沉管灌注桩中吊脚事故分析及质量控制措施

第34卷第11期西建筑󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁Vol.34No.11󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁山2008年4月Apr.󰀁2008SHANXI󰀁ARCHITECTURE

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文章编号:1009󰀁6825(2008)11󰀁0133󰀁02

沉管灌注桩中吊脚桩事故分析及质量控制措施

曹󰀁星

摘󰀁要:结合湖南郴州市具体工程实例,对工程中产生的吊脚桩施工质量问题进行了详细分析,并提出了相应的防范措施和方法,避免沉管灌注桩施工中吊脚桩的出现,以提高桩基工程的质量。关键词:沉管灌注桩,施工工艺,质量控制中图分类号:TU473.1

󰀁󰀁沉管灌注桩是采用沉管打桩机将钢管沉入土中,然后边灌注混凝土边振动或边锤击边拔出钢管而形成灌注桩。自20世纪80年代以来,沉管灌注桩以其承载力高、施工方便、工期短、造价低、适用范围广等优点在我国沿海和内陆许多地区得到广泛应用[1]。但是,若施工方法和施工工艺不当,将会造成缩颈、隔层、断桩、夹泥和吊脚桩等质量问题。文中结合工程实例,分析了沉管灌注桩出现吊脚桩质量问题的原因,并提出了相应的质量控制措施。

所谓吊脚桩,即桩底部的混凝土隔空或混凝土中混进了泥砂而形成松弱层。形成吊脚桩的原因:1)由于混凝土预制桩靴质量差,强度不够,其边缘在沉管时被冲破,桩靴挤入桩管内,加以拔管时冲击振动不够,桩靴未被压落下时被硬土层卡住,未落到底面而形成吊脚。2)混凝土桩靴被打碎而进入桩管内,泥砂与水也挤入桩管,与灌入的桩身混凝土混合而形成松软层。防止吊脚桩要严格检查混凝土桩靴的强度(应不小于C30),以免桩靴被击碎或击破边沿压入桩管。文中认为,形成󰀂吊脚桩 的主要原因还有另一种情况:当设计桩间距较小不符合规范标准要求时,以稍密以上的粉土、砂土或硬塑粉土作为持力层的沉管灌注桩,易发生基桩被挤起脱空而形成吊脚桩。

文献标识码:A

440kN,对应Qu的沉降量s=57.2mm,检测的单桩承载力标准值Rk=220kN,对应Rk的沉降量s=11.2mm,试件5满足设计承载力要求。

通过二次测试5个试件,发现不同位置、不同桩间距的承载力差异显著,3个试件不满足设计承载力,2个试件满足设计要求。针对桩基础质量事故分析认为,沉管灌注桩出现󰀂吊脚桩 现象。经计算,设计承载力Rk=220.2kN,取Rk=220kN。即摩擦力标准值为149kN,端承力标准值为71kN。

1.2󰀁结果分析

通过对测桩过程分析,试件1,2,3在承载力132kN~154kN范围内,对应的沉降量为2mm左右,根据摩擦力标准值149kN的理论依据,说明桩的侧摩阻力在发挥作用,对应的沉降量很小。但当加荷到308kN~350kN时,3根试件沉降量突然剧增,最大至140mm时,仍不能稳定,通过测桩过程及理论分析说明,一旦摩擦力被克服,端承力没有明显体现出来,按照理论依据端承力标准值为71kN,此时不应马上有较大沉降,设计的端承摩擦桩此时成为纯摩擦桩。

试件4,5试验至最大荷载440kN过程中,各级沉降稳定、连续、均匀,无突变,累计沉降量最大值为57mm,说明持力层确实存在并发挥端承作用,保证了桩的承载力要求。因此认为,试件1,2,3可能由于持力层挤土效应,造成相邻桩尖被挤起脱空,形成桩尖下松软的󰀂吊脚 ,而影响桩的承载力。

JGJ94󰀁94建筑桩基技术规范要求:穿越饱和软土桩的最小中心距为3.5d。本工程设计中都超过了上述规范要求。试件4,5桩间距为1400mm或1500mm,且位于边排,基本符合4d=1508mm要求,因挤土效应小,桩端能较好地发挥作用,而试件1,2,3位于中间桩,且桩间中心距为1200mm或1300mm,已明显不符合4d的最小要求,桩尖挤土效应显著,桩尖出现󰀂吊脚 性状,严重影响桩的承载力。因此认为:当设计桩间距较小不符合规范标准要求时,以稍密以上的粉土、砂土或硬塑粉土作为持力层的端承桩、摩擦端承桩、端承摩擦桩等沉管灌注桩者,必须预防基桩被挤起脱空而形成󰀂吊脚桩 。这类事故在打桩过程中很难发现,事故隐蔽性较大,故打桩时应格外注意。

1󰀁工程实例

湖南省郴州市城市拆迁安置房,面积3950m2,砖混结构6层,基础为直径377mm的振动沉管桩,桩长约23m,施工控制最后2min贯入度在6cm~8cm。单桩设计承载标准值Rk=220kN,最小中心间距为1200mm,最大中心距为1500mm,布桩平面系数为5.76%,总桩数为323根。

表1󰀁沉管灌注桩静载试验表

试验编号1234

桩间距mm1300130012001500

最大试验荷对应Qu沉降单桩承载力载Qu/kN标准值Rk/kNs/mm

352352308440

>100>100>14028.74

154154132220

对应Rk沉降量/mm1.892.742.486.69

1.1󰀁沉管灌注桩静载试验

桩基施工前,监理单位对桩尖进行强度及内部构造检查,质量符合设计要求。施工过程控制符合设计规定。桩基础完工后第26天,进行低应变动力检测,共抽查60根沉管灌注桩,抽查结果为:!类桩51根,∀类桩9根,总体评价桩身完整性合格。同时根据要求对4根沉管灌注桩进行单桩竖向静载试验,其中试件1,2,3的桩间中心距为1200mm或1300mm,试件4的中心距为1500mm,根据静荷载测试,结果见表1。试件1,2,3的单桩承载力标准值不符合设计要求。为确定桩基事故原因,决定在桩间距为1400mm的其他桩再测试试件5,位置在边排桩,结果Qu=

收稿日期:2007󰀁12󰀁23

2󰀁质量控制措施

1)设计单位应根据层间土的性质、持力层土的性质等情况合理布桩,避免过小的桩间距和过大的布桩平面系数;2)根据地质

勘探资料、桩位图及有关规范标准,必须认真编制施工方案,确定打桩顺序和打桩速率;3)在布桩密、桩间距小的桩基施工中,若有可能发生󰀂吊脚桩 ,应在打桩过程中进行复打检验;4)桩基施工完毕,待桩身混凝土达到要求强度后,利用原有打桩机械进行原位

作者简介:曹󰀁星(1972󰀁),男,工程师,郴州市建设工程质量安全监督管理站,湖南郴州󰀁423000

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第34卷第11期西建筑󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁Vol.34No.11󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁山2008年4月Apr.󰀁2008SHANXI󰀁ARCHITECTURE

文章编号:1009󰀁6825(2008)11󰀁0134󰀁02

水泥土桩复合地基的室内模拟试验分析

戚本海󰀁李文彪

摘󰀁要:通过水泥土桩复合地基的室内模拟试验研究,分析并得出了桩长、褥垫层、桩土应力比之间的关系,指出本试验

模型操作方便、省时省力,能实现多种实验功能,值得推广,此模型试验结果对水泥土桩的实际工程设计具有一定的参考价值。

关键词:水泥土桩,复合地基,桩长,褥垫层中图分类号:TU473.1

󰀁󰀁水泥土桩复合地基是采用搅拌法对软弱饱和地基进行处理而形成的复合地基,它是利用水泥、石灰等材料作为加固剂,通过特制的深层搅拌机边钻边往软土中喷射浆液或雾状粉体,在地基深处将软土和固化剂强制搅拌,固化剂和软土之间产生物理化学作用,形成抗压强度高并具有整体性、水稳定性的加固土状体,由加固土状体和桩间土共同作用而构成水泥土桩复合地基。水泥土桩复合地基具有一切复合地基的特性,地基中的桩与桩间土共同承担上部荷载,在荷载作用下,复合地基的应力场和位移场均由于桩体的存在而发生较大的变化,在桩体上产生应力集中的现象。复合地基设计中最理想的结果是桩体与桩间土能最大限度地发挥作用,以达到最经济的目的。桩土应力比反映了复合地基桩土荷载分担特性,影响着复合地基荷载传递,是一个重要的设计参数。由于桩土材料和桩间土体的应力∃应变关系相差很大,复合地基中桩土应力比不是一个常数,至今也没有一个精确的计算公式,并且还受众多因素如地基土的性质、桩径、桩长、水泥土桩的桩身弹性模量、垫层厚度、垫层弹性模量的影响。文中对影响水泥土桩复合地基桩土应力比的一些因素进行试验模拟试验分析,得出了一些具有规律性的结论,对于工程中的优化设计具有指导作用。

跑桩,使基桩上挤的位移复原。

湖南省郴州市城市拆迁安置工程中,在对沉管灌注桩进行深入分析、计算、试验的基础上,提出对所有桩进行原位跑桩的加固方案,发现约50%的桩下沉位移为100mm~200mm。经两年的沉降观测,沉降值很小且稳定。

文献标识码:A

1󰀁模型试验研究

1.1󰀁模型试验总体装备(见图1)

1.2󰀁材料的选取

试验用的土是采用赣州赣江边的软土,其物理性质是:含水量为51.3%,粘聚力为2.35kPa,󰀁=0.85%;试验用水泥采用325号普通硅酸盐水泥。

1.3󰀁模型的形成

制成水泥土桩,在顶面盖一层塑料薄膜,然后铺设按实验要求的砂垫层,在垫层上加5kPa的压力作为压密荷载。

2󰀁模型试验内容

1)在褥垫层厚度为25cm的条件下,桩长分别为100cm,120cm,150cm时,加一定的荷载,量测在各个荷载作用下的桩顶粉土、砂土或硬塑粉土作为持力层的沉管灌注桩,易发生基桩被挤起脱空而形成吊脚桩,设计施工中应特别注意。

2)在布桩密、桩间距小的桩基施工中,应在打桩过程中进行复打检验;原位跑桩是对吊脚桩加固的一种加固方法。

参考文献:

[1]沈保汉.沉管灌注桩施工技术的发展[M].北京:中国建筑出版社,2001.

[2]JGJ94󰀁94,建筑桩基技术规范[S].

[3]肖󰀁欣,张林峰.水下沉管灌注桩常见问题及防治措施[J].山

西建筑,2007,33(15):90󰀁91.

3󰀁结语

文中就湖南省郴州市城市拆迁安置房工程的沉管灌注桩中吊脚桩的事故进行了分析并对类似事件的质量控制措施进行了探讨,得出如下结论:

1)当设计桩间距较小不符合规范标准要求时,以稍密以上的

Accidentanalysisofsuspendingpileinpipe

sinkingcast󰀁in󰀁placepileandqualitycontrolmeasures

CAOXing

Abstract:Inthispaper,throughanexampleinChenzhoucityHu&nanprovince,someconcreteproblemssuchassuspendingpileproblemsareanalyzed,andcountermeasurestoimprovethequalityofthepileandavoidtheappearanceofsuspendingpileproblemsinfoundationprojectwasbroughtforward.

Keywords:suspendingpile,constructiontechnology,qualitycontrol

收稿日期:2007󰀁12󰀁22

作者简介:戚本海(1970󰀁),男,工程师,江西省赣南公路勘察设计院,江西赣州󰀁341000

李文彪(1975󰀁),男,硕士,工程师,江西省赣南公路勘察设计院,江西赣州󰀁341000