载体桩在青海湿陷性黄土地区的应用

2014-07-25夏少显

陕西水利 2014年2期

关键词：重锤单桩护筒

夏少显

（中铁二十局集团第六工程有限公司陕西西安 710032）

1 工程概况

西宁同心家园拟建的 1#、6#、10#住宅楼及商业裙楼为框架剪力墙结构，楼高分别为28层、30层、24层，地下1层。桩筏基础，最大基地压力350kPa。桩基设计采用载体桩基础，工程共设计载体桩930根。

工程地质条件见表1。

2 施工方案

2.1 基础方案

根据施工场地地质条件结合工程荷载要求，本工程基础设计采用载体桩基础，该技术获国家专利，为建设部重点推广项目。该桩通过在持力层上连续夯填施工可形成承载力很高的复合载体（混凝土、夯实填料、挤密土体三部分构成的承载体），从而达到减少桩长，提高承载力的目的，同时还可以通过调整施工参数在一定范围内调节单桩的承载力。根据岩土工程勘察报告结合设计要求持力层选在第3层圆砾层作为载体持力层。

设计桩身直径450mm，要求桩端插入圆砾层，桩长不小于2.8m，且桩端进入卵石层不小于0.8m，桩身混凝土强度等级为C35，桩身配置通长钢筋笼，主筋6ф16、箍筋6@200，单桩承载力特征值不小于1350kN。载体桩三击贯入度小于80mm，干硬性填料控制在0.4m3，混凝土灌注充盈系数不小于1.15。

2.2 施工工艺流程

采用静压的施工工艺，流程如下：桩位确定→移机就位→重锤夯击成孔→反压护筒使护筒下沉到设计标高→提锤填料对桩端土体进行夯击挤密→测量三击贯入度（若大于设计要求，重复上道工序，直至满足设计要求）→填入干硬性混凝土并夯击密实→放入钢筋笼→灌注桩身混凝土→拔护筒→振捣混凝土→施工完成。

2.3 载体桩施工质量控制措施

（1）桩位确定及标高控制

施工前优化测量控制点。本工程设置6个高程测量控制点，达到不需要转点可以直接测量每个施工桩的高程控制，避免由于转点引起的测量误差。应用全站仪对每个桩点进行精确定位并用钢筋桩进行标示，经技术人人员及监理人员复核合格后进行压桩施工。

（2）桩机就位

桩机就位，调直护筒使护筒中心与桩中心对准。调整护筒垂直度，达到规范要求。

（3）锤击成孔质量控制

西宁同心家园住宅楼工程桩端持力层为第3层圆砾层，先根据地质报告剖面图及场地标高按载体桩设计规范要求（载体高度一般考虑为2.0m），成孔深度控制在距持力层不大于1.0m处，计算出成孔的深度。在护筒上做出标记，利用现场水准点控制桩长。先用重锤低落距轻夯地面，使护筒准确定位于桩点，然后再提高重锤夯击成孔。重锤成孔时护筒反压下沉，当护筒底端位于桩底标高上5cm～8cm时，控制重锤落距，准确将护筒沉至设计标高。

表1 工程区域地质条件

表2 载体桩质量通病分析表

（4）填料夯击质量控制

护筒沉至设计标高后，提升重锤高出填料口，采用干硬性混凝土进行适量填料。重锤做自由落体夯击填料，反复夯击。经过多次试桩，本工程干硬性填料控制在0.4m3左右为宜。

（5）三击贯入度质量控制

复合载体形成密实状态后，重锤以6m落距做自由落体运动，连续空击三次，测量出三击贯入度。三击贯入度应满足设计要求，如不满足设计要求，则应继续填料夯击直至满足三击贯入度要求。该控制指标为载体桩的核心，必须严格控制。在所测量的三击贯入度中，要求每击贯入度比前一击小或相等，如不符合则应继续填料直至三击贯入度满足设计要求。

单桩填料量不大于1.8m3时该持力层符合要求。如单桩总填料量大于1.8m3，应结合地勘报告另选持力层，桩长作相应调整。

（6）夯填干硬性混凝土质量控制

干硬性混凝土的拌制其砂、石、水泥的配料量与桩身混凝土配合比一致，只是水量适量减少。拌制好的成品标准为：手攥成团，落地开花。每根桩需要夯填干硬性混凝土0.4m3，在夯填完干硬性混凝土后，继续夯击至锤底出护筒2cm～3cm。

（7）钢筋笼制作及安放质量控制

钢筋进场须经复试合格后方可使用。钢筋笼制作要符合设计及规范要求，主筋的焊接采用单面（10d）或双面（5d）搭接焊。要求焊缝饱满，无蜂窝，不夹渣，敲掉药皮，并按要求抽取焊接试件送检。箍筋与主筋的链接采用点焊的方式，操做时严格控制电焊机的电流及起弧点以免咬肉、伤筋。夯填完干硬性混凝土后，提出重锤，将制作好的钢筋笼吊起竖直放入护筒中，用水准仪抄测好钢筋笼顶标高并固定。

（8）搅拌混凝土、浇筑质量控制

拌制混凝土所用水泥、外加剂在进场后须经见证取样复检合格方可使用。严格按照配合比投料，其每盘投料的允许偏差为水泥±2%、砂石±3%。混凝土须经充分搅拌，每盘搅拌时间不得少于120s，其塌落度在140mm～160mm，不定期用塌落度筒进行检测。同时每个搅拌机每台班制混凝土试块一组，拆模后送实验室标养。

浇筑混凝土时从护筒填料口灌入混凝土，一次灌注至桩顶标高。根据现场地质情况适当进行超灌，以保证浇灌完成后混凝土面高于设计桩顶标高以上30cm～50cm，待开槽后将高于设计桩顶标高以上部分剔凿。

（9）拔护筒

混凝土浇筑完毕后，将护筒拔出，拔管速度应控制在1m／min～2m／min，同时观察钢筋笼是否有移位。

（10）振捣混凝土

护筒拔出并移开后，用不短于桩身长度的振捣棒对桩身混凝土进行振捣。振捣时要做到快插慢拔，一次插至最底并逐渐上拔，振捣时间不少于90s。

（11）成品保护

为保护桩顶及钢筋，不得踩踏钢筋。机械车辆不得碾压桩头及钢筋，并不得碰撞。

表3 单桩竖向抗压静荷载试验结果

3 载体桩出现的质量通病的影响、原因、预防措施及检查方法

在本工程载体桩施工过程中，对经常出现的质量问题进行了成因分析，通过施工实践归纳出预防和过程检查的方法。详见表2。

4 载体桩质量检测

载体桩的质量检测分为桩身质量检测和单桩竖向承载力检测两部分。

4.1 桩身质量检测

该工程的桩身质量检测采用低应变测法检验桩身的完整性，共抽检190根，占总桩数的20%多。检测结果显示，被检测190根桩中Ⅰ类桩175根，占92%，Ⅱ类桩15根，占8%，未出现Ⅲ类桩。桩基完整性满足设计和规范要求。

4.2 单桩竖向承载力检测

单桩竖向承载力检测采用单桩静载试验方法。最大荷载按设计承载的2.0倍取值，预计最大载量为2700kN，共取10根桩，加载设备采用液压千斤顶与锚杆钢梁一台堆重反力系统。各桩位的Q～S曲线状态属于缓变，曲线形态无陡降段出现，单桩承载力特征值≥1350kN，满足设计要求。经现场采集的数据进行整理分析后，检测结果详见表3。

本工程已完工的载体桩经专业检测公司对桩体完整性检测和单桩竖向承载检测，各项检测指标均达到规范和设计要求。