静压预应力管桩终压力值在工程桩施工中的作用

静压桩终压力值在工程桩施工中的作用XX(XXXX房地产开发有限公司XX225300)摘要:本文在探讨某大型小区静压桩施工过程中如何运用压桩力数据处理施工中出现的一些问题，根据大量桩施工实践探讨压力值与桩承载力之间的关系，提出合理确定桩静载试验休止期实用方法，分析了桩长调整对桩受力情况的影响分析。提出在静载试验过程中，桩在未达到极限承载力之前瞬时沉降量大的工程处理方法。本文研究对静压桩施工存在一定的指导意义。关键词：终压力值、极限承载力、静压桩前言:静压法施工具有无噪音、无振动、价格适中、工期短等优点，同时桩型一般采用高强预应力砼管桩，质量可靠，施工方便，因此也让静压桩正在被越来越多地区所采用。静压桩在桩基施工中同样属于地下隐蔽工程，沉桩机理比较复杂，目前如何判断桩能否满足设计要求，主要通过静载试验与动测法完成，静载试验作为最基本的方法,其可靠性高,但费用高,时间长、同时试桩数量限制对整体样本反应性欠佳，静载试验不合格，需扩大试验数量比例或增加动测法检测，这样既会影响工程的进度，同时补桩等一系列处理方案会给施工增加了一定困难和损失。因此在实践中不断总结，在施工过程中通过对各种数据、施工组织、地质情况进行分析，提前提出预控措施及处理调整的方法，可保证静载施工的质量与施工进度。运用静压桩的压力值数据能处理施工过程中很多问题。这是因为静力压桩在沉桩过程中自始至终都能观察到沉桩阻力，显示压桩力，压桩力可反映地质情况及桩的承载力。本文实践归纳是某小区中的四栋高层和一座地下车库的静压桩施工过程中的总结，以下为工程桩概况表（表一），及工程地质情况概况：表一小区工程桩概况表栋号总桩数（根）桩长（m）桩径（mm）设计特征值(kN）备注A＃车库61813500750抗压、抗拔一节节1＃56024－274001200抗压三节2＃44624－274001200抗压三节3＃37024－274001200抗压三节4＃42924－274001200抗压三节二、场地工程地质条件：地基土的构成与特征：本次勘察最大深度45.60m范围内，共揭露地层8层，自上而下分述如下：①层填土：以粘性土为主，局部具碎砖、石块等建筑垃圾及植物根系等，湿，松散。场区普遍分布，厚度：1.00～3.80m。②层粉质粘土夹粉土：局部为粘土，干强度中等，韧性低，中高压缩性，软塑~可塑，粉土为稍密~中密状态。厚度：1.30～9.10m；层底埋深：3.50～10.80m。③层粉质粘土、粘土：干强度高，韧性高，中等压缩性，硬塑~坚硬。厚度：1.60～7.20m；层底埋深：10.00～14.80m。④层粉质粘土：局部为粘土，夹粉土薄层，干强度中等，韧性中等，中等压缩性，可塑。厚度：3.60～10.90m，层底埋深：15.30～21.90m。⑤层粉土：局部夹粘性土薄层，低干强度，低韧性，中等压缩性，湿，中密。，厚度：1.20～5.30m；；层底埋深：17.40～25.60m。⑥层粉质粘土：局部为粘土，夹粉土薄层，干强度高，韧性高，中等压缩性，硬塑~坚硬。厚度：1.70～10.40m；层底埋深：25.70～27.90m。⑦层粉质粘土：局部夹粉土薄层，干强度中等，韧性中等，中等压缩性，可塑~硬塑。厚度：8.80～10.80m；层底埋深：35.60～37.30m，平均36.54m。⑧层粘土、粉质粘土：，局部夹粉土薄层，干强度中等，韧性中等，中等压缩性，硬塑。该层未穿透。表二土层压缩模量参数及承载力层号岩土层承载力特征值fak（Kpaa）压缩模量Es1-2（MMPA）桩极限侧阻力标标准值Qsik（kPaa）桩极限端阻力标标准值Qpk（kPa）2粉质粘土夹粉土土1006.220—3粉质粘土、粘土土25010.138—4粉质粘土1607.185—5粉土1607.065—6粉质粘土25011.155—7粉质粘土2008.48540008粘土、粉质粘土土2009.3703000三、运用静压桩的压力值数据处理施工中的具体问题1、压力值对极限承载力进行判断和参考虽然终压力与单桩竖向承载力之间的关系是个不确定变数，但可以通过土层的分布与土质情况，桩的类型及截面尺寸、桩长、排水条件寻找规律性或此变数的变化范围。对于运用压力值数据的前提是确保终压力值数据的准确性，首先要了解静压桩机的型号及测试报告，同时检查油压表的校验情况，其次要掌握压力值（kN）和压力表读数（Mpa）换算关系.单桩竖向极限承载力与桩长、桩周围的土质情况及桩端土的性质有关，桩长、桩周围的土质情况及桩端土的性质直接反映在桩基施工后土体恢复的过程，而实践总结提供的终压力值与极限承载力之间的参数关系，由于地质勘察间距大，精度低，且桩工作时不可能同时达到极限状态。最终极限承载力需通过静载试验来进行判断。在静压桩大面积施工前，进行桩的试打，通过地质报告分析，在地质最薄弱处，选取桩位，进行试压并记录压力值。对地质土层情况进行分析可知，在黏土、粉质黏土等固结系数较高的地区，在压桩过程中，由于桩身的挤压与扰动，桩周围土体内的孔隙水压力上升，抗剪能力大大下降，压入阻力也相应减小，压桩停止后，黏土中超孔隙水压力逐渐消失，桩周围土开始固结。静压桩最终获得的单桩极限承载力会比压桩时的终压力值高出许多（有时2倍以上），在砂土内压桩，由于砂层的渗透系数较大，沉桩产生的孔隙水压力迅速消散，从而提高了桩贯入阻力，卸载后一定时期内，砂粒之间产生错动,颗粒重新排列,桩端阻力和桩侧摩擦阻力会有所降低,桩的极限承载力有可能比压桩的终压力略小。对本工程制定如桩的终压力值达到设计桩承载力特征值的两倍。以上。满足设计要求，如达不到，记录好压桩力值，经过24小时后，进行复压记录好压力值，过三天后，再复压一次，通过2－3次复压，直至最终压桩力达到设计桩压力的特征值的两倍以上，通过以上方法总结，压桩结束时终压力值达到多少可直接判断经过土体恢复后，终压力能最终能达到设计要求。如通过上述方法，多次复压后，压力值恢复不到极限承载力，或提高不明显，需会同设计人员、勘探等专业人员进行分析，分析原因后对设计承载进行合适的调整。总结依据：如车库20#桩终压力值为850kN,24小时后复压达到1050kN,三日后复压压桩力大于桩的设计要求极限承载力（见表四）。四号楼223#桩终压力值为1770kN，24小时复压值为2300kN，三日复压后达到2520kN（见表三）。2、试桩完成后，静载试验桩的休止期的合理判断以上方法，也能判断试桩施工完成后，静载试验开始合理时间，按照规范要求，试桩的休止期为15-25天，如经过25天的休止期，再进行静载试验，试验合格后再进行大面积桩施工，工程的进度严重影响。根据静压桩的施工总结，结合当地的经验，可提前进行静载试验，同时确保试验准确。本工程通过终压力值及数次复压的数据总结，试桩施工完成后，3－5天进行静载试验，桩均能满足设计要求。（各地地质情况不一，静载试验周期，要通过桩的试打进行总结。）车库桩294#、188#、38#、99#、350#、418#、506#试桩，休止周期为3—6天，检测后都能满足规范要求。3、判断静压桩施工，桩长调整对受力情况的分析试桩施工时，如有地下室项目（本项目地下车库，地下室埋置深度5.5m），为满足静载试验要求条件，一般要接桩至地表。桩长增加，压桩施工时，压桩力值的控制需进行调整，调整比例需根据地质报告参数进行换算。本工程采取的方式是，现场试桩施工时，可选取一根试桩，根据地质报告反映的地质情况加大长度值，同时在勘探孔附近选取，增加的桩长度要满足与原桩的桩端保证在同一土层。有效桩长时的压桩力值与接桩时的压桩力值进行比较，反应出桩长与桩压力的关系。如四号楼238#桩总桩长34m，有效桩长27m，27m压桩时压力值为2212kN，34m时为1539kN，（见附表三）地质报告描述不在同一土层，与压桩力表述一致，同时表明桩的受力情况与桩长长短关系不明显，可忽略折算）。4、压桩时压桩力及桩长满足设计要求，而静载试验时，初始沉降较大的问题分析如本工程1号楼四区2#试桩终压力值为2080kN，静载试验加载到1440kN时，沉降陡降从1.4cm降到4.2cm。要分析产生这个情况的原因产生原因有几种可能，一是试桩施工时，接桩焊接不饱满且桩与桩之间接触面不够，导致压强大实际压力不够的现象。二是，静压桩是挤土桩，在试桩周围施工工程桩时，未按照合理的施工组织顺序，导致对试桩产生的挤压上抬，对土体和桩的受力结合产生松动影响。处理方法：如压桩时，压桩力及桩长满足设计要求，而静载试验时，初始沉降较大的问题处理，继续增加试验压力值，直到沉降趋于稳定，静载试验重新分级加载记录，如增加压力值达到设计要求的过程中，沉降趋于稳定。如增加压力值达到设计要求过程中，沉降仍按一定比例陡降，可停止试验，再具体分析原因，拿出补救处理方案，如复压后再检测（以上处理方法要考虑有效桩长的沉降量和承台内桩的锚固长度问题。）本工程按照上述方法，继续加压重新起表，沉降开始稳定，累计沉降不超过4mm,承载力满足设计要求。5、对于地质报告提供参数准确性判断利用桩的试打阶段判断地质报告的准确性。试桩的桩位选取，桩孔尽量选取在钻探孔附近，压桩之前要根据地质报告的土层分布图，了解各性质土层分布情况及每节桩对应的入土分界，土的承载力特性。压桩开始时，根据范围，根据记录的每节桩入土时，各阶段的瞬时压力值大小，是否与地质报告描述一致，如一致，说明地质情况与报告吻合，如不一致，重新在附近选取桩位，进行试压，通过各个压力值进行比较，如仍与地质报告不符，整理好记录的各组数据，分析原因，进行调整。四、结论：本文针对于某大型小区的静压桩施工实践，通过静载试验结果拟合的，分析了桩的极限承载力与压桩力之间的关系，提出在以粉质粘土层为主的地质情况下，其相关性变化范围，本文同时提出工程上实用的桩的静载试验休止期的确定方法及桩长调整对桩压力值的影响分析。分析了处理桩身因挤土上抬形成“吊脚”桩的原因及处理方法，并对如何用施工过程中瞬时压桩力来验核地质报告土层特性提出建议。本文研究对静载施工有一定的参考价值与指导意义。表三（四栋楼静压桩记录表）项目桩号桩长(m)桩径(Ф)终压力值（kN）极限承载力(kkN)日期备注1#四区2#34400208024009月26日试桩4#294001631240010月1日18#24003039240010月4日有效桩长19mm1#三区157#274001506240010月3日2#二区78#27400184024009月27日80#27400184024009月27日2#三区89#27m400176024009月27日3#一区28#27m4001600240010月18日32#27m4001600240010月18日3#二区104#27m4001760240010月13日69#27m4001920240010月16日4#二区223#37m400177024009月14日有效桩长27mm(试桩)238#34m4001539.924009月15日试桩4#楼2区223#桩24小时复压2300KN,3日后复压2520KN表四（车库静压桩记录表）项目桩号桩长(m)桩径(Ф)终压力值（kN）极限承载力(kN)日期备注车库294#1850098515009月