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时间:2018-11-22
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1、锤击式沉管灌注桩贯入度控制标准的探讨论文摘要:通过工程实例,介绍了锤击式沉管灌注桩贯入度设计的一般方法,指出了存在的问题,初步分析了问题存在的原因,提出了解决问题的实用方法。关键词:桩基础施工1问题的提出桩基几乎可应用于各种工程地质条件和各种类型的工程,尤其适用于软弱地基。锤击式沉管灌注桩以其诸多优点,成为多层住宅、综合楼的首选桩型。但其自身也存在一些缺陷和在设计施工中难以操作的指标,灌注桩沉管的贯入度的控制便是其中之一。本文拟通过工程实践来对此进行探讨。一般认为.freelm,单桩承载力标准值为600kN。沉管贯入度计算:
2、(1)格氏公式式中e——打桩最后阶段平均每锤的贯入度,cm;n——桩及桩垫材料系数,无桩垫时,n=0.5;ε——恢复系数,无桩帽时ε2=0.25;Q——锤重,kN;q——桩、桩帽、桩锤的非冲击部分重量,kN;H——落锤高度,cm;A——桩的横截面积,cm2;m——安全系数,永久建筑为2;Rk——单桩承载力标准值,kN。根据现场设备情况和设计要求,有关参数取值为:Q=30kN,q=26kN,A=1.810cm2,H=100×0.8=80cm,Rk=600kN将有关数据代入格氏公式后得:e=0.54cm/击(2)广东打沉管灌注桩
3、公式式中e——打桩最后阶段平均每锤的贯入度,cm;Q——锤重,kN;H——落锤高度,m;A——参数,桩径?=480mm,.freelm,B=120;N——总锤数,此时取800锤;Rk——单桩承载力标准值,kN。将有关数据代入广东打沉管灌注公式后得:e=0.18cm/击由上述计算结果可知,广东公式要求较之更加严格。该地成功经验为:对于桩径?=480mm、设备锤重为30kN、设定锤落距为1.0m情况,最后三阵锤击,每阵10锤,贯入度<6cm。综合考虑计算结果和当地成功经验,设计规定,最后三阵锤击,要求贯入度控制在6cm/10击以
4、下。但在实际施工中,桩管打至设计标高时,大部分桩贯入度都超过了设计要求,个别桩多达22~50cm/10锤,距设计要求相差很大。为了减小贯入度,对于部分贯入度较大的桩采用了灌砂复打,挤密砂土的新方法。考虑到本小区桩基工程量大,基桩总数约为3000余根,为了工程安全和节省投资,并为后续施工提供依据,为此对贯入度较大的以及经灌砂复打的桩,选择了6根桩进行了静载测试,有关数据如表2、3。因为此次静载测试目的并不是做桩的破坏试验,所以最大试验荷载以满足设计要求为限。至最大试验荷载时,没有出现极限特征。从测试试验结果看出:(1)该地区的
5、灌注桩沉管贯入度实际值是设计值的2~8倍(至设计标高时),这时即使不加长桩长或复打,桩的承载力也完全能达到设计要求。可见贯入度设计值偏小。(2)对于贯入度特别大的3号桩,经灌砂复打,测试结果表明,桩的承载力也能达到设计要求,且最大沉降量仍未超过规范极限值。可见,若严格控制贯入度不甚合理,分析其原因有以下几点:(1)由于构造上的原因,锤击式沉管灌注桩的预制桩靴比桩管外径大6~8cm,施工时,土对桩管的挤压力减少使桩管下沉阻力减少,因而使沉管贯入度增大。(2)成桩后灌注桩的实际桩径往往比管径大6%~7%,这是因为桩靴直径较大所致
6、。由于实际桩径扩大使得桩的承载力相应增加,因此尽管施工时的贯入度相对较大,但静载试验加载至最大荷载时沉降量仍然较小。(3)灌注桩的实际桩身表面是凹凸不平的,桩身混凝土与周围土互相咬合,致使土的摩阻力较预制桩大,且施工时桩管的摩阻力小于成桩后的摩阻力。(4)沉管时由于连续锤击震动,土体内摩擦角变化很大。而在桩身灌注混凝土28天后,进行静载试验时,土体结构基本稳定,承载力有一定幅度提高。(5)灌砂复打对桩周土和桩端土进行了挤密,使桩侧摩阻力提高,桩端土的强度提高。(6)打桩公式适用于预制桩和钢管桩估算其打桩阻力,将它用于沉管贯入
7、度的计算只是权宜之计。经过综合分析试验结果,以及其成因分析,认为可以适当加大贯入度的设计值。为了安全起见,后续桩的贯入度控制在2倍设计值范围内;个别贯入度较大的桩,采用灌砂复打的方法,将其控制在相同范围内。该项工程竣工已近6年,运行正常。这说明当时贯入度控制原则是安全合理的。4结论(1)对于砂土地基,采用灌砂复打,充分利用其挤密效应,是一种经济有效地减小贯入度的方法。(2)简单套用现有的打桩动力公式设计沉管贯入度,有时与工程实际情况不符,将造成工程浪费。(3)灌注桩贯入度作为一项设计施工指标,应该加以控制,但是应该避免盲目性
8、。在无现场试验确定单桩承载力的情况下,可以采用这样的方法:在地质钻探孔附近,土层分布和各土层的物理力学指标比较准确,宜先在此打桩,仔细做好记录,在设计标高附近一定范围内准确测量每10击的贯入度。综合分析贯入度的现场施工记录、设计值,以及当地成功经验,调整实施的贯入度值,以尽可能地使贯入度控
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