復(fù)雜地質(zhì)條件下的PHC樁施工-最新文檔

1、復(fù)雜地質(zhì)條件下的PHC樁施工:PHC pile is the prefabricated concrete struetures on the basis of modern high-performance concrete andpre-stressed technology. This article, taken FAP Project in Pakistan as an example, sheds light on the selectiono f construetion equipment, method statement ofconstruetion and checkin

2、g of the ultimate bearing capacity for the PHC piles instailed through complicated geological conditions.問(wèn)題提岀的背景1.1工程概況巴基斯坦卡西姆港糧食化肥碼頭位于巴基斯坦南部城市卡拉奇市，一 期需建成6個(gè)糧食筒倉(cāng)，總儲(chǔ)存能力為74, 0001 ,倉(cāng)為PHC樁群樁基 礎(chǔ)，筒倉(cāng)基礎(chǔ)直徑約30米，每個(gè)筒倉(cāng)基礎(chǔ)下布置8486根PHC樁，6個(gè)筒倉(cāng)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)用樁共計(jì)512根，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)分別為20m 24m 26m樁徑800mm壁厚110mm由兩根短樁對(duì)接而成。圖1筒倉(cāng)PHC樁布置示意圖1.2地質(zhì)條件1工

3、程區(qū)域的地質(zhì)由粘土層和砂層組成，累積厚度達(dá)14. 8 20. 4m。根據(jù)地層的成因時(shí)代、巖性特征、埋藏條件及物理力學(xué)性質(zhì)，將場(chǎng)區(qū)內(nèi)地基土劃分為12個(gè)工程地質(zhì)層組：1粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)砂土；1、2粉質(zhì)細(xì)砂；3中粗砂；4粘土；5砂質(zhì)粉土、砂質(zhì)粘土；1中粗砂；2粉質(zhì)細(xì)砂；3粘土、淤泥質(zhì)粘土；4粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)粉土；5中粗砂、砂礫；7淤泥質(zhì)粘土、砂質(zhì)粘土、砂質(zhì)粉土。該區(qū)域鉆探資料顯示該區(qū)域地 層復(fù)雜，地 質(zhì)特點(diǎn)為軟硬層交替，在TOm左右的軟夾層SPT為4/300mm-7/300mni 在-17m左右有硬夾層SPT為52/150mno1.3問(wèn)題的提出PHC樁作為一種常用的樁基結(jié)構(gòu)，但由于其混凝土結(jié)構(gòu)形式，在設(shè)

4、計(jì)中一般避免用于孤石和障礙物多的地層及不宜用于有堅(jiān)硬隔層的地質(zhì) 條件2 o在設(shè)計(jì)中，在對(duì)比了多種樁基結(jié)構(gòu)后，綜合工期、費(fèi)用及技術(shù)可行性等方面的分析提出了在復(fù)雜地質(zhì)條件下采用PHC樁的方案，對(duì)沉樁施工控制提措施出了要求。施工方法由于筒倉(cāng)的樁為群樁，沉樁施工順序采用先長(zhǎng)樁后短樁，自中間分 兩邊對(duì)稱前進(jìn)及自中間向四周進(jìn)行。測(cè)放的樁位經(jīng)復(fù)測(cè)無(wú)誤后方可進(jìn)行沉樁，并且每天施工前要檢查即將 施打的樁位與鄰樁之間的尺寸是否正確。為便于沉樁高度控制，在沉樁區(qū) 域周邊設(shè)置46個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)。檢查樁機(jī)，確保設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)后移動(dòng)設(shè)備就位、對(duì)中、調(diào)直。樁機(jī)就位后，用35噸吊車將第一節(jié)樁送至樁機(jī)前。首先插 樁，用樁 機(jī)上的吊勾喂

5、樁，采用一點(diǎn)綁扎，吊點(diǎn)選在四分之一處，將樁吊起后，緩緩地將樁一端送入樁帽中，樁位可事先用短鋼筋釘出，對(duì)位準(zhǔn)確后，再用兩臺(tái)經(jīng)緯儀或全站儀（其中1臺(tái)位于樁機(jī)前方、1臺(tái)位于樁機(jī)側(cè)方，兩臺(tái)經(jīng)緯儀或全站儀軸線互相垂 直）雙 向調(diào)整樁的垂直度，通過(guò)樁機(jī)導(dǎo)架的旋轉(zhuǎn)、滑動(dòng)及停留進(jìn) 行調(diào)整。沉樁過(guò)程問(wèn)題處理3. 1 土質(zhì)密實(shí)沉樁過(guò)程中貫入度過(guò)小最初施工的閉口樁因土體處理完好后沉樁阻力過(guò)大，錘擊數(shù) 過(guò)高破 損率較高。而且很多樁都只打至-16m ,不能打至設(shè)計(jì)標(biāo)高-22m ,沉樁 效率也非常低。根據(jù)正常沉樁情況，現(xiàn)場(chǎng)樁的錘擊數(shù)需在10001500錘之間為宜，最多不超過(guò)2500錘，否則容易發(fā)生疲勞損壞。部分樁錘擊數(shù)達(dá)

6、到了 4000多錘。為避免大面積的補(bǔ)樁，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)沉樁中出現(xiàn)的情況做了分類，并針對(duì)各類沉樁問(wèn)題進(jìn)行統(tǒng)一處理：修改樁尖設(shè)計(jì)的樁尖為閉口樁尖，根據(jù)單樁承載力公式，在同樣地質(zhì)條件下樁端承載力和樁端承載面積成正比。常用規(guī)格的預(yù)應(yīng)力管樁樁尖對(duì)端 阻力的影影響如下3:樁徑mm）壁厚mm）加樁尖開口面積A2（ mm2）不加樁尖開口面積A1mm） 2理論端阻力降低百分率%800 110 502400 238326 0.526本工程中的PHC樁是以樁側(cè)摩阻力為主的端承摩擦樁，根據(jù) 公式理論 計(jì)算可知降低端樁阻力是減少沉樁阻力的有效手段之。修改后證明，沉樁錘擊數(shù)由以前的4000多錘降到3000多錘。水沖法配合施工4在

7、減少了樁端阻力的情況下，還存在難以施打的樁，現(xiàn)場(chǎng)采用了水沖 法配合施工。為避免破壞樁的外摩擦力，導(dǎo)致樁的承載力無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要 求，現(xiàn)場(chǎng)采用內(nèi)沖內(nèi)排的施工方法。施工注意事項(xiàng)：水沖完成后必須采用污泥泵將樁內(nèi)的積水抽 排干凈， 否則將會(huì)出現(xiàn)沉樁時(shí)積水過(guò)多無(wú)法外排的情況下將樁憋三、旋挖法配合施工對(duì)于連續(xù)幾根樁貫入度均較小的區(qū)域，采用預(yù)先破壞上層土層密實(shí) 度，減少樁側(cè)摩阻力的方法進(jìn)行施工。破壞土層的方法現(xiàn) 場(chǎng)采用了旋挖取 土發(fā)進(jìn)行。預(yù)先在樁位處采用采用ZR220旋挖鉆機(jī)配600螺旋鉆頭 挖孔植樁的 處理方案，旋挖取土后沉樁阻力及錘擊數(shù)大大減少，通過(guò)高應(yīng)變檢測(cè)，所沉 樁承載力均滿足設(shè)計(jì)要求，也相應(yīng)的提高了

8、沉樁效率。3. 2 土層中有硬質(zhì)夾層在含有硬夾層的區(qū)域沉樁時(shí)，必須認(rèn)真研究地質(zhì)報(bào)告，按照貫入度的 變化嚴(yán)格控制錘擊能量，即控制錘落距，在穿夾層時(shí)可以適當(dāng)增加錘擊能 量，但錘高在任何情況下不得大于1.5m，避 免產(chǎn)生過(guò)大的壓應(yīng)力將樁打 壞，因穿夾層時(shí)貫入度變化比較明顯，是一個(gè)由大變小再變大的過(guò)程，這就 要求打樁人員必須認(rèn)真 觀測(cè)記錄錘擊數(shù)和貫入度，在即將穿過(guò)硬層時(shí)，及 時(shí)減少錘擊能量，避免穿過(guò)硬層后錘擊能量過(guò)高，貫入度過(guò)大產(chǎn)生較大的拉 應(yīng)力將樁拉裂，產(chǎn)生不必要的損失，一般情況下在穿過(guò)硬層在降低 錘高后 貫入度仍繼續(xù)增大則樁已經(jīng)破壞。PHC樁承載力分析為驗(yàn)證所用施工方法的效果，現(xiàn)場(chǎng)選取了兩根非工程

9、樁進(jìn)行承載力實(shí) 驗(yàn)，同時(shí)對(duì)工程樁按10%的頻率進(jìn)行高應(yīng)變檢測(cè)。4. 1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)承載力比較：在PHC樁計(jì)算書中，正常條件下的單樁承載力為F1二2593. 3kN。地震條件下的單樁承載力F2=3209. 5kN。根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-2008的規(guī)定。正常條件下單樁承載力安全系數(shù)為2. 0。地震條件下的單樁承載力安全系數(shù)為1. 5。TP1初打總承載力FTP 1C=5821. 7kNFTP1C2F1=5186. 6kNFTP1O1. 5F2=4814. 25kN符合設(shè)計(jì)要求。TP2初打總承載力FTP 205943. lkNFTP1C2F1=5186. 6kNFTP1O1. 5F2=4814. 25kN符合設(shè)計(jì)要求。4.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與靜載實(shí)驗(yàn)比較：靜載實(shí)驗(yàn)的最大荷載L=5858kN。復(fù)打后測(cè)得的的樁的極限承載力分別為：FTPl=5979kN5858kNFTP2二6524. 9kN58