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沉管灌注桩施工动画,沉管灌注桩施工视频,沉管灌注桩施工工艺,沉管灌注桩承载力不达标原因分析及解决方案(论文)

时间:2013-04-18 来源: 泥巴往事网

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维普资讯 http:// 董年才、 胡仁效、 叶建荣:

沉管灌注桩承栽力不达标原因分析及解决方案   建 筑 钝 工  BUI L DI NG  CONS TRUC TI ON  ● 地墨 曷 础  沉 管 灌 注 桩 承 载 力 不 达 标 原 因  分 析 及 解 决 方 案  口  口  董年 才  胡仁 效  ( 中 南集 团南 通 建筑 工程 总承 包 有限 公司 2 6 6 1 2 4 )   叶建 荣  ( 上 海市 建筑 科学 研究 院 2 0 0 0 3 2 )   【 摘要】桩基设计及施工质量控制将直接影响上部结构的变形协调能力, 通过案例分析单桩承栽力不达标的原因, 处理及  应吸 取的 教训 , 给 建筑 工程界 以启 示   【 关键词】 沉管灌注桩 极限承栽力 持力层 静栽试验 低应变动力检测  【 中图分类号 】 T U 4 7 3 . 1 + 4   / 文献识别码  A   【 文章编号 】 1 0 0 4—1 0 0 1 ( 2 0 0 4 ) 0 6— 0 4 9 2— 0 3   Ca u s e   An a l y s i s   o f   Lo a d- - Be a r i n g   Ca p a c i t y   Fa i l u r e   t o   Me e t   t h e   S t a n d a r d   f o r   C a s t —i n— P l a c e   S u n k   P i p e — il P e   a n d   R e s o l v e d   P r o j e c t   Do n g   Ni a n c a i   Hu   R e n x i a o   Y e   J i a n r o n g   2 0 0 2年 l O 月 中 旬 对 已施工 完 后 的华 云园 小 区住 宅 工  程部 分楼 号桩 基质 量进 行评 估 , 以2   楼为 例 , 经 检测单 位 做  静载 及低 应变 反射 法检 测 , 单桩 设 计预 估极 限承 载力大 部 分  不达 标 。

1 0 0 % 低应 变反 射波 法完 整性 检测 2 5 7根桩 , 其结果   见表 1 。

  表 1 低应 变反 射波 法完 整性检 测  1 . 1 地质 勘察 报告 准确 度 不能令 人 信服 。

采 用标 高和 贯入  度 双控 更为 合适  1 . 1 . 1该 小 区 所 有 楼 号 的 桩 基 持 力 层 均 选 择 在 一   2 1 . O O m粉质 粘 土层处 , 依 据不 足 , 与 实际 施工 现场地 质 状况  不符。

  依 据 现 场 打 桩 记 录 ,很 多 桩 在 一1 8 . O O m( 沉桩 至   2 1 . O O m左右 时 )处 时再 也无 法下 沉 ,而有 些 打到 一2 1 . O O m   ( 沉桩 至设 计持 力层 处 , 入桩 2 4 . O O m) 处 仍能 快速 往下沉 , 贯  入度 大大超 过 总控制量 ,部分桩 基打 到 一 2 2 . O O m( 入 桩  l O月 2 8日, 建设 单位 又请 检测 单位 做顶 管强 制 压桩试  验( 一次 性加 静荷 1 0 0 0 k N ) , 截止 l O 月3 0日下午 , 现场 检测  结 果 :所 有 Ⅲ类 及 m类 以上 的桩 基 其沉 降 量 均 在 1 . 3 0~   4 . 0 c m范 围 内 , 符合设 计 及相 关规 范标 准 ( 设 计 文件规 定 :

建  筑 施工 竣工 后 总沉 降量 ≤5 0 a r m) 。

此 次检 测结 果 与施工 效 果   相距甚 远 , 这 不得 不使 人产 生极 大 的疑虑 。

为搞 清原 因 , 通过  查阅地 质勘 察报 告 、 图纸、 文件 、 资料 、 规范、 规程 、 施工 记 录  2 5 . O O m ) 以下仍继 续 下沉 。其 中 , l 2 号 楼 施工 时 , 沉桩至 一   2 1 . 2 0 m( 一1 8 . 2 0 m) 时 因沉 不 下去 , 经 研究 做 静荷试 验 , 单桩  的极 限承 载 力反而 超过 1 0 0 0 k N 。

这 些记 录都 说 明 :

粉 质 粘土  层这 一地 质层 面处 在 不同 的水平 面 上 , 因此地 质勘察 报 告将  所有 楼号 的桩 基持 力 层均选 在 一 2 1 . O O m粉 质粘 土层 处 ,缺  乏科 学性 、 准确性 、 适用 性 和针对 性 。

  1 . 1 , 2地 质报 告资 料缺 乏依 据性  及现场 调查 等途 径 , 经 必要 的计 算 和综合 分 析后 确认—— 导  致 单 桩 极限 承 载 力未 达 预估 值 的 原 因及 从 中应 吸取 的 教训  可归纳 为 以下几 条 。

  根据 《 地 质 勘察报 告 》 提 供 的资料 , 每栋 楼 只布置 有两 个  地质 勘察 点 , 深度为 一 2 7 . O O m, 显 然其 布孔 数量 及深 度均 不  足 ( 每栋 楼按 纵 向长 度均在 4 0 ~ 6 0 m 以上 ) ,与 规范 要求 甚  远。

这 是造 成地 质剖 面 图不完 整 、 起伏大、 准确 度不 高的 根本  原 因 。众 所周 知 , 该 地 区的地 质状 况 是极 为灵 敏的典 型 的海  洋沉 积软 弱地 基 。

淤泥质 粘 土层 厚度 可达 8—1 7 m, 个 别地 区  1 未达 标 主 要原 因   【 收稿 日期 】 2 0 0 4—1 0—2 2   【 作 者简 介与 地址 】 董年 才, 1 9 5 6年生, 大学本科, 中南集  团南通建 筑工程 总 承 包有 限公 司总 工程 师 , 联 系地址 :

江苏 海 门   常 乐镇( 2 2 6 1 2 4 ) . 电话 :

0 5 1 3 —2 7 3 8 8 1 5 7   49 6— —   甚 至可达 2 4 m, 对这样 复杂 的地质 条件 , 勘 察单 位理 应按 规  范要求 , 适 当缩小 勘察 点 间距 和加深 勘察 深 度 。

  1 . 1 . 3缺少 桩静 载试 验  《 建 筑施 工》第 2 6卷  . . 维普资讯 http:// 董年才、 胡仁效、 叶建荣:

沉管灌注桩承栽力不达标原因分析及解决方案   预估 单桩 极 限承载 力 的建议 值 . 仪 凭工 程等 级 、 岩 土性  质和 原位 测试 结果 并结 合 经验 确定 , 依据 不 足 . 省 略 了在现  场按 常规 做静 载试 验 , 这显 然 又是一 个不 足 :

  1 . 1 . 4未 达 到有关 规 范的 条款 规定  1 . 1 . 4 . 1与 《 岩土工 程勘 察 规范 》—— GB 5 o 0 2 1— 2 0 0 1   建 筑 诧 工  BUI LDI NG  C0NS TRUC T1 0  起足 够 的重视 , 桩 距 太密 、 桩 径偏 小 。

钢 筋笼 主筋 设计 长度不  够, 未 全部 穿过这 层 淤泥质 粘 土层 后而 深入 到下层 粉质 粘 土  层中, 而 螺旋 箍筋 间距 偏大 , 是造 成 Ⅱ 、 Ⅲ类 桩身 微缺 陷和 缺  陷 的主要 原 因。其 分析 如下 :

  ( 1 )从 桩 身 缺 陷 部 位 看 , 为 什 么 均 在 一l 5 . 0 0 一一   1 6 . 5 0 m处 ( 人桩 深度 1 8 . 0~1 9 . 5 m) ,原 因是在 沉桩 过程 中  中 对土质 勘察 点 间距 规定 不符 ?   第4 . 9 . 2 条 第2 款 对 摩擦 桩 宜 为 2 0~ 3 5 m:

当地 层条  件 复杂 , 影响 沉桩 或设 计 有特殊 要求 时 , 勘察 点应 适 当加 密  ( 现每 栋楼 纵 向长度 均 在 4 0 ~ 6 0 m 以上 , 且处 于地 层 条件 复   杂, 勘 探点 每栋 只布 两 点 , 显然 不 足 ) 。

  第4 . 9 . 6 条 单桩 竖 向和 水平 承载 力 , 应根据 工 程等级 、   岩 土性 质和 原位 测试 成果 并结 合 当地经 验决 定 。

对 地基 基础  由于 震 动导致 了 土的扰 动和 破坏 , 使 固态相 土的 特征转 变 为  稀 释流 动状态 。

  ( 2 )由于此 类土 含 水量呈 饱 和状 , 经 沉桩 的挤 压 , 造 成  了孔 隙 水压力 的急 剧升 高 ( 桩密 更是 如此 ) 。

  ( 3 )基 于上 述的 两种效 应 的相互 交 替作 用 , 稀释 了淤 泥  挤 向刚在 灌注 混凝 土和 临近 灌注 完后 的桩 身 ( 该 部分桩 大 多  未达 到 混凝 土设计 强度 的 5 0 %) , 使该 处桩 断 面变形 ( 变 大  为主) , 使 该处 混凝 土 充盈 系数 突然 变大 , 在 1 . 3 ~1 . 4以上 ,   蚌壳 类杂 质也 极有 可能 被挤 进该 处混 凝 土内 , 形 成 了少量 夹  层, 降 低 了该 处 混凝 土密 实度 和强 度 。故在 第二 次低应 变 动  力检 测过 程 中 , 在缺 陷处 有两 次反 射且 无桩 底 反射 . 测试曲   线波 呈不 规则 状 ( 因 为弹性 波遇 到 介质 突变 的界 面 ) 。

而在 静  载试 验 中 由于桩基 缺 陷处形 成 了扩大 头 ,增 大 了摩 阻截 面 ,   其检 测结 果绝 大部 分加 载到 1 0 0 0 k N时 , 沉 降量 均 而达 到 了设计 标准 。

  如果 在设 计 当中扩 大桩 基间距 , 增 大桩 的直 径 , 加 长桩  的 主筋 , 加 密箍筋 , 那 么无 疑就增 加 了桩 身的强 度和 刚度 , 能  有效 地阻挡 淤 泥 的挤 压 和蚌壳 类 等有 害杂 质 的进入 . 桩 的 缺  陷就 会 大大地 减 少 , 所 以桩 的结 构 设计 是不完 善 的 。

  1 . 2 . 3桩 基设计 未 严格按 有 关规 范规程 执 行  ( 1 ) 《 岩 土工 程勘 察规 范》 —— G B 5 0 0 2 1 — 2 0 0 1 中 规定 :

  第4 . 9 . 6条 单 桩 竖 向和 水平 承载 力 , 应 根据 工程 等级 , 岩 土  性质 和原 位测 试成 果并 结合 当地 经验 确定 。

对地基 基础 设计  等级 为 甲级 的建筑 物 和缺乏 经验 地 区应建 议做 静载 试验  试  验 数 量不 宜 少 于 工程 桩 数 的 1 % ,且 每 个 场地 不 少 于 3个  ( 本 工程 所在 地地 质状 况 复杂 , 且 为 8度地 震设 防区 , 单 桩 承  载力 应通 过静 载试 验最 终确 定 , 但该 工 程实 际是 未做现 场静  载试 验 ) 。

  等 级 为 甲级 的建 筑 物 和缺 乏 经 验 的地 区 ,应 建议 做 静 载试  验, 试验 数量 不 宜少 于工 程桩 数 的 1 %, 且每 个场 地 中不 少  于3 个( 该 工程单 桩 竖 向和水平 承 载力 的确 定 , 未 经静 载试  验, 显 然与 规 范不符 ) 。

  1 . 1 . 4 . 2与 《 软 土地 区工 程 地质 勘察 规范 》 — —J G J 8 3—   9 1中规定 不符  第7 . 0 . 3条 桩 基 勘察 的工 作量 布 置应 符 合第 2 款 :相  邻 勘察 点揭露 的持 力层 面高 差大 于 2 m,或土 层性 质 变化较  4 e m, 反  大时, 宜适 当 加密 , 必要 时应查 明持 力层 厚 度的 变 化( 勘 察单  位 也明 显忽 略 了这一点 ) 。

  1 . 1 . 4 . 3与 《 建筑 桩 基技 术规 范》——J G J 9 4— 9 4对勘  探 点间距 的规定 不符  ( 1 ) 对 于端 承桩 和嵌 岩桩 :

主要 根据 桩端 持力 层顶 层坡  度 决定 , 宜为 1 2~2 4 m。

  ( 2 ) 对 于摩擦 桩 :

宜为 2 0~ 3 0 m 布置 勘察 点 . 但遇 到土  层 的性 质或状 态 在 水平方 向分 布 变化较 大 . 或 存在 可能 影 响  试 桩 的土层 存在 时 , 应适 当加密 勘探 点 。

  1 . 2设 计 采 用 的 单 桩极 限承 载 力 1 0 0 0 k N偏 高 ,桩距 过  密、 桩径 偏小 、 桩主 筋长 度不 够 。

螺 旋箍 筋 间距偏 大 。

构 造不  尽 合理 。

  1 . 2 . 1 设计 仅依 据地 质勘 察报 告 , 将 所有 桩基 的持 力层  均 设在 同一 固定 标高 一 2 1 . 0 0 m处 , 且不 经试 桩 , 将 单桩 的极  限承载 力定 为 1 0 0 0 k N, 依 据不 足 且与 规范 不符 。

对 勘察 设计  单 位提 出 的桩基 承载 力 建议值 , 桩基 设计 单位 应根 据实 际试  桩 结果 才能综 合 确定 最终 单桩 的极 限 承载 力 。

勘察 单位 给 出   的单桩 竖 向极 限承载 力标 准 O   估算 值 为 9 2 2 . 1 k N, 这 仅 为  一 ( 2 ) 《 建筑 桩基技 术 规范 》 —— J G J 9 4— 9 4中规 定 :

  第3 . 4 . 1 . 5 条:

在高灵 敏度 厚 层淤泥 中不宜 采用 大片 密  集沉 管 灌 注桩 ( 该 桩 基 采 用沉 管灌 注 桩而 未采 用钻 孔灌 注  桩) :

  个参 考值 , 而设 计单 位不 经 试桩 , 单 桩 的极 限承 载力 定 为  第3 . 4 . 5 . 2条 :

桩身 的纵 向主 筋应通 长 配置 ( 该桩 基 未  通长 配置 )   1 0 0 0 k N , 根据 多年 工程 实践 经验  在 本 工程所 在地 像这 类桩  基 其单 桩 的极 限 承载 力很 少有 超过 9 5 0 k N的 。因此 , 设 计单  第4 . 1 . 3 . 2配筋 长度 :

  位确定的单桩极限承载力取值过高, 是造成单桩试桩承载力  不达 标 的一 个主 要原 因 。

  ( 1 ) 端承 桩宜 沿桩 身通 长配 筋  ( 2 ) 受 水平荷 载 的摩擦 桩 型 ( 包 括 因地震 作用 的桩 基 ) ,   配筋 长度应 采用 4 / n ;对 于单 桩 竖 向承 载力 较 高 的摩擦 端  承桩 宜沿深 度 分段 变截 面配通 长或 局部 长度 筋 , 对 于 承受 负   摩阻 力和位 于坡 地岸 边 的基桩 应通 长 配筋 。

  . . 1 . 2 . 2以地质 勘察 部 门提供 的地质 剖 面图 为例 , 标高 一   4 . 0 0~ 一1 6 . 0 0 m为 淤泥质 粘 土 , 呈软 塑无 ( 有) 层理 含蚌 壳  状厚 达 1 2 . 0 0 m。

对这一 高 灵敏 度 的软弱 土质 , 设计 人员 未引  2 0 0 4年 第 6期  4 97 . .   维普资讯 http:// 二 ?  g N 6 。

.   董 年 才 、 胡 仁 效 、 叶 建 荣 :

沉 管 灌 注 桩 承 载 力 不 达 标 原 因 分 析 及 解 决 方 案   B U I L D 建 I N G 筑诧   C O N S T R U 工 C   T I O N   3 . 2 . 3单桩 的结 构设 计与 计算 应重 新核 定 , 宜 调整 主筋  的 长度 , 螺 旋箍 筋 的间距 , 使是 桩 的构造 更合 理 。

  第6 . 2 . 4 . 1摩擦 型 桩端 承 摩擦 桩 必 须保 证 设计 桩 长 及  桩端进 入持 力层 深度 ; 当采用 锤击 沉管 法成 孔 时 . 桩 管人 土  深度控 制 以标 高 为主 , 以贯入 度控 制 为辅 ( 该项 目桩 基持 力  层统 一选 择在 一 2 1 . 0 0 m处 , 但实 际持 力层 起伏 较大 , 不在 同  一 4 处 理 效果 检验  按 上述 处理 后 , 该项 目至竣 工 以来 , 经历 一年 多时 间 的   监测 . 其 沉 降量 不到 3 c m, 符合 设计 及规 范要 求 , 且 结构 未 出   现 裂缝 , 满足 使用 功能 。

  水平 面上 , 所 以桩 管人 土深 度 ( 至 持力 层 ) 很 难 以标高 控  制, 其 出入很 大 ) 。

  2 未达 标 的 次要 原 因   2 . 1 施工方未强化技术和质量管理。

少了部分沉桩施工记  录。

  5 教训 与 启 示   5 . 1勘察、 设计 、 监理 、 施工 各方 在工 程建 设 当 中必 须严  格按 规范 、 规 程进 行勘 察 、 设计 、 监理 和施 工 , 否 则后 患无 穷 ,   极 町能造成 工 程质量 事故 , 给工 程带 来不 可挽 回 的损失 ;   5 . 2 施 工单 位 的工 程技 术 、 质量 控制 等人 员 , 除掌握 本专  业 的知识 与技 能外 , 亦应 基本 熟悉 和掌 握勘 察 、 设 计基 本理  论 及 其相应 的规范 、 规程 , 在 管理 的技术 质量 岗位上减 少 失   2 . 1 . 1 施 工 工艺 和 沉 桩顺 序 有 缺 陷 。对 桩 间距 ( 3 . 5 d   的沉 桩 , 设 计 文 件和规 程规 定要 间 隔跳 打 , 而且 在 沉桩过 程  中要 保 证 周边 桩 的混 凝 土强 度达 到设 计 强度 的 5 0 % 以上 。

  而 实 际施 工 过程 中忽 略 了这 一点 ,少 了必 要 的技 术 间 隙时  间, 仅根 据 以往沉 桩 的经验 顺 序进行 沉 桩 , 影 响 了桩 身的质  量:

  2 . 1 . 2 在沉 桩过 程 至设计 持 力层 时 , 部分 贯入 度控 制量  未及 时记 录 。部 分沉 桩过 程 中遇 到的 异状情 况 :

如沉 不到持  力层 , 到 了持力 层后 仍 沉桩迅 速 , 桩 的充盈 系数 > 1 . 2 , 有 的  甚 至达 到 1 . 4以上等 , 未 及时 引起有 关工 程 管理部 门的足够  重视 。

  误 和损 失。

  5 . 3工 程施 工过 程 中 , 对发 现 的牵涉 工程质 量 的 问题 应 实  行动 态控 制 , 及 时发 现并 会 同有 关 部 门进 行处 理 。

  【 参 考 文 献】   2 . 2建设 单位 和监 理 单位在 关键 部位 和 质量 监控 不到位  l 、 《 岩土 工程勘 察规 范》 —— G B 5 0 0 2 l 一 2 0 0 1   2 . 2 . 1 未 按规 定程 序进 行试 桩 , 仅依 据地 质勘 察 报告 及  一 2 、 《 建筑桩 基技 术规 范》 ——J G J 9 4— 9 4   3 、 《 软 土地 基 工程地质 勘 察规 范》 ——J G J 8 3— 9 l   般 经验 确定 了单 桩 的极 限承载 力 。

  2 . 2 . 2对勘 察单 位 勘察孔 布 置少 、 深 度 不够 , 没 有提 出   疑问, 未详细 核对 有关 的规范 规程 。

  2 . 2 . 3对设 计 文件 中 和现 场 施工 过 程 中发 现 的 问题 未  引起 注意 , 召集有 关 专题 会议 进行 协商 合理 解决 和处 理 。

  表 l 1反演 法求证 的压 缩模量 统计 指标  ( 上接 第 4 9 5页)   3 处理 方 案  3 . 1对 已施 工 完成 的桩基 处理 方案  样本 教n l 平 均 值( M P a l 标准差  l 变 异系 数8 l 统 计修正系 数  标 准值h( M P a )   0 . 5  I   3 2 . 6 6  I   l 0 . 3 9  1   0 . 1 8  l   0 . 6 9 8   I   2 2 . 7   本 场地 地基 处理 效果 评价 的难 点 ,在于压 缩性 指标 。由   地 基载 荷试 验测 得 的变形 模量 指标 是可 靠 的 ,但 压缩模 量 指  标 由钻机取 样 土工 分析 测得 ,由于土样 的扰 动不 均匀 性 ,其  3 . 1 . 1 做 1 0 0 % 的静 载试 验 , 以静 荷试 验结 果作 为评 估  桩 基承 载力标 准 。即 以静荷 试验 桩基 承 载力达 到 1 0 0 0 k N时  且 沉降量  ̄ <4 c m 时判 为合格 桩 基 。

  3 . 1 . 2以低应 变动 力检 测结 果作 为辅 助参 考 数据 。

  3 . 1 . 3当静 力试验 及 低应 变动 力检 测均 不合 格时 , 则 本  桩 基应 采取补 强措 施 , 可采用 水泥 搅拌 桩补 强 。

  3 . 2未施工 桩基 重新 调 整设计 方 案  可靠 性程 度有 一 定 的折扣 。变形 模 量 E  与压缩 模量 之 间存  1 ,,   在 以下关 系式 。

E o =( 1 一   I   )   , 上 式表 明 , 在理 论上  U  小于 E s 。

  本场 地实 测 的   值大于 2 0 M P a , 反演法 求证 的 E   值 大  于2 0   M P a , 均 高 于土 工分 析实 测 的压 缩模 量 E s 值。

由于反 分  析方 法是 反求 岩土 参数 ,检验设 计 计算 查验 工程效 果 的重 要  手段 。

  3 . 2 . 1 补 做 部分地 质 勘察 , 对 现 有的勘 察 报告做 进一 步  的 分析评 估 , 使《 地 质 勘察 报告 》 更完 善 、 精确 度更 高 , 持力 层  选择 更 合理 。

  3 . 2 . 2 设 计 院应 补做 静载试 验 , 对单 桩极 限承 载力做 适  当调整 , 不 宜 高于勘 察设 计单 位 给出 的单 桩竖 向极 限承载 力  标准 Q  值 。

  4 9 8— —   从 一 个侧 面验证 本 场地经 强 夯处理 后 , 地 基 土 的压缩 性  指标 达 了设 计要 求 。对 于松散 的新 近堆 填 土 ,这 个加 固效 果  还是 比较 理想 的 。

  《 建筑 施工 》第 2 6卷  — —

沉管灌注桩承载力不达标原因分析及解决方案 工程质量;2000年04期10 姜千君; 沉管灌注桩的应用及探讨 [J];山东建筑工程学院学报;1997年03期 中国重要会议论文全文数据库 ...

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