地質勘查中心河南總隊探礦高級工程師,國家注冊安全工程師,研究方向:礦山機械巖芯鉆探、樁基礎施工、地基處理及巖土工程施工與管理。