超高层部分静压桩基础施工重难点分析论文_余承清

超高层部分静压桩基础施工重难点分析论文_余承清

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摘要:众所周知,静压桩与打入桩一样具有桩身质量可靠的优点,打入式预制桩对环境的影响主要为震动、噪音、挤土,而静压桩因其施工时无震动、低噪音,对周围环境的影响仅为挤土。文章拟建工程项目超高层塔楼采用桩筏基础形式,基础桩为静压管桩。针对在原地面施工静压管桩和在基坑底(或局部深度开挖)施工静压管桩进行分析,总结各自优缺点,及给出相应解决方案。

关键字:超高层、静压桩、地面施工、管桩

1项目勘察特点

(1)管桩分布密集,桩间距约为1750mm~2000mm,即3D~4D,D为桩径。

(2)拟建建筑物多为靠地下室边线而设,管桩边桩较多。

(3)桩顶绝对标高约为5.15+(-8.6~-9.6)-1.8+0.1=-5.15~-6.15m,地面标高约为3.10m,空桩约8.25~9.25m。另根据地勘资料,该标高大部分位于<2-1>淤泥层。

(4)现状地面较为平坦,多为原道路路面或混凝土路面,地面以下可能存在不明基础、障碍物。

(5)根据本工程地勘报告,本工程桩侧土主要为杂填土层、相交互沉积层、风化残积土层,这类土所提供的桩侧阻力较小,且根据地下室部分管桩的施工,也揭示须以强风化岩(局部至中风化面)为持力层,方能满足设计承载力2200kN的要求。地勘揭示,作为持力层的强风化岩岩面起伏较大。

(6)本工程多层砂层交错分布,地下水非常丰富。二层地下室的基坑支护采用悬臂支护结构,止水体系为一排或两排大直径搅拌桩。

结合以上特点,分别针对在原地面施工静压管桩和在基坑底(或局部深度开挖)施工静压管桩进行分析,总结出各自优缺点,及给出相应解决方案。

2在原地面施工静压管桩的优缺点及解决方案

地面施工静压管桩的优点主要有:

2.1现场工作面较平坦,桩机行走便捷,雨季施工容易排水,且不受基坑开挖进度及基坑安全性(基坑位移、基坑渗漏水等)影响,工期容易控制和保证。

2.2静载检测可以在地面上进行,检测合格后,即可进行大面积开挖,无交叉作用,总体进度容易控制。

2.3不存在边桩施工问题。

地面施工管桩的缺点及解决办法主要有:

(1)空桩约8.25~9.25,送桩深度大,桩损耗相对较大。根据广东省标准《静压预制混凝土桩基础技术规程》DBJT 15-94-2013第5.4.13条“送桩深度根据需要可超过2.0m,但不宜大于6.0m”。

解决方案:根据以往工程经验,6米范围内的送桩质量容易保证。因此本工程暂定送桩深度6m,超出的部分空桩部分以实桩收桩,开挖后截桩至设计要求的标高,以此保证送桩深度及成桩质量。

(2)地下部分存在数量不明、位置不明的旧基础。

解决方案:该情况在施工非主楼地下室管桩基础部分已经有所经验。基本思路为:地面以下3米深度范围内的旧基础采用机械破除,超过3米的通知设计进行处理。

3在基坑底(或局部深度)开挖施工静压管桩的优缺点及解决方案

开挖后施工静压管桩的优点主要有:

3.1管桩在开挖后施工,没有空桩或空桩量减少,管桩损耗量小。

3.2、打桩前已经挖除较大深度土方,障碍物可能得到较大程度的清除。

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基坑底(或局部深度开挖)施工管桩的缺点及解决办法主要有:

(1)开挖面部分位于<2-1>淤泥层,地勘揭示承载力仅为30kPa,承载力非常低,而静压桩机体型庞大,桩机、材料运输车行走十分困难。

解决方案:塔楼范围内砖渣需满铺,管桩、材料运输通道需铺设砖渣,且铺设厚度要求高(暂定为1.0m)。

(2)拟建建筑物多为靠地下室边线而设,边桩数量多。边桩问题主要为,静压桩正常施工,要求基坑边线距离桩位不小于4~5m,如果采用边桩器,则可缩小到1.0~1.5m。但是采用边桩器,同样配重,仅能达到中桩压力的0.3~0.5倍,且终压值一般不大于1500kN,无法达到设计的终压要求。

解决方案:在原地面提前施工完边桩;在基坑底采用边桩器施工边桩,但需设计降低单桩承载力使用值,同时增加桩数。

(3)本工程多层砂层交错分布,地下水非常丰富。基坑支护采用悬臂支护结构,止水为普通大直径搅拌桩,这种支护结构位移控制能力小,对搅拌桩施工质量要求高。开挖至基坑底施工管桩,容易受基坑安全因素影响,如基坑出现较大位移,基坑侧壁渗漏水等。且静压桩机在基坑底施工存在挤土效应(尤其是大面积存在的淤泥层为饱和软粘土),或将对基坑支护造成不利影响。

解决方案:根据第三方监测数据,如出现位移突变、地下水骤降等情况,或基坑存在异常,可能危及施工作业人员人身安全等情况,需暂停施工,待消除安全隐患后恢复施工。

(4)基坑开挖后的场地处于低洼环境,存在积水多问题。本工程地下水丰富,坑内积水可通过开挖排水沟、设置集水井点等进行明排。雨季施工,汇水量大,来不及抽排,将不能保证正常施工。

解决方案:非雨季施工,要求相关作业单位提前施工好基坑排水沟,设置足够的集水坑、降水井。如果采用井点降水,在砂层成孔施工,还应分析其可定性。雨季施工,可根据当地往年气象,如降雨天数和降雨量进行粗略分析,对可能由此带来的工期影响进行预判,提前制定好合理的施工进度计划。

此外,在开挖至基坑底施工静压管桩,还将受到或产生以下情况的影响:

1、土方开挖的安排和进度。

2、基坑底密集管桩施工,因挤压的土方隆起量较大,将造成土方二次转运。

3、需提前明确好出土坡道,并在原地面提前施工可能受影响的管桩,以防因后期收坡而造成的工期延误和桩机退场难度。

3高层筏板静压管桩的其它缺点及解决方案

管桩分布密集,挤土效应增加,可能导致已施工的管桩发生上浮,挤土效应的增加,一定程度上也会使得后施工的管桩施工难度加大。

解决方案:在整体管桩施工图纸出来后,规划静压桩机行走路线,管桩由建筑群体中心往两边施工,并且单向施工,即从一端施工至另一端,不得由两端往中间施工。施工过程中如出现地面明显隆起,邻桩上浮,采用跳打法施工,控制每天打桩根数。

4建议及其它注意事项

4.1综合上述利弊分析,本工程在地面施工管桩利大于弊,建议在地面施工管桩。

4.2如果在地面施工管桩,因送桩部分会产生一定的侧摩擦力,施工的终压值与实际的承载力有一定差异。因此,需设计复核确定新的终压标准。但需说明的是,目前设计所采用的静压管桩终压值为5000kN,已经接近管桩材料所能提供的承载力极限值5400kN。

4.3如果在地面施工管桩,检测桩也要施工至地面,因此同样需要考虑上述的第2点情况。

4.4如果在开挖后施工,需对降水可行性进行综合分析,由专业单位布设降水井点并出具降水方案。

5结语

静压桩是挤土桩的一种,在成桩过程中对周围土体有排挤作用,增加土的密度增大地基的侧向应力,静压桩截面的几何形状和压桩力大小决定了挤土效应.静压桩具有时间短、成本低、施工相对简单、质量可靠、单桩竖向承载力高等优点外,还具有无噪声、无振动、无冲击力等优点,建议在地面施工管桩。

论文作者:余承清

论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期

论文发表时间:2018/5/25

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