夯擴樁施工質量控制措施
來源:發布時間:2008-12-19
關鍵詞:夯擴樁 質量控制
1.前言
目前西安地區的高層建筑工程普遍采用樁基礎,技術可靠、工藝科學、施工相對簡單的夯擴樁也得到了較為廣泛的應用。濕陷性黃土層和瓦礫雜填土層的分布給工程樁的施工帶來不便(濕陷性黃土層深度起伏較大、埋置較深。遇水前后地基承載力差異較大,工程隱患較多)。本文主要結合公安局三爻民警住宅小區13#住宅樓夯擴樁的施工過程,及筆者在對夯擴樁的檢測與施工經驗,就如何在夯擴樁施工中各個施工環節中充分重視、精心施工、加強質量管理、質量控制措施等問題進行分析探討,給今后的類似工程提供參考。
2.工程概況
西安市公安局三爻民警住宅小區13#住宅樓為地上6層的砌體結構,建筑物高度18.75m,鋼筋砼夯擴樁基礎,上部承臺梁寬600mm,高500 mm。根據《濕陷性黃土地區建筑規范》(GB50025—2004)劃分,擬建建筑物屬丙類建筑。根據《建筑地基基礎設計規范》(GB5007—2002)劃分,擬建建筑物設計等級屬丙級。
2.1.場地工程地質條件
根據該樓巖土工程勘察報告,擬建場地屬非自重濕陷性黃土場地,地基濕陷等級為Ⅱ級;勘察期間在勘探深度25.00 m范圍內未見地下水。影響夯擴樁的地層主要為:
、匐s填土(Qml4):褐黃色~黃褐色,主要由粘性土構成,含較多磚瓦碎塊,土質結構松散雜亂,該層局部夾有素填土,12.2m~18.2m。
、莨磐寥溃≦el2):褐紅色,土質較均勻,針狀空隙較發育,含較多鈣質粉末及較多鈣質結核。堅硬~軟塑狀態,中等偏低壓縮性土。本層未穿透,最大揭露厚度為3.2m。
、撄S土(Qeol2):褐黃色,土質均勻,針狀空隙發育,含較多鈣質粉末及鈣質結核?伤軤顟B。本層未穿透,最大揭露厚度為3.2m。
各層土的物理、力學性質指標平均值
土層編號 | ② | ③ | ④-1 | ④-2 | ⑤ |
巖土名稱 | 黃土 | 古土壤 | 黃土 | 黃土 | 古土壤 |
成因符號指標名稱 | Q2eol3 | Qlel3 | Qeol2 | Qeol2 | Qel2 |
天然含水量W(%) | 25.7 | 20.1 | 21.3 | 22.9 | 22.0 |
重 度γ(KN/m3) | 16.0 | 17.8 | 16.1 | 17.0 | 17.7 |
干重度γd(KN/m3) | 12.7 | 14.6 | 13.3 | 13.9 | 14.5 |
天然孔隙比eo | 1.094 | 0.829 | 1.010 | 0.919 | 0.843 |
液 限WL(%) | 32.6 | 32.5 | 31.8 | 32.1 | 31.9 |
塑 限Wp(%) | 19.6 | 19.5 | 19.2 | 19.3 | 19.3 |
液性指數IL | 0.47 | 0.06 | 0.17 | 0.27 | 0.22 |
壓縮系數a1-2(MPa) | 0.25 | 0.17 | 0.16 | 0.14 | 0.12 |
壓縮模量Es1-2(MPa) | 8.37 | 11.56 | 14.54 | 14.73 | 16.33 |
地基承載力特征值 | 150 | 170 | 160 | 150 | 180 |
2.2.試樁與錨樁的施工
基礎設計為夯擴樁,樁徑500mm,樁長13.60m,設計樁頂標高-1.80m,樁身混凝土強度等級為C25,設計要求單樁豎向極限承載力≥600KN,總樁數248根。
為了確定樁的實際承載能力,按照設計要求,工程樁施工前對3根試樁進行了單樁靜載荷試驗,在終止荷載600KN壓力作用下對應沉降量分別為3.369mm、4.665mm、5.025mm。靜載試驗報告表明,在樁周土為天然狀態下單樁豎向極限承載力不小于600KN,工程樁樁長由原設計的15.60m變更為13.60m。
本工程的施工機械采用“JKL5A”型夯實機,夯擴樁外管選用φ480mm。在基坑邊布置2臺J350型攪拌機,搭設砼流槽,傳輸砼置翻斗車,翻斗車在基坑專門運輸砼。由西安某施工單位施工,根據施工記錄,在施工過程中未出現任何異,F象,施工正常,F場制備的混凝土試塊,試驗結果滿足設計要求。
2.3.試樁的試驗結果
靜載荷試驗結果
荷載分級 | 荷載(KN) | 13—1#沉降量(mm) | 13—2#沉降量(mm) | 13—3#沉降量(mm) | |||
本次 | 累計 | 本次 | 累計 | 本次 | 累計 | ||
1 | 120 | 0.523 | 0.523 | 0.914 | 0.914 | 0.463 | 0.463 |
2 | 180 | 0.475 | 0.998 | 0.376 | 1.29 | 0.383 | 0.846 |
3 | 240 | 0.646 | 1.644 | 0.261 | 1.551 | 0.252 | 1.098 |
4 | 300 | 0.261 | 1.905 | 0.214 | 1.765 | 0.438 | 1.536 |
5 | 360 | 0.156 | 2.061 | 0.619 | 2.384 | 0.295 | 1.831 |
6 | 420 | 0.217 | 2.278 | 0.814 | 3.198 | 0.27 | 2.101 |
7 | 480 | 0.229 | 2.507 | 0.238 | 3.436 | 0.275 | 2.376 |
8 | 540 | 0.222 | 2.729 | 0.128 | 3.564 | 0.272 | 2.648 |
9 | 600 | 0.207 | 2.936 | 0.29 | 3.854 | 0.496 | 3.144 |
3根檢測樁的終止荷載均為600KN,在終止荷載下各試驗樁最終沉降量分別為2.936mm、3.854mm和3.144mm。3根試驗樁的Q~s曲線均為緩變型,沒有明顯的陡降段,s~lgt曲線尾部沒有明顯向下彎曲。根據《建筑基樁檢測技術規范》(JGJ106—2003)第4.4.2和4.4.4規定,3根試驗樁的極限承載力均為600KN,故取單樁極限承載力QU=600KN。
3.工程樁施工質量控制
3.1.現場施工
樁機設備就位后,必須保持平正、支設穩固,避免發生偏移、傾斜。
3.2.填料夯擴擊實
將擊實錘提至護筒填料口以上,由填料人員從填料口填入一定數量,每次添入量根據地質、錘擊出多少而定,一般每次添磚量為10~20塊,干性混凝土為3~8掀,然后擊錘落實。夯填時,應提高擊實錘使其干性混凝土擊出護筒至下5~10cm,每擊標貫值控制在12 cm內方為合格。測定樁身浮標值,判定樁長是否符合設計長度,如樁長不夠時,可多擊幾次,使其保證樁長。樁長測定后符合設計樁長后,應提起擊實錘至調料口上端,以便灌注混凝土。
本工程樁擴大頭部分為碎磚夯填,樁身部分為混凝土,坍落度以100--140mm為宜。拔管速度要均勻。
3.3.混凝土試塊成型與養護
混凝土試塊是檢驗材料質量、判斷樁身混凝土強度、校核混凝土配合比,控制施工食糧的重要依據。因此必須確保每一組混凝土試塊的質量。在澆灌過程中每3根樁制作一組試塊(三塊),且每一臺班不少于一組。脫模后送實驗室標準養護,到期及時試驗,并將結果及時通知施工現場。
4.一點體會
總的說來,夯擴樁具有以下幾點突出的優勢:
1)承載力高。陸續的填料、不斷的夯實,使夯擴頭部形成了從內到外由夯實干硬性混凝土、夯實填充料、擠密土體和影響土體構成的復合載體,樁端下被加固土層中一定范圍的土體得到了極大的密實,上部荷載通過樁身傳到復合載體進行了充分的應力擴散,傳遞到下部較好的土層中。而下部的土層處于三向受壓狀態,縱向的實際承載力比較高,也有利于減小沉降。
2)節省投資。夯擴樁的樁長比較短,因為樁底處在中等強度的土層即可,通過不斷的夯擴擠密土層,可以達到其他需要較長樁身樁型的同等承載,而夯擴樁的造價卻很低。同時樁身的長度準確,不會出現多于一米的接樁或砍樁現象。
3)環境污染少。噪音小、震動小,可以在城市中心地帶施工,同時可以就地消耗建筑硬垃圾,減少外運,保護環境。
4)地質適應面廣。除了巖石面距離地面很淺或上部淤泥、松土層總厚度達到15米以上地區,其他地質情況均可采用。
5)場地不用清障。在混有建筑硬垃圾的填土區、舊城的地基、硬地面等地區,采用夯擴樁不用清除地下的障礙,可以直接施工。經過物理計算,內夯錘從10米高處下落,孔底部的等效靜壓強為500噸/m2 以上,強大的夯擊能量足以擊碎大塊的混凝土。
6)成樁率高。不會有失效的樁,在成樁之前先下管,再施工,滿足三擊貫入度后,再施工樁身。承載力有保障。
7)施工工藝簡單,施工質量容易控制,施工速度快,安全文明
8)布樁靈活。即使是同樣的持力層,僅控制最后三擊貫入度也可得到不同的承載力(當然樁身要有相應的承載能力),給基礎設計帶來合理性和靈活性,也避免了樁承載力的浪費。
9)抗拔性能好。夯擴樁與僅依靠樁身摩擦力作為抗拔力的等截面樁型相比,抗拔力可以成倍的提高?梢詮V泛應用于獨立的地下室結構。
參考資料:
《濕陷性黃土地區建筑規范》(GB50025—2004)
《建筑地基基礎設計規范》(GB5007—2002)
《建筑樁基技術規范》