5 振動沉?,F(xiàn)澆薄壁管樁技術(shù)特點
(1)振動沉模大直徑現(xiàn)澆管樁技術(shù)特點
(a)雙層鋼管空腔結(jié)構(gòu)優(yōu)點是可形成大直徑管樁(可達1.5m以上),與實心樁(一般樁徑小于600mm)相比,可提高樁摩擦力,并節(jié)省大量混凝土,從而大大降低造價。
(b)活瓣樁靴結(jié)構(gòu),可避免使用預制鋼筋混凝土樁頭,大大降低成本和加快施工進度。并且可以調(diào)整成樁擠土方向。
(c)通過造漿器造漿,可以減少沉模時環(huán)形套模內(nèi)外摩擦阻力,保護樁芯和側(cè)壁土穩(wěn)定。
(d)混凝土分流器可以避免管腔中混凝土澆注時的離析和厚薄不均。
(e)龍門支架較單柱支撐的優(yōu)點是保證機具穩(wěn)定,同時克服了常規(guī)結(jié)構(gòu)抗拔力不足問題。
(f)由于采用振動雙層套管成模工藝,灌注混凝土方量的相應(yīng)減少,施工速度較鉆孔灌注樁及粉噴樁要快,且質(zhì)量也容易控制,加固同等面積軟土地基效率提高40%以上。
(g)選擇大直徑管樁進行地基加固,由于樁身表面積大,使單樁承載力大為提高,與實心混凝土樁或粉噴樁相比,單樁在復合地基處理中控制的加固面積大(對于1m樁徑的管樁加固面積一般大于10m2);
(h)該樁型成樁質(zhì)量穩(wěn)定,可沉樁較深(25~35m),樁體與樁周土形成剛性復合地基,復合層的變形很小,地基穩(wěn)定性得到提高。
(i)土中套管成?,F(xiàn)澆管樁機具形成的復合地基技術(shù)在高速公路、市政工程等軟基加固中的使用,將節(jié)約成本,縮短工期,提高工程質(zhì)量,具有廣泛應(yīng)用前景。
(2)適用范圍
振動沉模大直徑現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁技術(shù)適用于各種結(jié)構(gòu)物的大面積地基處理。如(a)多層及小高層建筑物地基處理;(b)高速公路、市政道路的路基處理;(c)大型油罐及煤氣柜地基處理;(d)污水處理廠大型瀑氣池、沉淀池基礎(chǔ)處理;(e)江河堤防的地基加固等。
地基處理的土層,應(yīng)以以下土層為代表:(a)表層土:有1~2m厚的填土,或可~軟塑的素填土3~5m。(b)下部土層:以軟~流塑狀態(tài)的粉土、粉質(zhì)粘土為主體。(c)底部土層:以進入砂層為持力層,稍密的砂約1~2m,中密以上的進入該層0.5m;(d)對于砂土的夾層厚度不宜大于4m的土層。根據(jù)以上幾點的要求,該機械設(shè)備制作的管樁應(yīng)具有一定的承載力及抗水平的推力;該樁型同時也可放置鋼筋籠及改進樁尖結(jié)構(gòu)增大筒內(nèi)土體的擠密作用,以提高其承載效果。
6 振動沉模大直徑現(xiàn)澆管樁復合地基設(shè)計與檢測
由于振動沉模大直徑現(xiàn)澆管樁與褥墊層、土共同作用形成剛性樁復合地基,振動沉模大直徑現(xiàn)澆管樁復合地基的設(shè)計按剛性樁復合地基進行。復合地基承載力的確定,比較可靠的方法式采用單樁或多樁復合地基原位載荷試驗實測,也可用根據(jù)公式進行估算[1],[2]。復合地基沉降量通常分為二部分,即復合地基加固區(qū)的壓縮量,加固區(qū)下臥層厚度為壓縮量,于是在荷載作用下復合地基的總沉降為二部分之和[1],[2]。
(1)振動沉模大直徑現(xiàn)澆管樁復合地基設(shè)計內(nèi)容
(a)根據(jù)地質(zhì)勘測報告,確定樁端持力層和樁長;
(b)確定樁徑和壁厚,一般設(shè)計樁徑為1000mm~1500mm,設(shè)計壁厚100~150mm;
(c)根據(jù)設(shè)計要求的復合地基承載力和變形確定樁間距和布置,一般樁間距為(3~5)d;
(d)樁體混凝土等級,根據(jù)形成復合地基承載力的需要,一般采用C10~C25;
(e)褥墊層厚度及材料,褥墊層厚度一般取10~40cm,材料可選粗砂,碎石,中間設(shè)土工隔柵。
(2)質(zhì)量檢測方法
振動沉模大直徑現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁檢測分三種方式進行,即:
(a)現(xiàn)場開挖:檢查樁身外觀質(zhì)量,該項工作應(yīng)在樁基完工14天后進行。
(b)低應(yīng)變和高應(yīng)變檢測:采用反射波法對樁身完整性進行檢測。 來源:www.examda.com
(c)靜載荷試驗或復合地基承載力載荷試驗:對單樁承載力或復合地基承載力進行檢測。
7 振動沉模大直徑現(xiàn)澆管樁技術(shù)的應(yīng)用
(1)工程加固概況 本文來源:考試大網(wǎng)
南京大廠區(qū)經(jīng)一路軟基加固工程位于南京市長江北岸,地基土層為8~18米深粉質(zhì)粘土,設(shè)計路堤填土最大高度為6.0米。通過堆載預壓、真空預壓、粉噴樁等方案比較,最終確定了現(xiàn)澆管樁復合地基軟基加固技術(shù)方案,設(shè)計樁長從6m到11.8m不等,工程總量為3780延米。設(shè)計直徑 1000mm,壁厚120mm,混凝土等級C20,坍落度5cm~8cm,樁間距橫向3.0m,縱向間距排與排之間3.5m,采用正方形布置。于2001年11月底完成地基處理工程。圖3為現(xiàn)場施工的照片,圖4為開挖單根管樁樁頭。
(2)樁基檢測
該樁基工程檢測分三種方式進行,即:
1)現(xiàn)場開挖:檢查樁身外觀質(zhì)量,該項工作在樁基完工14天后進行,檢查數(shù)量不得少于3根。開挖結(jié)果表明,樁身混凝土結(jié)構(gòu)完整,無斷樁和空隙。 來源:考試大的美女編輯們
2)低應(yīng)變檢測:采用反射波法對樁身完整性進行檢測,檢測數(shù)量為總樁數(shù)的25%。南京大學科技實業(yè)集團公司基礎(chǔ)工程科技應(yīng)用中心《樁基低應(yīng)變動力檢測報告》表明:樁身混凝土強度等級達到設(shè)計C20要求。實測各樁樁身完整,為A類樁。
3)靜載荷試驗:對單樁承載力進行檢測,檢測數(shù)量為三根樁。中鐵大橋局集團第二工程有限公司五分公司《基樁靜荷載試驗報告》表明,7.8m管樁豎向極限承載力大于600kN,滿足設(shè)計要求。
(3)現(xiàn)場測試
在樁基實施過程中,進行了現(xiàn)場埋設(shè)儀器和測試研究,結(jié)論如下:
1)樁周地表土的位移。從實測資料可以看出,在沉樁過程中對于地表土體的擠密近于指數(shù)形式的衰減。在距樁心2.5m處樁周土的位移量均小于2mm,說明本次設(shè)計的樁間距是合理的。
2)沉樁過程土壓力的變化。從距沉樁中心3m處實測資料中反映出的特點大致為:在單樁沉入時,且無相鄰樁的存在的情況下,沉樁的擠土壓力在上部5m范圍內(nèi)近于一致的,下部由于土質(zhì)較硬擠土作用明顯,因此,在5m以下土壓力要高于上部壓力。隨著沉樁深度的變化,下部土壓力也隨之上升。打樁結(jié)束后,樁周土壓力隨時間不斷地減小,這一點與已有的觀點是一致的,即應(yīng)力松弛現(xiàn)象。由于已經(jīng)存在的樁對樁周土體已經(jīng)擠密,因此,在打入相鄰樁時,對在已成樁的邊緣產(chǎn)生較大的擠壓應(yīng)力,其應(yīng)力變化特點為隨沉樁深度的加深有增加的趨勢,但增量有限。沿徑向土壓力也是衰減的。從后期提供的低應(yīng)變檢測報告中反映,本工程設(shè)計的樁間距是合理的,并未發(fā)生側(cè)向擠壓導致的擠壓破壞現(xiàn)象。
3)孔隙水壓力變化特征??紫端畨毫﹄S沉樁深度逐漸增加,但增加至一定值后,孔壓將不再增加。距離沉入樁越近孔壓升的越高。本次預埋的孔隙水壓力計距沉樁邊最近的為0.5m,在該處孔壓升高到近30kPa,是距樁邊3m處孔壓的3倍。本場地為亞粘土孔壓消散也很快。
4)沉樁引起的樁周土不同深度的水平位移。沉樁的擠土作用導致樁周土發(fā)生徑向位移,從實測結(jié)果分析可知,在距樁邊1m處擠壓水平位移很大,最大可達30mm以上,距樁邊2m處水平位移明顯減小,距樁邊2.5~4.5m處水平位移很小。但無論是距樁心遠近,每次檢測會發(fā)現(xiàn)在2m深處水平位移偏低,可能是由于上部表層土經(jīng)過碾壓形成硬殼,在沉樁過程中硬殼下面的飽和回填土或軟粘土產(chǎn)生變形所至。
8 結(jié)語
振動沉?,F(xiàn)澆混凝土管樁技術(shù)吸收了預應(yīng)力管樁和振動沉管樁等技術(shù)的優(yōu)點。該管樁樁身強度高,直徑大,有效加固深度可達30m以上,施工工藝簡單,可操作性強,便于質(zhì)量控制、監(jiān)督,單樁承載力高而造價又相對較低。振動沉模大直徑現(xiàn)澆管樁復合地基新技術(shù)具有承載力提高幅度可調(diào)范圍大、變形模量高、樁體質(zhì)量及耐久性有保障等特點,且有效地降低了基礎(chǔ)處理成本,提供了提高地基承載力、控制地基變形的一種極為有效的方式。振動沉模大直徑現(xiàn)澆管樁是軟土地區(qū)的優(yōu)質(zhì)高效樁,具有較大的應(yīng)用推廣價值,其施工設(shè)備和工藝還有待于在實踐中改進和完善。