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淺談靜力壓樁中基樁上浮的預(yù)防和處理

2010-09-21 10:19  來源于網(wǎng)絡(luò)  【  【打印】【我要糾錯】

  萬丈高樓拔地起,基礎(chǔ)安全是根本。對于一座高樓的建設(shè),其結(jié)構(gòu)安全在很大程度上是取決于基礎(chǔ)的,而基礎(chǔ)設(shè)計則是依據(jù)地質(zhì)勘察參數(shù),按設(shè)計規(guī)范進(jìn)行設(shè)計的,一般來講是不會有什么問題。而極易會出現(xiàn)問題的則是基礎(chǔ)的施工,預(yù)制砼壓樁分為兩大類,一類為預(yù)制砼實心樁,另一類為預(yù)制砼管樁。所采用壓樁機(jī)械為靜力壓樁機(jī),容易產(chǎn)生的問題為單樁極限承載力不夠及沉降量過大。究其原因做以下分析。

  一、產(chǎn)生單樁極限承載力不夠及沉降量過大的原因

  預(yù)制砼靜壓樁的承載力有兩部分組成,第一個為樁側(cè)土層間形成的摩擦力稱為樁側(cè)摩力。第二個為樁頭座臥在持力層形成的端承力,概括來講也就是我們所講的摩擦端承樁,樁側(cè)摩力主要與土質(zhì)的含水率有關(guān),在地下水位沒有過大變化時,其側(cè)摩系數(shù)基本上為不變值也就是說樁側(cè)摩力基本上為定數(shù),而樁端承力則與樁頭是否按要求進(jìn)入持力層有關(guān),當(dāng)樁頭沒有直接有效地進(jìn)入持力層而是上浮在持力層以上某個高度空間中,無法實現(xiàn)樁頭端承力,則單樁承載力必將下降,當(dāng)基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)荷載增大到一數(shù)值且大于樁側(cè)摩阻力時,樁體將會產(chǎn)生較大的沉降,其沉降量決定于樁頭的上浮空間,這樣必將給結(jié)構(gòu)安全帶來很大的危害,若沉降不均勻,極有可能造成在建筑樓房坍塌。

  2009年6月凌晨5:30分,上海市閔行區(qū)蓮花南路羅陽路口一幢十三層框架結(jié)構(gòu)即將竣工的住宅樓倒塌,全國媒體先后詳細(xì)報道,闡述倒塌原因為,樓房此面堆土過高,樓房南面有地下車庫,受樓北面土堆側(cè)壓力導(dǎo)致樓房向南傾倒,這種說法從結(jié)構(gòu)力學(xué)角度上說是有一點道理的,但僅憑樓房北側(cè)那一堆土的側(cè)壓力,很難造成十三層框架結(jié)構(gòu)住宅樓的整體倒塌,其真正的倒塌原因則為該樓基礎(chǔ)產(chǎn)生南大北小的不均勻沉降致使該樓整體倒塌。為什么會產(chǎn)生南大北小的不均勻沉降呢·分析原因為:一是該樓設(shè)計為預(yù)制砼靜壓管樁,在壓樁過程中由于沒有認(rèn)真控制好樁頂標(biāo)高,致使預(yù)制砼管樁樁頭沒有有效地進(jìn)入持力層,而是上浮在持力層以上某個高度,給日后樁身沉降埋下隱患。二是該樓南側(cè)地下水位發(fā)生變化,致使南側(cè)預(yù)制砼管樁周圍土質(zhì)含水率增大,樁側(cè)摩力減小。三是該樓即將竣工,結(jié)構(gòu)荷載已趨近最大值且已大于減小后的樁側(cè)摩力,瞬間預(yù)制砼管樁發(fā)生較大量的南大北小不均勻沉降,最終導(dǎo)致十三層框架結(jié)構(gòu)住宅樓向南面整體倒塌。

  綜合以上論述,預(yù)制砼靜壓樁上浮致使樁頭沒有座臥到持力層之間,問題一定要引起高度重視。

  二、產(chǎn)生樁體上浮的原因

  1.靜力壓樁,本身是一種擠密型樁,當(dāng)樁體壓入地層后,占據(jù)了地層內(nèi)樁體相同體積的空間,樁體本身強(qiáng)度大,不可能產(chǎn)生壓縮變形。只有對樁體周邊土層產(chǎn)生擠密,此時若地層為飽和軟弱土層,它含水量大,壓縮性小,在樁體的外界強(qiáng)力作用下,只有土體向各個方向擠壓移動,而土體本身壓縮性小,移動受到空間限制,故只有樁體上浮一條出路。

  2.施工順序不當(dāng)。當(dāng)現(xiàn)場施工順序不當(dāng),由周圍向中間施工時,施工到中間部位樁時,對于地層條件較好的土體,要么樁壓不進(jìn)去,需采取引孔壓樁,要么壓樁引起樁體上浮,造成該樁承載力下降,給工程結(jié)構(gòu)安全帶來隱患。

  三、預(yù)防樁體上浮的措施

  1.對于地層原因造成的樁體上浮,可采用下列方法預(yù)防:(1)采用開口型樁尖,盡量減少積壓。(2)采用預(yù)鉆孔埋樁,減少擠壓強(qiáng)度。(3)采用沙井或塑料插板,改善地層排水條件,降低地層含水量,增強(qiáng)其強(qiáng)度,提高其壓縮性。(4)限制壓樁速度和強(qiáng)度,使地層擠壓變形強(qiáng)度放慢,給其一個恢復(fù)的過程。

  2.調(diào)整打樁順序,嚴(yán)格按照先深后淺、先大后小、先中間后周邊的順序施工。對于一邊有建筑物的場地,應(yīng)由建筑物附近向遠(yuǎn)離建筑物方向施工

  3.采用樁頂標(biāo)高和壓樁終止壓力雙控制,以確保樁頭能有效進(jìn)入持力層及確保單樁承載力。

  4.劃分壓樁區(qū)域,復(fù)核已壓樁頂標(biāo)高,產(chǎn)生上浮進(jìn)行復(fù)壓至設(shè)計樁頂標(biāo)高。

  四、樁體上浮的處理

  1.對于在具有樁體上浮的場地施工時,應(yīng)對沉樁后的樁頂標(biāo)高進(jìn)行監(jiān)測做好標(biāo)記。

  2.當(dāng)發(fā)現(xiàn)樁體上浮時,必須認(rèn)真做好記錄,進(jìn)行有效備案。

  3.針對上浮樁體采用復(fù)壓,消除其上浮,以確保單樁承載力。

  4.經(jīng)復(fù)壓無法消除上浮的樁體,以書面形式上報設(shè)計院,申請樁體補(bǔ)強(qiáng)方案。

  五、對于單樁極限承載力測定,應(yīng)做靜荷載試驗,并同時應(yīng)做大小應(yīng)變的試驗,以確保基礎(chǔ)樁基的承載力,從根本上保證建筑結(jié)構(gòu)的安全。

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