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淺談預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)在高層項(xiàng)目中應(yīng)用的弊端及處理措施

時間:2024-06-28 04:46:42 論文范文 我要投稿

淺談預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)在高層項(xiàng)目中應(yīng)用的弊端及處理措施

    論文關(guān)鍵字:預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)高層項(xiàng)目弊端措施

    論文摘要:預(yù)應(yīng)力混凝土管樁簡稱為預(yù)應(yīng)力管樁或管樁,其主要應(yīng)用于高層項(xiàng)目中。近年來,隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,城市中高層建筑越來越多,高層項(xiàng)目在城市建設(shè)中所占比重逐年增多,因此,預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)的設(shè)計和施工對高層建筑具有重要的作用。在下文中,筆者將分析預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)在高層項(xiàng)目應(yīng)用中出現(xiàn)的一些弊端,并提出自己的一些處理措施。
  一、概述
   隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,為了解決建筑土地利用面積小的問題,高層建筑物應(yīng)運(yùn)而生,高層建筑物的出現(xiàn)有效的解決了城市建筑用地少和土地利用率小的難題。對于高層建筑物而言,其基礎(chǔ)部分在整個建筑物的資金投入中占有比較高的比重,而且基礎(chǔ)部分的施工時間也比上部分建筑物的時間要長得多。預(yù)應(yīng)力管樁在高層建筑物的基礎(chǔ)施工中應(yīng)運(yùn)而生,并且在高層建筑物的基礎(chǔ)部分中起到了重要的作用。預(yù)應(yīng)力管樁最早產(chǎn)生于上個世紀(jì)初,作為一種高層建筑物的地基處理和樁基礎(chǔ)形式,預(yù)應(yīng)力管樁在高層建筑物施工、橋梁建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用,并且發(fā)揮了巨大的作用。管樁主要分為:剛管樁、預(yù)制混凝土管樁以及鋼管混凝土管樁,這三種管樁各有各的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。預(yù)應(yīng)力管樁的出現(xiàn)為社會建設(shè)解決了不少難題,進(jìn)一步改善了我們生活的質(zhì)量。但是預(yù)應(yīng)力管樁在實(shí)際的工程施工中仍然存在著許多問題,如何對預(yù)應(yīng)力管樁進(jìn)行合理的設(shè)計和優(yōu)化,對保證項(xiàng)目施工的安全和降低項(xiàng)目的造價等方面具有重要的作用。
  二、預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)在高層項(xiàng)目應(yīng)用過程中出現(xiàn)的弊端
   (一)擠土效應(yīng)和浮樁
   在將預(yù)應(yīng)力管樁打入土層中時,由于管樁對土體的擠壓會使土體向四周排擠,周圍的土體會因此而受到嚴(yán)重的擾動。土體遭到嚴(yán)重的擾動后會發(fā)生徑向位移,離管樁一定范圍內(nèi)的土體受到不排水剪切和很大的水平擠壓力,經(jīng)過這些外部干擾后,土體會形成具有很強(qiáng)的孔隙水壓力的擾動重塑區(qū)。重塑區(qū)土體的不排水抗剪能力大大的削弱了,而且直接促使周圍的土體會因不排水剪切而被破壞。隨著管樁數(shù)量的不斷增加,會使已經(jīng)打入土體的管樁和相鄰靠近的管樁產(chǎn)生較大的側(cè)向位移和上浮,土體的和管樁的位移與管樁的數(shù)量成正比,用的管樁越多產(chǎn)生的位移就越大。例如某工程場地的軟土層厚度達(dá)20余米,管樁進(jìn)入土層30余米,局部還穿越了6S粉砂透鏡體。該工程處了在靠近居民樓的1#、5#、7#主樓及相應(yīng)的地庫采用鉆孔灌注樁外,其余大部分主樓和地庫都采用PHC(100,130)預(yù)應(yīng)力管樁,大部分主樓的布樁密度為5%左右。在一些軟土地基中布樁密度超過4%時,基樁采用預(yù)應(yīng)力管樁的風(fēng)險比較大。工程經(jīng)驗(yàn)表明,由于管樁的擠土效應(yīng)和不對稱土壓力的作用,使管樁出現(xiàn)Ⅲ、Ⅳ類樁的幾率會大大增加。該工程在布樁密度較小的地庫和1#、4#樓等沒有發(fā)現(xiàn)Ⅲ、Ⅳ類樁,也充分印證了這一點(diǎn)。
   浮樁只是管樁擠土效應(yīng)的另外一種表現(xiàn)形式,但是浮樁問題表現(xiàn)得非常之隱蔽,往往是壓樁工程結(jié)束之后在做靜載檢測時才發(fā)現(xiàn)這一問題。這個時候可能整個壓樁工程已經(jīng)結(jié)束,要再次進(jìn)行壓樁就會處于非常被動的地位,而且再次壓樁施工時的難度和施工資金都會增加。
   (二)沉樁不達(dá)標(biāo)和斷樁
   沉樁沒有達(dá)到設(shè)計要求的原因主要有以下幾點(diǎn),施工前對地質(zhì)的勘探點(diǎn)不夠多,對持力層的起伏標(biāo)高不明確,導(dǎo)致在考慮持力層和選擇管樁的長度時出現(xiàn)差錯;沒有設(shè)計合適的持力層,不恰當(dāng)?shù)某至訒构軜兜某休d力受較大的影響,例如在選擇全風(fēng)化層時由于全風(fēng)化層具有易軟化的特點(diǎn),容易導(dǎo)致地下水滲入管樁內(nèi)部,大大的削弱了管樁的承載力;對單個管樁的承載力估算不準(zhǔn),導(dǎo)致選擇的管樁長度與壓樁力不相匹配;管樁自身出現(xiàn)斷裂。斷樁是在管樁施工中經(jīng)常遇到的問題,主要原因是使用了未經(jīng)檢驗(yàn)的不合格管樁;管樁在地下碰到了堅硬障礙物;在壓樁過程中沒有控制好垂直度;擠土效應(yīng)造成管樁斷裂。
   (三)濫用預(yù)應(yīng)力管樁
   預(yù)應(yīng)力管樁雖然在工程中得到了廣泛的應(yīng)用,但是這并不代表著預(yù)應(yīng)力管樁適用于任何的施工場地,預(yù)應(yīng)力管樁的持力層可以選擇是強(qiáng)風(fēng)化巖層、堅硬的黏土層或砂層和碎石層,但是預(yù)應(yīng)力管樁不能打入中風(fēng)化和弱風(fēng)化巖層。某工地在進(jìn)行地基施工時,打樁50根,但是其中有斷樁11根,管樁破損率超過了20%。相關(guān)單位在分析事故時初步判斷有管樁質(zhì)量問題、壓樁過程問題和地質(zhì)問題等三個問題,但是在隨后具體的事故分析中排除了前面2種事故原因,一致認(rèn)為管樁破損率高是由于地質(zhì)問題所造成。之后的地質(zhì)勘探結(jié)果顯示,在該施工場地中,巖基是屬于中至微風(fēng)化巖,堅硬的地基導(dǎo)致了管樁的破損斷裂。
  三、對預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)弊端的相關(guān)處理措施
   (一)處理擠土效應(yīng)和浮樁問題
   對于施工過程中遇到的擠土效應(yīng),筆者結(jié)合自身多年的經(jīng)驗(yàn)建議采取以下幾種防治措施:①對管樁的壓樁順序進(jìn)行合理的安排,不要盲目的追求工程的施工速度,要控制好每天的壓樁數(shù)量,減少因?yàn)閴簶稊?shù)量過多而引起空隙水壓力的疊加。②優(yōu)化壓樁的施工的工序,可以先對基坑進(jìn)行深度開挖,這樣可以有效的減少地基中土層的側(cè)向位移和隆起,降低因?yàn)閴簶端鸬目障端畨毫。③在施工場地中設(shè)置袋裝的砂土和一些塑料排水板,為地基創(chuàng)造有利的排水條件,并且降低空隙水壓力。④在壓樁之前可以先進(jìn)行預(yù)鉆孔作業(yè),通過預(yù)鉆孔可以提高壓樁的成功率。
   對于浮樁問題筆者認(rèn)為有效的處理措施主要有:在壓樁施工還沒有結(jié)束前就選擇具有代表性的管樁進(jìn)行測量和監(jiān)控,在壓樁施工結(jié)束之后就要立即使用水準(zhǔn)儀器對管樁進(jìn)行測量記錄,在整個壓樁施工過程中要對管樁進(jìn)行定期的測量監(jiān)控,及時發(fā)現(xiàn)管樁的上浮現(xiàn)象。如果在測量和監(jiān)控過程中發(fā)現(xiàn)管樁有上浮現(xiàn)象,則可以采取控制壓樁的速率、調(diào)節(jié)壓樁的路線等補(bǔ)救措施,通過減少擠土效應(yīng)來控制管樁的上浮現(xiàn)象。如果在采取上列措施后還沒有解決管樁上浮問題,則好可以進(jìn)行管樁復(fù)壓的方法來進(jìn)行處理。
   (二)處理沉樁不達(dá)標(biāo)和斷樁的措施
   壓樁不達(dá)標(biāo)會對導(dǎo)致管樁的承載力下降,管樁是高層建筑物地基部分中的重要構(gòu)件,一旦管樁的承載力下降,將會對整個工程的質(zhì)量造成巨大的影響。筆者認(rèn)為防治措施首先要對工程施工地段的地質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的勘探,正確的對持力層進(jìn)行選擇;在施工時要根據(jù)管樁規(guī)格的不同而選擇合適的樁機(jī);根據(jù)施工地質(zhì)條件的不同而靈活的選用管樁的施工方法,并且合理的安排壓樁的順序,保證管樁自身的質(zhì)量。
   在施工過程中可能會由于管樁遇到堅硬的障礙物而出現(xiàn)斷樁的現(xiàn)象,對于出現(xiàn)的斷樁要采取相應(yīng)的補(bǔ)強(qiáng)加固措施,不能再繼續(xù)使用斷樁。在具體的補(bǔ)救措施中,可根據(jù)斷樁的類型而采取靈活的補(bǔ)救措施,如對于預(yù)應(yīng)力管樁的淺層斷樁可采取接樁的措施,而對于深層斷樁要先抽干管樁內(nèi)的水,然后向管樁內(nèi)放入鋼筋籠,再用高級混凝土灌注。在接樁之后還要進(jìn)行管樁的承載力檢測,如果斷樁的斷裂程度太嚴(yán)重就要進(jìn)行補(bǔ)樁。
   (三)合理的利用預(yù)應(yīng)力管樁
   在管樁施工過程中,要對施工區(qū)域的地質(zhì)進(jìn)行充分徹底的勘探,根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造的不同而選用不同類型的管樁,勘探人員要多選用一些探測點(diǎn),避免因勘探不全面而給整個施工帶來損失。如遇到中、微風(fēng)化的硬巖時則應(yīng)采用鉆孔型灌注樁,這樣就可以提高壓樁的成功率,減少管樁的破損率,同時對整個高層建筑物的質(zhì)量都會有所提高。
  四、結(jié)束語
   預(yù)應(yīng)力管樁作為一種重要的管樁,憑借著高質(zhì)量、高承載力、高速度和無污染等優(yōu)點(diǎn)在我國的高層項(xiàng)目中得到了廣泛的應(yīng)用。但是由于預(yù)應(yīng)力管樁的應(yīng)用時間還不是很長,在實(shí)際的工程施工中存在著不少問題,所以對預(yù)應(yīng)力管樁進(jìn)行故障分析和優(yōu)化是不可或缺的。
  參考文獻(xiàn):
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