洛阳铲灌注桩在住宅楼地基中的应用

洛阳铲灌注桩在住宅楼地基中的应用岩土工程界第四卷第7期洛阳铲灌注桩在住宅楼地基中的应用左桂四彭海明陈安唐亚明【长沙地质调查所长沙市410001摘要本文以长沙湘雅医院R一3栋住宅楼为例,介绍了洛阳铲灌注桩的设计,施工与检测通过基础选型的技术经济施工条件对比及洛阳铲灌注桩的检测效果说明该种桩在中低层住宅楼地基中具有良好的应用前景关键词洛阳铲灌注桩住宅楼地基应用黼I懿瓣越洛阳铲灌注桩在长沙地区及其周边的几个地区被普遍采用,主要应用在8层含8层以下的中一低层住宅楼而提高单桩承载力另外,成桩质量采用直观的静载荷试验来检测4工期较短,造价低廉5设备简单轻巧,单台洛阳铲桩机占用场地小,基本不受场地施工条件限制水上,陡坡除外6施工组织简易,可视工期要求,场地情况任意增减弼配设备施工时无振动,噪音小,扰民轻,污染少中南大学湘雅医院原属湖南医科大学R一3幢住宅楼位于长沙市湘江以西,岳麓区桐子坡南侧,中南大学附三医院住宅区西侧,西端紧靠仲景南路建筑物呈东西方向,东西长5340M,南北宽L080M,因场地原因西头一个单元长L560M向南平行移动570M,占地面积近580M,楼高8层,砖混结构,由长沙高新技术产业开发区设计公司设计基础采用条形基础下洛阳铲灌注桩基,设计洛阳铲灌注桩355条,桩基由中南勘察基础工程总公司施工完成31场地地形地貌场地所在地貌单元为一冲积剥蚀型岗丘,大致与湘江平行而呈南北向建筑场地处在岗丘西坡中间,经人工堆填后基本平整,地面黄海高程在51005200之间亦因人工堆填在建筑物西端外23M形55O土风化泥质板岩厦10杂填QHN建筑垃掘等,硬块骨土皓料占30左右,上L5部较密实,下部较松散全场分布从东西厚度增加O柏罴嚣冀望耕植QH砾石可塑状态,结I8025土1构松散,植物根系发育分布整个场地红褐央黄褐色,褐红色,黄灰色,具网纹I90结构硬塑一坚硬状L椰220粉质Q态含少量砾石砥281LO35粘土390径055M有粘【1800C2OO0土透镜体夹层全场分布O70莩霍誊骗粘土而成不均匀地含有3009L椰22041350未完全分化的板岩F1800C2OO0碎块全场分布强风翥霍瓿囊鞴块状构造节理裂隙PT发育,大部分矿物已0嚣鲁艋蹙35O岩揭穿,揭露厚度O70M,全部厚度不详全场分布L施工时发现杂填土,耕植土层厚度局部大于表列备注霪嚣禽鲁括号者分别系洛铲灌注桩和振动沉曾灌注桩数据,第9列为二者数据勘察报告建议采用桩基础,以粘土层作为桩端持力层,并结出了洛阳铲灌注桩与振动沉管灌注桩的力学指标推荐值33场地地下水情况场地地下水主要赋存于杂填土之中,属上层滞水,受大气降水及地表水补给,由于杂填土较松散,透水性较好,雨水和地表水较容易入渗该层地下水的分布及水量很不均匀,有的地方有,有的地方没有,水量也是有的地方大有的地方小,但总的说来富水性较差另外,粉质粘土层也局部含水,水量不大泥质板岩基本不含地下水尽管地下水的分布及水量有限,但仍对部分桩的施工主要是浇注砼造成一定困难对混合地下水样进行水质分析表明地下水对砼具有弱腐蚀性41基础选型根据场地工程地质条件结合长沙地区的施工现状,当时可供选择的基础类型有条形基础,独立扩大基础,人工挖孔灌注桩基础,振动沉管灌注桩基础,洛阳铲灌注桩基础洛阳铲灌注桩基础克服了人工挖孔灌注桩基础和振动沉管灌注桩基础造价高的缺点,同时因设备简便,施工无振动,质量可靠,工期较短而被建设方和设计方看中设计方为增加基础的载荷能力,将桩顶因水泥浮浆形成的结石打掉后与其上面的条形承台相连,从而形成条形基础下洛阳铲灌注桩的基础型式,承台奠基于杂填土之中,宽0一150M为防止住宅楼建设中和建好后土对护坡的侧压力增大而将其挤垮,设计方在护坡与建筑物之间设计了L9条洛阳铲灌注桩桩顶用钢筋砼连续梁连接,以期分担部分土压力42设计要求设计公司采用洛阳铲灌注桩基础后在建筑地基内共设计了355条桩每桩均布设在建筑墙体之下对于主承重墙,布置双排桩与轴线对称排列,排距9OOMLN,桩距11001200MM对主筋8QD12,通长到底加劲箍Q142000箍筋200桩顶300M加密为1005水泥为普硅525桩身砼为C206单桩承载力180KN51施工设备及机具施工时需配置洛阳铲桩机,搅拌机,切割机,电焊机,振动器,照明灯,斗车,铁铲和箢箕洛阳铲桩机主要由电动机,变速箱,转扬机,铲具,护筒,三脚塔,机架,重锤,铁帽,冲锤等组成电动机额定功率11KW由其通过变速箱带动转扬机上的钢丝绳进行施工铲具实际上是一个圆柱形冲击钻具,配有阀门钻头为合金钢镶成钻身一般为外径00的钢管管壁通过圆心的两边各有一道宽10C111左右长一80CM的槽,便于工人将泥土从铲具内撬出,顶部焊接一实心同径圆钢,铲具重约150KG护筒带丝扣和管箍,可以连接,其作用有一是将桩孔壁护GEOTECHNICALENGINEERINGW0RLDVOL4NO7住防止垮塌二是隔住桩IA,I部水源三是为铲具出泥提供依靠和反力,即铲具将泥土带上来以后需靠着护筒便工人撬泥或直接由钢丝绳带动铲具击打护筒将泥振出,所以无论是否有水和是否坍塌均要下置护筒还有一个作用是浇注砼时将其抽动使砼密实铁帽,铁锤是为锤击护倚而用,铁帽放置护筒之顶,重锤击之,护筒即下沉冲锤重量约300KG其主要作用是进行夯扩52工艺流程洛阳铲施工可以用如图1所示的工艺流程图概括图L工艺流程图流程过程中各流程环节的内容是1测量根据建筑物的设计位置及图纸和建设单位指定的控目I基准点,采用经纬仪导向于拟建建筑物外围设置46个观测基准点,8振动捣实浇注砼时用电动振动棒将砼振密实,尤其是下置钢筋笼以后9成桩浇注砼至设计标高以后将护筒拔出实际是边浇边拔,洛阳铲灌注桩即成10移位成桩后桩机移至下一个桩位11制作钢筋笼按设计要求将各种钢筋绑扎12搅拌砼按设计配比在搅拌机中将水泥,卵石,砂和水进行拌合53舡要求1轴线及桩位须经反复校核无误2桩基就位时吊起的铲具必须对准桩位中心,偏差不能大于1CM3成孔时保证桩孔垂直度,铲具提升高度不能大于高效压密灌注桩重锤夯击扩大头高效挤密灌注桩是一种高效复合砼灌注桩,其成孔过程采用沉管,但又与普通沉管桩完全不同,桩管为敞口平底沉管过程是将废旧砖头,瓦块等物填于管中,用重锤夯击带动桩管下沉,达设计标高后,再夯人桩底大量碎砖等,使之将柱底土层挤密并自身形成一个扩大头故此,它既不同于普通沉管桩,也不同于一般的扩底桩,而是集摩擦和端承桩优点为一身的高效复合桩某综合楼工程,采用了这种高效挤密灌注桩,其经济效益,技术效果非常显着5夯扩投料应”少食多餐”,停止夯扩以听声为准,要求冲锤落下时声音比较清脆沉闷,夯扩后孔深不能减小6砼浇注前应计量,并分层捣实,分层厚度约2M在洛阳铲灌注桩旅工过程中曾出现过下列问题,针对这些问题也作出相应的处理1因场地部分含有地下水及软塑状耕植土,成孔时铲具不能将泥土带起遇到这种情况可在桩孔中投放干水泥或于石灰掰以吸于部分水分和止水,也可在桩孔内投掷稻草,水泥袋等物或者将其缠于铲具之上对于软塑状土可将铲具所配的阀门装上,铲具提升时软土就关在铲具之内2由于场地部分地段掰质粘土层顶板深度比勘察报告中的最大深度仍要深,而护筒没有备足,因此终孔时有的桩孔孔底层位投有进人设计层位或其深度经研究决定采取如下补救措施尽量多地投人卵石和于水泥强行夯扩,以达到挤密和部分置换孔底下部分土层的目的,从而形成一种土一卵石一水泥的混合体,水泥在地下水的浸润之下将卵石和土凝结成一种结石,同时由于桩距较近,桩孔底下的这种混合体结石彼此接近甚至可基本连成一片通过这样来改变和提高孔底土层的力学指标所投石料要进行计量以便计算估计置换的厚度和置换半径3成孔过程中发现部分桩孔下底部杂填土有跨壁及缩径现象,为防止浇注砼和成桩时产生断桩,要求在跨壁,缩径位置严格控制护筒的上拔速度,并且要求将护筒反复抽动,使之具有类似复打的作用这样还有如下优点一是使砼密实,二是使砼与孔壁紧贴增大桩的摩阻力,并堵死浇注砼时地下水上涌的通道4少数孔内含有较多地下水,要求在浇注前用潜水泵或冲锤将其抽干或冲干,快速注入水灰比较小的砼封堵地下水源,并快速振动捣实5夯扩时发现极少数孔深减小情况,最大上升高度达120M,说明在孔底形成了该上升高度的卵石水泥短桩这主要是由于夯扩时工人图快投料过频,每次投料过多,而冲收稿日期OOL一03责任编辑谷迪锤能量已不能将石料冲击管外引起的遇到此种情况,一是强调监督管理,二是再投入适量水泥,孔内无水则注入适量水,用冲锤反复冲击该工程于1998年7月12日旅工,8月23日竣工,总日历工期42D,实际有效工期32D,并于1998年9月L1日一14日对14,161,283,321桩进行了静载试验,试验结果全部合格,沉降很小,建设方,设计方和湖南省质检站均非常满意,并建议评为优质工程试验方J击依据建筑地基基础设计及验收规范GBR789采用快速维持法,即用1000KN手动油压千斤顶加压,埋设地锚及利用工程桩提供反力,试桩两侧分别安装一个05CM百分表读桩顶沉降量R3住宅楼已使用2年,其运行状况良好,西端护坡亦未出现不良变形迹象,这也映证了本次洛阳铲灌注桩是成功的1洛阳铲灌注桩在R3住宅楼基础工程中获得了圆满成功,为建设方节约了大量资金,为旅工方也剖造了良好的经济效益2本