软土地区PHC管桩施工事故分析及处理

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1、软土地区PHC管桩施工事故分析及处理————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:12浅谈软土地区PHC管桩施工事故分析及处理(所属杂志:此文章来自原稿)  发布时间:2010-01-14  已阅读:1083    孔凡波(中国建筑上海设计研究院有限公司,上海200063)摘要:对某工程PHC管桩事故进行深入分析,并提供了具体的处理方案;以提示施工单位,应重视软土地区打桩、降水、挖土等施工方案的确定,避免同样

2、事故的发生。关键词:软土地基;地基处理;村基础;施工技术中图分类号:TU473.1文献标识码:B1项目简介本工程位于上海市某区,系大型商业广场,总建筑面积19.9万平方米,地下面积3.1万平方米,一层地下室,地上面积16.8万平方米,由3栋高层(26层,框架-剪力墙结构,高度均不超过100米)及裙房(3~5层,框架结构)组成,高低交界处由抗震伸缩缝分开。一期工程设置整体一层地下室(长263.3米、宽117.7米),功能主要为超市及停车场,结构层高5.5米,裙房区域底板厚0.5米,埋深5.60米,高层区

3、域底板厚1.8米,埋深6.9米。本工程取±0.000作为上部结构嵌固端,柱网布置8.4X8.4,采用框架梁间设置“十”12字梁的结构布置方案,地下室顶板厚均为180mm,地下外墙厚400mm,超市降板区局部外墙加厚至500mm;并在地下室内部适当设置剪力墙,满足嵌固端刚度比的要求。2地质情况本工程场地地貌单元属滨海平原,场地地形较为平坦,实测的勘探孔标高一般为3.66~6.33m,本场地所揭露的90m深度范围内的地层为第四纪全新世至上更新世滨海平原型沉积土层,主要由粘性土、粉性土和砂性土组成。本场地为

4、古河道沉积地段,④层淤泥质粘土具有天然含水量高、空隙比大、压缩系数大、强度小的特点,属中~高灵敏度土体,在一定外荷作用下流变特征明显,缺失上海市统编的第⑥层暗绿色硬土层,代之沉积了较厚的⑤3-1层灰色粉质粘土夹粉性土、第⑤3-2层灰色粉质粘土和次生的⑤4层灰绿色粉质粘土,导致第⑦1层层顶埋深变深,第⑦2层及以下各土层沉积基本正常。⑦1层粉砂平均比贯入阻力Ps=11.57MPa,高层下存在数米Ps值≥16MPa的砂土,平均标准贯入击数N=49.7击,中~密实,当作为预制桩的持力层时,应考虑沉桩的可行性。

5、3桩基方案的确定3.1多层部分桩型的确定桩型选择的原则:(1)根据上部荷载情况,选择合适的单桩承载力,达到较好的布桩效率;(2)经济性应相对较好;(3)控制施工难度,同时避免冒桩对基坑开挖造成影响。最终确定桩型为PHC预应力管桩,直径400mm,桩长37米,持力层为⑤124层粉质粘土,单桩承载力设计值为1300kN,最终单柱下根据荷载大小布置5~9根桩。3.2高层部分桩型的确定桩型选择的原则:(1)满足施工进度的要求;(2)经济性相对较好;(3)安全可行。方案一:预制桩方案,采用PHC-Ø500的先张

6、法预应力混凝土管桩,经济性较好,质量容易保证,施工速度快,但挤土效应对场地周围影响较大,由于⑦1粉砂层Ps值较高,沉桩有一定难度;方案二:采用直径Ø700的桩端后注浆钻孔灌注桩,后压浆工艺可有效提高单桩承载力,但对施工工艺要求高,造价较高,后压浆效果受施工质量影响较大,工期相对较长;上述两方案经业主比选后,确定选择方案一进行实施。4施工中桩基出现的问题基坑开挖至A栋高层时,发现桩头明显倾斜,桩头倾斜方向均朝向开挖侧,偏移值最高达1.0米,经各方协商确定,后续基坑工程立即停工,并对坑内挖土边坡进行加固处

7、理。选取一定数量的桩进行现场抽样检测,采用高压水枪配专用喷头,对管桩空心部分进行反复冲洗,然后将孔内水抽干,采用影像设备深入孔芯内进行视频观察,发现大部分桩身在④层与⑤1层界面附近发生弯折破裂,断裂面上方的桩身均向土方开挖侧倾斜,弯折断面以下的桩身偏斜明显减小;从冲孔视频观察,有个别桩身在第一个焊接接头处产生1cm~2cm脱节的情况,约占抽样总数的10%,桩基与土层的剖面示意如图1所示。12                                          图1桩基土体分层剖面示意5原

8、因分析(1)打桩速率过快。原桩基施工工期为70天,因为多方面原因,桩基工期被压缩为仅35天,并跨越春节长假,实际有效沉桩天数仅为25天左右,沉桩速度过快,最高峰为一台桩机一天施工24根桩,且24小时连续沉桩,土体几乎没有休止时间,施工单位未能对特殊的施工情况,采取严格有效的防挤土措施,沉桩挤土效应明显,土体扰动大,使得中高灵敏土体强度严重降低。(2)因打桩速度过快,现场降水情况不理想,降水时间短,打桩过程形成的超孔隙水压力未能得到及时、有效的消散;饱和土

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