旋挖取土钻孔灌注桩的适用范围及桩基参数选择.pdf

浙江建筑第 2 l 卷增刊2 0 o 4 年 9 月 旋挖取土钻孔灌注桩的 适用范围及桩基参数选择 潘 吉祥 象I I 1 县建筑设计院 浙江 象山县 3 1 5 7 0 0 摘 要 介绍 旋挖取土钻孔灌注桩的施工 r 艺 适用范围及桩基参数的选择 关键词 旋挖取上钻孔灌注桩 适用范围 桩基参数选择 中图分类号 T 1 9 2 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 8 3 7 0 7 2 0 0 4 0 4 S 一 0 0 6 9 0 3 象山地处东海之滨 具有 巨厚的软土层 最 厚者可达 4 0 n l 以 I 为lr防止建筑物 产生较大 的沉降量 和和沉 降 差 桩基成 多层建筑主要的基础型式 桩基础的应用增 加 r 建筑工 程的投 资成本 因此经济型 旋挖钻孔灌 注桩 以下简称旋挖桩 在象山县大量普及 旋挖桩 与 普通钻 L 灌注桩 以下简称普通桩 相 比 其 造 价低 普通钻孔灌注桩造价约为 8 0 0元 m 3 而旋挖桩仅 为 4 2 0 元 n 其巨大的经济效益吸引了各建设单位及设 计人员 经过大量工程的实践总结 旋挖桩有一定的适 应 范围 适用于软土及粘性土 但如果无视实际地质情况 滥 用此桩型 将会得不偿失 1 旋挖桩施工工艺 时提升钻头 将板壁卸 开 倒出土 关 合后进 行下 一 次钻 进 提升钻头时 将钻头用钢丝绳直接 沿钻杆提 上来 大 大缩短了作业时间 其钻进过程中小用泥浆循环 而仅用清水注入孔 中 维持孔壁稳定 清孑 L 采用特有的 刮刨式清孑 L 即当钻进 至设计标高时 下人空钻头将孔底沉 渣 刮刨 干净 然后 下人钢筋笼 由于不采用泥浆循环 其桩基投资成本减少 对环境的污染少 旋挖桩 普通桩 比较有造 价低 成孔速度快 孔壁光 滑 对于粘性土地层清底干净等特点 另外 由于旋挖桩桩 基直接用电动机作 为传力机构 没有变速装 置 产生 的扭 矩较小 桩长不宜大于 4 o m 旋挖取土钻孔灌注桩施工工艺与普通钻孔灌注桩相 2 工程实例 比主要在 于成孑 L 工艺的不同 它主要是将带有 町卸式板壁 实例 1 象山县玉泉工程为三幢五层住宅楼 框架结 的圆筒式钻头下 II T L 中 利用钻头底部的螺旋叶片将土卷 构 桩基采用直径为 8 0 0 n R t l 的旋挖桩 地层分布情况几尢 入圆筒巾 同时钻头下沉 当钻头下沉量接近圆筒总高度 表 1 表 1 玉泉工程住宅楼的地层分布 以 层士为桩尖持力层 设计单桩承载力极限标 准值 1 0 5 0 k N 施工记录反映 钻至持 力层 时 土质 极硬 无法 钻进 各桩情 况柑 同 最终桩 尖进入持 力层为 0 3 0 m左 右一成桩 2 8 d 后 进行静载试验 各桩的受力情况见表 2 表2 以 层土为桩尖持力层的各桩受力情况 萼 蓑 毒 ir e f i k N 收稿 日期 2 0 0 3 1 2 一 O l 作者简介 潘吉祥 1 9 7 6 男 浙江象山县 助理工程师 主要从事岩土工程勘察工作 6 9 维普资讯 潘 占祥 旋挖取土钻孔灌注桩的适用范围及桩基参数选择 从上表可以看出 1 桩端阻力完全没有发挥作用 其 值基本 为零 主要原因是由于桩端碰到持力层中的碎石 当时的施工及监理单位误认 为难 以进入持力层就表明持 力层很 硬 却未考虑桩尖未进入持力层一定深度而引起 不能有效发挥桩端阻 力 而且 刮刨式清孔 时 反而将 层土中的碎石 翻松 引起桩端沉渣增 多 使桩端阻力为 零 后对此三桩进行小应变试验 波形明显反映桩身质量 完螯 孔底沉渣太多 2 4 3 号桩低应变检测曲线见图 1 2 地质报告提供的桩侧阻力值偏高 表 l 提供的桩 基参数是按普通钻孔灌注桩取值的 其值明显偏高 主要 原因是由于普通桩的孔壁不光滑 而旋挖桩的孔壁光滑的 缘故 根据静载试验结果 层土 q 为 1 2 5 0 k P a 左右 实例2 象山县城东苑住宅小区 共 1 3 幢住宅楼 五 层 框架结构 地质情况见表 3 工地 X S Z D F C 桩 号 2 桩径 6 0 0 ra m 强度等级 C 2 0 波速 3 4 5 k m s 日期 0 5 2 9 0 3 八八 八 一 一 一 V I I I 1 1 I I I I I l I l 1 0 8 6 1 7 3 1 8 7 m 图 1 2 4 3号桩低应变检测曲线 表 3 象山县城东苑小区住宅楼地质情况 注 桩基参数按 浙江省地基基础设汁规范 附表查表求得 设计采用 或 层土作为桩尖持力层 桩长为 2 0 3 2 9 7 m 桩基施工时 部分建筑物在 一2 层 中部 1 5 0 m左 右 碰到砂层 多次发生塌孔 难以进尺 经商议 终孔 后 进行灌桩 最 后充盈系数达 2 o O以上 实 际已成为扩 大头 桩 分析原因 主要由于旋挖桩成孔时不用泥浆护壁 也 没有其它的护壁方法 而且 钻头提起时速度较快 在钻头 以下部分引起负压 加速孔壁坍塌 后更收设计方案 将分布有粉砂夹层的建筑物改 为以 7 O 一2 层作为桩尖持力层 将桩尖置于粉砂夹层以上的 一 2层中 并保证进入 一2 层 1 5 m 直 径为 8 0 0 ff ln l 静载试验结果见表 4 3 桩基参数的选择 桩基 程桩侧阻力 和桩端阻 力的选择足桩基应用实 践中的一大难题 参数 值与工程特点 地质情 况 桩基类 型 区域地质条件等均有关 系 目前尚无较 为有效 准确的 维普资讯 潘吉祥 旋挖取土钻孔灌注桩的适用范围及桩基参数选择 表 4 以 一2 层土为桩尖持力层的桩受力情况 注 设计单桩承载力按表 3 值求得 其中 q 乘以 0 8 O的系数 乘以O 6 0的系数一 计算公式 国标 建筑地基基础设计规范 强调应用当地 的 地区经验 实例 2 中的旋挖桩桩基参数选择方法是笔者 经过大量工程实践总结出来的 静载试验结果表明是安全 和经济的 笔者统计了本地区适宜土层的旋挖桩1程的静载资料 持力层均为粘性土层 部分工程实况见表 5 表 5 部分旋挖桩工程桩承受静载情况 注 表中 承载力极限值 是笔者按照勘察报告提供的物理力学参数 查 浙江省地基基础设计规范 附表求得预制桩值 然后桩侧阻力 乘以0 8 0的系数 桩端阻力乘以0 6 0的系数 由此锋 出的单桩承载力极限值 4 结论 经分析大 量的工程实践 认 为旋挖桩 的适 用范围如 下 1 其穿过 的土层宜为软 土层或 硬可塑 以下 的粘性土 层 穿过硬塑的土层时可能无法钻穿 穿过松散 土层时容 易引起塌孔 2 桩基持力层宜 为软 可塑 硬塑 的粘性土 以砂层 碎石土或混合土作为桩基持 力层时 若无法钻进 持力层及无法清孔 不能保证桩端力 的有效发挥 3 其桩 基参数选择宜先按省标附表求得预制桩值 然后桩侧阻力 乘以 0 8 0 的系数 桩端阻力乘 以O 6 o的系数 上接第6 0页 2 4 钢筋笼放置深度 位置与设计要求不符 钢 筋笼上浮 1 原因分析 堆放 起 吊 搬运未严格执行规程 造 成钢筋笼变形 变形后又未经校正强制放人孔内 钢筋 笼未居中垂直放人孔 内 上下节焊接时不在同一轴线上而 导致笼体曲折 桩孔缩径阻碍笼体顺 利下人 起拔导管 时将钢筋笼带出 导管埋 人太深或初灌时提升过早 流 出混凝土的顶托力带动钢筋笼上浮 临近桩施工引起 的 土体侧向压力使尚未凝固的混凝土连同钢筋笼上拱 清 孔不 F 净 孔底沉渣过厚 钢筋笼未能到底 2 防治措施 严格把握成孔工艺 保证桩孔垂 直 钢筋笼制作 运输和 吊放均须按规定操作 堆放层数不 超过 2 层 笼体放人孔 内后要 固定牢靠 严格控制导 管埋人深度 拔出时间和提升速度 采取隔孔施工 清 孔必须彻底 保证实际有效深度 2 5 缩孔 充盈 系数 偏 小 1 原因分析 塑性土膨胀或钻孔缩径 泥浆过稀 或过桐 0钻头直径偏小 成 L f L 深未达到设计孔深 灌注混凝七方量有误 2 防治措施 控制泥浆 比重 钻孔时换 出泥浆比重 控制往 1 1 5 1 2 5 清孔时排除泥浆的比重控制在 1 1 左 右 钻头直径不应小于设计孔径 施工时应及时更换磨 损钻头 钻头上下困难时须反复扫孔 以扩大孔径 准 确计算灌注混凝土方量和测量孔深 2 6 单桩承载力低 桩顶标高不足 1 原因分析 端承桩桩端 未进 入持 力层或进入深 度不够 桩孔未达到设计深度造成桩身偏短 孔底沉 渣太厚 形成 吊脚桩 桩身断桩 夹泥 缩径或倾斜 混 凝土浇灌时发生离析或强度不够 施工控制不 严 在未 达到设计标高时混凝土停浇 桩顶混凝土浮浆层较厚 凿除后出现桩顶标高不足 2 防治措施 严格控 l f L 深和桩顶标高 严格控 制