徐州蘇豪時(shí)代廣場(chǎng)工程,位于徐州市淮海西路和礦山東路交叉口,南北長(zhǎng)160米,東西寬86米,地下一層,地上五層裙樓,中間核心筒部位為兩棟19層和 16層塔樓;本工程裙樓部位基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為:先張法預(yù)應(yīng)力管樁,規(guī)格:PC500(70)A,設(shè)計(jì)為有效樁長(zhǎng)16m,樁頂標(biāo)高平均在地面以下6m,單樁承載力特征值為1400KN; 核心筒部位為500×500的21.7米方樁,樁頂標(biāo)高平均在地面以下7m,單樁承載力特征值為2500KN.本工程管樁施工采用了一臺(tái)600噸位的靜壓樁基和一臺(tái)80柴油錘擊樁機(jī)進(jìn)行施工。設(shè)計(jì)總樁數(shù):方樁432根采用靜壓施工;管樁總762根,其中306根采用錘擊,其余采用靜壓施工工藝。
地質(zhì)條件:本工程處于黃河古道的底部,地層分布均勻:6米以上為雜填土含大量的石塊;6-14m為褐黃色粉質(zhì)粘土部分夾薄層砂,厚度在0.2-1m,可塑;14-24m ,黃色粘性土,部分夾薄層砂厚度在0.3-1m,硬塑;24m以下為黃色粘性土夾鐵質(zhì)結(jié)核,硬塑。
現(xiàn)結(jié)合工程實(shí)際對(duì)靜壓樁錘擊樁的不同特點(diǎn)進(jìn)行分析
1.沉樁機(jī)理的不同
1.1靜壓法施工是通過(guò)抱緊油缸將樁抱緊,以機(jī)械的自重和機(jī)身上的配重通過(guò)頂壓油缸傳遞到樁身,集中受力后,再將樁壓入地層標(biāo)高中。
1.2錘擊樁是通過(guò)錘頭內(nèi)的錘芯壓縮缸體內(nèi),當(dāng)霧化的柴油和機(jī)油進(jìn)行燃燒爆炸產(chǎn)生向下的作用力,再通過(guò)錘頭下的樁帽等一系列緩沖將力和振動(dòng)作用到樁身,逐步擊入土層標(biāo)高。
2.施工造成土體破壞程度的對(duì)比分析
2.1靜壓樁沉樁過(guò)程中,樁尖進(jìn)入土體后,原狀土受到壓縮變形以及初應(yīng)力狀態(tài)的破壞,使貼近樁周處土體結(jié)構(gòu)完全破壞,隨著貫入壓力的增大,土體達(dá)到急劇破壞,粘性土土體在有水的作用下產(chǎn)生塑性流動(dòng),砂性土?xí)a(chǎn)生擠密側(cè)移和部分液化;
2.2錘擊樁沉樁時(shí),土體在樁身的沖擊力和震動(dòng)的作用下,粘性土產(chǎn)生壓縮變形,樁身逐步進(jìn)入,砂性土在震動(dòng)的作用下產(chǎn)生液化,抗剪力降低,在沖擊力作用下進(jìn)入土體;震動(dòng)作用下對(duì)土作用面較大。
2.3在粘性土施工中,兩種施工方法均會(huì)產(chǎn)生對(duì)地表向上隆起效應(yīng),靜壓樁對(duì)土體的作用面較小,錘擊樁在震動(dòng)中對(duì)土體的作用面較大,因而在施工時(shí),錘擊樁所造成的土體隆起要大于靜壓樁。在砂性土施工中,由于靜壓樁主要采用擠密方法進(jìn)入,理論上產(chǎn)生的隆起較大,而錘擊樁產(chǎn)生砂性液化,土體內(nèi)水流失后產(chǎn)生的隆起較小,甚至不會(huì)造成隆起效應(yīng)。
工程實(shí)施過(guò)程中發(fā)現(xiàn),靜壓樁在進(jìn)入砂層面時(shí),壓力陡然上升,靜壓樁施工困難。但當(dāng)兩種機(jī)型在同一地點(diǎn)施工時(shí),由于錘擊樁施工造成淺層的粉土和砂層的液化,壓力上升幅度明顯降低,淺層的粉土液化甚至造成機(jī)身較重的靜壓樁機(jī)濕陷。
3.樁身部位,在施工過(guò)程中受力不同的分析
3.1靜壓樁施工時(shí),往往按照設(shè)計(jì)的極限承載力的1.5倍左右配備荷載,最大荷載不能超出樁身的所能承擔(dān)的應(yīng)力。施壓值隨著入土深度的增加逐步增大。樁身某一點(diǎn)的受力等于施壓值減去上部樁長(zhǎng)(送樁過(guò)程中要加上送樁器)與土體的摩阻力,相同施壓值的情況下,逐步減小。當(dāng)樁端部點(diǎn)的力小于樁端的阻力時(shí),樁身將無(wú)法下壓,需采取增加施壓值或減少樁身摩阻力的方法來(lái)解決。理論上,假定在相同施壓值荷載情況下,下壓過(guò)程中的樁,土層某一點(diǎn)所對(duì)應(yīng)樁身點(diǎn)的受力相同。由于土層的變化,樁身受力相同的點(diǎn)的位置不同,總體來(lái)看在施工期間樁體受力,變化較為單一。
3.2錘擊樁,施工過(guò)程中,樁身某一點(diǎn)受力等于樁錘所施加的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為沖擊力減去該點(diǎn)以上部位在土體深度內(nèi)的摩阻力。樁錘所能施加的能量與樁錘跳起的高度有關(guān),錘跳起的高度不但與檔位有關(guān),而且與樁身在入土過(guò)程中所產(chǎn)生的瞬間抵抗力有關(guān),只有當(dāng)瞬間抵抗力充分時(shí),樁錘的跳起高度才能達(dá)到極限。因而在施工時(shí)樁身點(diǎn)的受力較為復(fù)雜,不會(huì)因?yàn)槿胪辽疃鹊脑黾佣⒓礈p小,但總的減少趨勢(shì)與靜壓樁一致。
3.3在砂性土中,由于受震動(dòng)液化的影響,錘擊樁施工過(guò)程中的樁身的摩阻力比靜壓樁會(huì)明顯減少。假定在相同壓力作用下,樁身某一點(diǎn)所形成的應(yīng)力,錘擊樁將高于靜壓樁,即錘擊樁入土點(diǎn)的下壓力大。因此在砂性土較厚工程及以標(biāo)高控制的樁,往往采用錘擊方法對(duì)施工更有利。嵌巖樁施工,考慮到樁尖部位的破壞力,一般只能采用錘擊樁施工。
在工程施工中, 由于24m以下的黃色粘性土中鐵質(zhì)結(jié)核在局部地方較為豐富,靜壓樁無(wú)法壓至指定的標(biāo)高,監(jiān)理要求施工單位更換采用了錘擊樁機(jī)施工,均能夠施工到位,避免了由于樁身不到位所產(chǎn)生的質(zhì)量隱患。
4.施工階段對(duì)承載力初步判斷方法不同
4.1在靜壓樁施工時(shí),往往采用入土的有效樁長(zhǎng)和終壓值進(jìn)行控制,設(shè)計(jì)的樁長(zhǎng)較短的工程,考慮到土體的恢復(fù)系數(shù),終壓值宜盡量達(dá)到設(shè)計(jì)取值的1.5∽1.7倍,并視土質(zhì)及布樁情況考慮復(fù)壓。
4.2錘擊樁施工時(shí),一般采用入土的有效樁長(zhǎng)和最后貫入度進(jìn)行控制,因而在施工機(jī)械進(jìn)場(chǎng)后,對(duì)不同的樁機(jī)均要按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行必要的試打,記錄不同機(jī)型進(jìn)入不同深度和不同地層的貫入度指標(biāo),用錘標(biāo)準(zhǔn)一般采用固定的中檔錘。當(dāng)工程的地層變化較大時(shí)或者樁基承載力不同時(shí)
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