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    螺桿樁單樁承載力受什么影響?

    文章來源:螺桿樁?? 內容作者:sdcxyt?? 發布時間:2019-02-01 11:29?? 瀏覽次數:

    返回:新聞動態

    隨著建筑行業的發展螺桿樁被廣泛使用,今天我們就通過一真實的施工案例來了解這一工藝,就和山東城鄉巖土一起來學習下吧!

    螺桿樁

    一、項目概況

    1. 項目地質概況

    該項目位于廣西南寧市區,其組合地層從上至下依次為:①雜填土、②粉質黏土、③粉質黏土、④圓礫、⑤煤層、⑥強風化泥巖、⑦中風化泥巖。項目的地層情況是南寧市典型的組合地層,處于邕江Ⅰ、Ⅱ級階地上。

    2.項目設計概況

    項目設計地下2層、地上25層,建筑高度97 m,辦公寫字樓建筑面積近40 000 m2。項目基礎采用螺桿灌注樁,螺桿灌注樁設計樁長13 m,樁徑600 mm,其中螺紋段樁芯部分直徑480 mm,螺紋段長度不少于9 m。鋼筋籠設計7根HRB 400φ14 mm的鋼筋,螺桿樁全長配筋,樁身混凝土強度為C45。樁端以⑥層強風化泥巖為持力層,該土層極限端阻力標準值qpk=1 400 kPa,單樁承載力特征值為2 050 kN。設計要求施工前要進行靜載試樁,試樁數量為3根,從施工完成到試樁間歇期不少于4周[1-2]。

    二、試驗樁施工過程情況

    進場螺桿樁機鉆桿尺寸如下:螺牙厚度50 mm,螺牙間距300 mm,螺牙外徑600 mm,鉆頭直徑600 mm,鉆桿螺紋部位芯桿直徑300 mm,鉆頭與鉆桿連接的法蘭盤直徑為420 mm。

    考慮鉆進過程,試驗樁施工要求如下:在圓柱段成孔過程中采用非同步技術,鉆頭每旋轉2~3圈,鉆桿豎向移動1個螺距,這樣也可起到調節擠土效應的作用。在開始螺紋段成孔時采用同步技術,即鉆桿每旋轉1周,下降1個螺距,在土體中形成螺紋段。鉆至強風化泥巖層設計標高后,開始泵入混凝土并停頓10~20 s,然后開始提鉆,提鉆時采用反向同步技術,即鉆桿每反向旋轉1周,鉆桿上升1個螺距,確保提鉆時順著正向同步成孔時形成的螺紋退出。提鉆至圓柱段時,可以采用正向同步技術進行掃螺,形成圓柱段。

    試驗樁施工時,在螺紋段采用正向同步技術成孔,成樁12 m左右,進入強風化泥巖約3 m后,樁機電流開始升幅較大,樁機應時鉆時停,勉強達到13 m后開始泵送混凝土,樁機一邊壓灌混凝土一邊采用反向同步技術退出形成螺紋段,在圓柱段采用正向同步技術進行掃螺退出,形成圓柱段。

    三、樁基檢測

    試驗樁完成后28 d,開始對試驗樁進行樁身質量和承載力檢測,承載力檢測前采用低應變對試驗樁進行樁身質量檢測,檢測確認樁身質量完好。緊接著對樁采用靜載檢測,1#樁的檢測情況是,當試驗荷載加至3 280 kN時,歷時120 min觀測樁頂沉降量為50.92 mm,且樁頂沉降無法穩定,該級沉降量已大于前荷載作用下沉降量的5倍,根據JGJ 106—2014《建筑基樁檢測技術規范》第4.3.7條,終止加載;2#樁的檢測情況是,當試驗荷載加至2 870 kN時,歷時45 min觀測樁頂沉降量為60.36 mm,且樁頂沉降無法穩定,該級沉降量已大于荷載作用下沉降量的5倍,根據檢測技術規范要求,終止加載。

    1#樁和2#樁的單樁豎向抗壓極限承載力的檢測結果分別為2 870 kN和2 460 kN,單樁承載力特征值僅為設計值的70和60。2根試驗樁檢測不合格后,第3根樁不再進行檢測。

    設計單位依據檢測報告,對原樁基設計做了調整,將原樁長調整為17 m,將原持力層⑥強風化泥巖改為⑦中風化泥巖。施工單位按設計要求再次施工制作3根試驗樁,考慮到1次施工時現場建設單位安裝的200 kVA的配電設備偏小,第2次試驗樁施工前,施工單位租用了1臺大型柴油發電機專門用于螺桿樁機施工,螺桿鉆機鉆頭進入⑥強風化泥巖3 m左右時同樣出現鉆進緩慢,進入4 m以后鉆進極為困難,此時實際樁長比1次試驗樁的長度大,但相差不大。

    出現鉆進極為困難后,現場施工、監理和建設單位決定不再鉆進并決定澆筑混凝土成樁。

    休止28 d后,再次對試驗樁采用靜載檢測,第2次試驗樁檢測結果為:當1#試驗樁試驗荷載加至2 870 kN時,歷時1 470 min后觀測樁頂沉降量為44.76 mm,樁頂沉降量較前級荷載作用下的沉降量大2倍,且經24 h尚未達到相對穩定標準,根據JGJ 106—2014《建筑基樁檢測技術規范》第4.3.7條,終止加載。當3#試驗樁試驗荷載加至2 870 kN時,歷時120 min后觀測樁頂沉降量為82.75 mm,沉降量已超80.00 mm,且樁頂沉降還無法穩定,根據相關規范要求,終止加載。

    第2次試驗樁1#樁和3#樁的單樁豎向抗壓極限承載力檢測結果均為2 460 kN,其單樁承載力特征值僅為設計值的60。

    四、樁基單樁豎向極限承載力標準值核算

    2次試驗樁均檢測不合格。在1次試驗樁檢測不合格時,我們按照國內相關技術標準和規范對螺桿樁的承載力進行了驗算。

    該項目樁頂設計標高為65.15 m,1次試驗樁1#、2#試驗樁在ZK7和ZK5附近,第2次試驗樁1#、3#試驗樁在ZK20和ZK10附近。根據項目地勘資料及JGJ 94—2008《建筑樁基技術規范》表5.3.5-1“樁的極限側阻力標準值”,對1次試驗樁的單樁豎向極限承載力標準值進行核算,粉質黏土液性指數IL=0.946,采用插入法計算得③粉質黏土的樁的極限側阻力標準值為40 kPa,④圓礫層的樁的極限側阻力標準值為140 kPa,強風化泥巖的樁的極限側阻力標準值取145 kPa,強風化泥巖的樁的極限端阻力標準值取1 400 kPa。

    如果螺桿樁的螺紋能夠按技術規范要求和設計要求形成,現場地基滿足設計單樁豎向極限承載力特征值2 050 kN是沒有問題的。但是1次試驗樁的單樁豎向極限承載力標準值只有2 870 kN和2 460 kN,僅為設計值的70和60,第2次試驗樁的單樁豎向極限承載力標準值只有2 460 kN,僅為設計值的60,分析該問題出現的原因應該在螺紋段。

    按照假設條件計算的結果與試驗樁的檢測結果誤差為8.25,其余3根試驗樁計算結果與檢測結果基本契合。這說明假設條件是合理的,當螺桿樁在螺紋段不能采用正向同步技術成孔及在退出階段不能反向同步時,螺桿樁螺紋段樁側阻力下降非常大,螺紋段樁側阻力下降幅度僅為擾動前的46左右。

    螺桿樁

    本文實例中的螺桿樁螺牙間土受擾動主要是由于螺紋段成孔及成樁過程中,螺桿樁機在螺紋段成孔時,受鉆機入巖困難影響鉆頭采用同步技術形成螺紋孔,進而對原形成的螺牙間土造成擾動。

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