小预制桩在民用建筑中的应用

小预制桩在民用建筑中的应用

1小预制桩的应用近年来，小预制桩在江阴、无锡和周边地区迅速发展，尤其是在单层场地和7层以下的民用建筑中。小预制桩的顾名思义是250mm250mm或200mm200mm，桩长为3m20m，采用静压多节桩法。小预制桩的推广应用是与其造价低廉、施工方便及质量可靠分不开的,其承载力特征值一般为100～350kN,施工压桩机的吨位为60～80t,工程造价一般为每米50～80元,施工速度亦相当快,每一台班可施工150m～250m。小预制桩在独立承台下具有桩的一切特性,在大面积整板基础下具有桩与土复合地基的特性,在短而密的大承台下具有实体基础的特性,当桩径小于150mm×150mm可作为静压锚杆来应用。小静压桩施工时的压桩力实际上代表着桩的承载能力,通过对各种土层、各种桩长的对比分析,可明确地作出承载能力的判断,从而节约昂贵的载荷试验费用。2静压预制桩方案财产基础无锡市洛社镇政府拟在锡溧运河旁建造洛社镇污水处理厂。日处理污水5000t,以解决全镇工业、生活污水,保证流入大运河的水质达排放标准。该工程由污水泵房,综合处理池,二沉池等18项建筑、构筑物组成。场地位于洛社镇运河边,洛社镇敬老院北侧,大运河南侧,地势低洼,特别是沿河地带,场地中分布有几个大鱼塘,部分仍未抽水清淤,施工条件比较困难。由于④号综合建、构筑物,⑤号综合处理池,⑥号二沉池位于原河塘中,且河塘底标高为-4.0m～-5.0m,故必须填置大量土方,才能做基础,且④、⑤、⑥号构建筑物距大运河土驳岸约10m左右,因河塘底下约有6m深的软淤泥层,若用粘土或砂石填层回填至±0.00后做基础,其大型处理池的侧向推力,将会造成土驳岸失稳,最终大型处理池会滑入河道中,造成工程事故。污水处理池与驳岸的位置关系见图1。若考虑全部采用桩基、工程投资将十分巨大,经对方案的反复论证、探讨,最后确定池塘内回填粘土,并分层压密实,再打入静压预制小方桩防止建构作物的过大下沉及侧向滑移,经压密实的粘土也具有一定的地耐力,与桩共同工作形成桩土复合地基,充分发挥桩与填土各自的作用,以达到最佳的经济效益。工程地质概况如下(小预制桩的桩端座落在⑤层粉质粘土层中):①-1层:淤泥层,呈灰～灰黑色,流塑状态,层厚变化大,夹泥炭,主要分布在沿河地带,此层属高压缩性土,工程特性差,不宜利用,回填前应清除。层厚0.0m～8.3m。①-2层:耕植土,主要分布在虚线以内,远离运河大堤,灰黄色为主,部分含植物根茎,松散,不均匀,工程特性较差,不宜直接利用。层厚0.3m～2.9m。②-1层:粉质粘土层,呈灰黄色,软塑～可塑状态,局部分布为上下层的过渡层,属中等偏高压缩性土。工程特性一般,层厚0.5m～1.7m。②-2层:粉质粘土层,呈黄灰色,可塑～硬塑状态,此层土的性质略有变化,在靠近运河,此层中的粉粒含量增高,甚至夹部分粉土,如4—4剖面中的106孔和212孔,工程特性变差,该层层厚0.9m～7.7m。③层:粉土层,呈灰色,局部夹粉质粘土,稍具层理,局部分布。属中偏高压缩性土,工程特性较差。该层层厚1.3m～5.5m。④层:淤泥质粉质粘土层,呈灰色,软塑～流塑,夹泥炭。该层在平面图点划线的右边存在。属高压缩性土,层厚2.0m～7.5m。⑤层:粉质粘土层,灰黄色～灰绿色,硬塑状态,稍湿,含铁锰结核,属中偏低压缩性土。是良好的桩尖持力层,层厚2.0m～14.8m。⑥层:粉质粘土层,呈灰色,软塑,局部含淤泥质,局部缺失,属高压缩性土。层厚1.5m～5.5m。⑦层:粉土夹粉砂层,呈暗绿色,中密,属中等压缩性土。层厚0.5m～5.5m。⑧层:粉质粘土层,暗绿色,硬塑状态,稍湿,工程特性良好,本次未钻穿。3河塘下河塘内口压水处理以⑤号处理池为例,该处理池长为82.5m,宽为30.7m,池高为7m,池底标高大部份为-0.8m,整个处理池均座落在河塘中。3.1河流填充因河塘内有沉积的河底淤泥,该部份淤泥应采用冲淤法冲掉,故填土厚度平均为4.0左右,填土的填料要求用粘性土和粉土,土的塑性指数3.2不同压桩强度设计选择根据设计提供整个处理池传下的荷载为303930kN,上部传至基底的附加压应力为120kPa,设计考虑由填层土承担总荷载的10%,由小静压桩承担总荷载的90%,桩采用250mm×250mm断面,桩长为13m～14m,单桩承载力特征值经计算取为200～220kN,布桩型式为纵横行列式,桩距为1.5m×1.5m,总布桩数为1367根,压桩时的压桩力值范围应选定为200×1.8～200×2=360～400kN,如压桩力值不在上述压力值范围内,可适当调整桩的长度,桩的接头用硫磺胶泥,在靠土驳岸一侧二排～三排桩宜采用硫磺胶泥加钢筋焊接接头处理,在条件许可范围下,桩的垂直向接头应尽量错开。3.3两步开始压桩总体施工流程第一步把河塘底的浮泥冲掉吸走,第二步分层填土压密实至设计标高,第三步开始压桩。压桩时应先从靠土驳岸处压桩,再往内侧推进,压桩的工艺流程为:压桩机进场→定位、预制桩运至现场→堆载安放压桩架→起吊桩段、就位桩孔→校正桩身垂直度、然后压桩→熬制硫磺胶泥接桩→记录压桩深度及压桩力→满足设计要求、则压桩结束。44.1土壤测试和试验考虑到对每层填土检测的方便性,确定用轻便融探N以表1中可以看出除个别点外,其他点在深度向的N4.2充填上及软土层的承载以⑤号处理池为例,做了5根单桩静载荷试验,检测目的主要看在如此厚的填上及软土层中单桩承载的状况。从表2中可以看出,其各桩的累计沉降量均较小,故各桩均承载力特征值均大于200kN。4.3a类桩、b类桩分布以⑤号处理池为例,总施工桩数为1367根,低应变检测桩342根,测桩数占总桩数的25%,其中A类桩为301根,占所测桩的88%,B类桩33根,占所测桩的9.6%,C类桩8根,占所测桩2.4%,C类桩中有2根为浅部缺陷,其它6根均在接桩处裂缝,对单桩垂直抗压承载力影响不大。4.4静载荷复合测试⑤号处理池共做了3个点的复合地基承载力试验,复合地基承载力基本值均能满足设计要求的55.1填土层以提高承载力由于粘土填土层厚度较厚达4m厚,经过分层碾压形成一较好的硬壳层,该硬壳层也能达到一定的强度指标,污水处理池底面积较大,一小部分的上部荷重可由填土层来承担。如不考虑大面积承台板下土的承载力不切合实际。本工程填土考虑承载力分担为12kPa,占到填土检测强度80kPa的15%。5.2墙体承力层每根桩的单桩承载力特征值取为200kN,由于预制小桩特征值较小,钢筋砼底板的冲切厚度不会太大。桩穿过填土层及填土层下淤泥层支承到⑤层粉质粘土中,该层土为桩端良好的持力层,本工程中桩承担了90%的上部荷重,上部荷重通过群桩传递到桩端支承土上。由于填土为新填压实土,桩的作用一方面可减少水池底下土的附加应力,减少沉降,另一方面通过桩将附加荷载传到深层好土上,这样池底就比较稳固,不会产生整体滑移。5.3受荷情况下桩土复合地基的应力平衡根据大底板下桩土共同工作的机理,桩与土共同承担上部传下的荷重,桩土复合地基在受荷情况下达到变形协调,经过应力分担的循环调整达到相对平衡,本工程设计桩土应力比为9∶1,在受荷情况下,桩土应力比会自动调整,以达到相对稳定。6小预制桩面临的荷载小预制桩作为地基处理的一种桩型,有其独特的一面,本文中与压实填土共同形成复合地基承担上部荷重。对于填土层只要填料采用粘性土,并分层碾压,经轻便触探N对于小预制桩施工时,必须满足其压桩力,通过静荷载的试验,可确定压桩力