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静载送桩法在基桩事故处理中的应用

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静载送桩法在基桩事故处理中的应用

发布日期:2018-07-13 作者: 点击:

摘要:以工程的基桩事故处理为例,详细介绍了将处理和验证相结合的静载送桩处理方法。工程实践证明,该方法节省了处理费用,大大压缩了处理时间,效果直观、良好,避免了同类工程中静载设备移动困难,提供了新思路。


  关键词:基桩;事故处理;静载送桩法


    引言


  随着我国经济实力的提高,桩基工程在建筑行业得到了广泛的应用。桩基工程属于隐蔽工程,在建筑物中起着非常重要的作用,一旦出现工程事故难于处理,不仅常常需要增加很多处理费用和时间,采取处理措施后也需要对处理措施进行验证。本文通过一特殊的工程实例采用静载送桩法进行基桩事故处理,节省了处理费用,大大压缩了处理时间,同时处理效果也得到了验证,取得了很好的效果,对解决同类工程问题具有一定的借鉴意义。


  1 工程背景 


  厦门某工程,上部建筑采用框架结构,建筑层数6层,采用人工挖孔灌注桩基础,设计总桩数40根,桩径设计为1000—1200,桩长约9~21m,桩身钢筋混凝土设计强度等级为C30,设计桩端持力层为中微风化岩,其中q)1000的人工挖孔桩设计单桩极限承载力为6600kN。

该工程场地岩土层自上而下分布情况如下:

1)杂填土:层厚8.00m一10.20m;

2)粉质粘土:层厚0.40m~4.50m;

3)粉砂:层厚0.40 m一3.90 m;

4)花岗岩残积砂质粘性土:层厚1.20 m~7.30 m :

5)中微风化花岗岩孤石:层厚2.00 m~4.30 m :

6)散体状强风化花岗岩:层厚0.60 m~2.10 m ;

7)碎块状强风化花岗岩:层厚0.50 m一2.20 m;

8)中微风化花岗岩:最大揭露厚度8.50 m。

    该工程某 1000的边桩空孔深约2.0 m,桩长15.08 m,在钻芯法检测中发现持力层为散体状强风化花岗岩,与设计桩端持力层中微风化岩明显不符。

  针对该桩的质量问题,工程各方及时召开了首次关于该事故桩的处理会议。经讨论与会各方一致认为先扩大钻芯法抽检,尤其是邻近该事故桩的基桩,以了解各基桩的持力层情况;同时在该事故桩的前后左右距桩中心1.5 m处各增加钻取一个地勘孔,以了解该桩周围的土层分布情况。经扩大抽检,邻近该事故桩的基桩及其它扩大抽检桩持力层均达到中微风化岩的设计要求;经对现场施工情况调查核实,最终确定该事故桩因涌泥严重难于挖掘而被提前终孔,是本工程中唯一持力层未达到设计要求的基桩。该桩邻近处增加的地勘孔表明该桩前后左右地质分布基本一致,其中之一钻孔剖面图如图1:


  

  2 处理方案

  根据现场调查资料,工程相关各方召开了事故处理方案会议。与会各方提供了以下几种处理方案:

  1)在该桩两侧各增加一根挖孔桩以替代原事故桩。

  2)在该桩桩身增加钻芯孔,利用钻芯孔采用旋喷法对桩底持力层部分进行加固处理。

  3)直接采用静载设备对该事故桩进行送桩处理,处理完毕再利用该静载设备对该桩进行承载力检验。


  3种处理方案的优劣是显而易见的:


  1)第一种处理方案可以保证处理效果,但重新成桩费用高、施工时间长,单单成桩需花费25 d左右的时间,灌注完成再进行检验至少还需要一个多月的时间。

  2)第二种处理方案加固效果难以预计,加固处理需要不少于15 d的时间,处理完成后再进行检验至少还需要一个多月的时间。

  3)第三种处理方案处理效果直观,处理时间短,估计不超过10 d时间即可完成,同时将检验和处理相结合,节约工程费用。

  经过与会各方充分研讨,第三种处理方案处理时间短、费用低、效果直观,考虑到该桩桩侧土质情况、桩端接近碎块块强风化花岗岩层情况后,处理成功把握性高,因此基本倾向于第三种处理方案即静载送桩方案。同时考虑到该桩和其它基桩持力层差异较大,为避免不均匀沉降造成上部结构开裂等问题,设计方特别提出了处理完毕用于检验的静载试验在设计单桩竖向抗压极限承载力作用下其最大沉降量不得大于20 mm的特殊要求。为达到上述要求,经充分研讨后最终达成如下处理方案: 


  1)该桩设计单桩竖向抗压极限承载力为6600 kN,参考PHC管桩施工终压力值,同时考虑到其它基桩持力层为中微风化岩的情况,则静载试验送桩的最大试验荷载不宜小于1.1倍该设计值,送桩的最大试验荷载最终确定为7500 kN。

  2)对该桩桩头按照检测方要求进行凿除护壁、桩顶平整等处理,钻芯孔待处理完毕后再进行回灌。

  3)对该桩进行最大荷载为7500 kN的静载送桩处理,0~6600 kN分1O级加荷,6600 kN~7500 kN分2级加荷,在最大试验荷载作用下基桩沉降速率需达到静载沉降稳定标准,沉降稳定标准依据《建筑基桩检测技术规范》JGJ106—2003:每一小时内的桩顶沉降量不超过0.1 mm,并连续出现两次。

  4)基桩沉降速率达到静载沉降稳定标准后再对该桩进行6 h的持荷送桩。

  5)分级卸荷至零。

   6)完成以上工作静置24 h后,再对该桩依据《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003重新进行静载试验,静载试验的最大试验荷载取设计单桩竖向抗压极限承载力即6600 kN,当静载试验单桩竖向抗压极限承载力达到6600 kN且总沉降量不大于20 mln时,即认为该桩承载力达到设计要求,并将其作为对该处理方案的验收依据。


  3 处理方案实施


   经2d时间,前期准备工作如试验场地整理、桩头处理、静载设备进场等均按期完成,检测方开始按照前述既定方案实施送桩处理,该桩送桩处理的荷载一沉降(Q—s)曲线如图2,沉降一时间(s—lgt)曲线如图3。

 

  由于每级稳定时间较长,为节省处理时间在现场调整为中间各级每级均按120 min加荷。从以上送桩处理曲线可看出Q—s曲线基本呈缓变型,这和该桩的桩型特点相一致。在最大送桩荷载7500 kN作用下该桩总沉降量达333.34 mm,经回弹后残余沉降为313.51 min,回弹量为l9.89 mm。该回弹量小于20 mm,考虑到最大送桩荷载7500 kN约为设计单桩竖向抗压极限承载力6 600 kN的1.14倍,我们认为该处理方法已经成功了一大半。


  4 试验检验


  该桩在送桩处理完毕静置24 h后,重新进行了最大试验荷载取设计单桩竖向抗压极限承载力6600 kN的静载试验,检测依据《建筑基桩检测技术规范>JGJ106-2003,该桩静载试验的荷载一沉降(Q—s)曲线如图4、沉降一时问(s—lgt)曲线如图5。

 


  从图4、图5可看出,该桩处理完毕后的静载试验效果良好,Q—s曲线呈缓变型,在各级荷载作用下沉降速率很快就达到了稳定标准,在6600kN作用下的总沉降量为l4.89 mm,比设计要求的最大沉降控制量20以工程的基桩事故处理为例,详细介绍了将处理和验证相结合的静载送桩处理方法。工程实践证明,该方法节省了处理费用,大大压缩了处理时间,效果直观、良好,避免了同类工程中静载设备移动困难,提供了新思路。mm少了5.11mm,可以说该处理方案相当成功。


  5 处理方案分析


  该事故桩采用静载送桩法进行处理前后不足10天时间,巧妙地将处理和验证结合在一起,不仅完成了事故桩的处理,同时也完成了处理方案的验证。相比其它处理方案,不仅大大节省了处理费用,也大大缩短了处理时间,是处理相当成功的典型案例。通过本案,以下几点是可以借鉴的:

  1)结合桩型特点及地质情况,并综合考虑经济和效率等因素,对处理方案作出正确评估和选择。

  2)本工程采用静载送桩法处理,有如下优点:加荷效果直观、能够长时间持荷、对处理过程可实时监控。如有相似工程,在地质条件相对较好、桩身砼强度有保证的情况下,可以借鉴本方案。

  3)静载送桩法也有它的局限性,如设备行走困难、不适于大面积处理,送桩深度不宜太深等。当有批量工程桩出现类似事故时,可以考虑采用静力压桩机械进行送桩处理,再采用静载等试验方法进行效果检验。

  4)本处理方案在最大送桩荷载及持荷时间等的确定上值得借鉴,是本处理方案的一个亮点。


  6 结语


  该工程很快进入了上部施工阶段,施工过程中加强了对该桩柱位沉降的监测。监测结果表明,每完成一层上部结构的施工,该柱位约沉降1mm左右,主体封顶时沉降量尚不足10mm。据了解厦门也有类似工程因为批量承载力不足而采取了本案类似的处理方案,不同之处是采用静力压桩机进行处理,避免了静载设备移动困难的问题,节省了大量处理的费用和时间,取得了很好的效果。因此本文所采取的处理方案具有相当可借鉴之处,运用得当可收到事半功倍的效果。


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