高桩码头大管桩嵌岩施工中遇到的问题及处理对策?
1 工程概况
深圳液化天然气项目码头工程部分桩基采用大管桩嵌岩的方式,相应大管桩直径为1.2m,壁厚145mm,桩长17.5m,其中下部1.8m设置钢桩靴,钢桩靴壁厚18mm,底部设置200mm厚的加强箍,背后设置16片加劲肋。下部嵌岩长度为4.0m,有效直径为800mm。
桩位处下部基岩覆盖层厚度为11.0m,相应的土层为粉细砂层为2.5m,基岩上部为1.5m厚的残积土层,期间为软土层,为砂混淤泥和淤泥层,总厚度3.8m。相应位置码头这一部分的结构详见附图1,码头引桥结构断面图。
从现场地质条件看,相应位置软土层比较厚,细粉砂层虽然由一定的承载能力,但其位于面层,处于松散状态,而相应残积土层则也处于软塑和可塑状态。桩尖要求进入微风化花岗岩层,给桩身的稳定和受力带来了较大稳定,所以设计采取了相应的嵌岩措施,要求大管桩施工时,桩尖穿越大部分残积土层。对此,设计提出相应的沉桩施工时,将以桩尖标高控制作为停锤标准。
2 桩基施工和相应问题的发现
本工程基础采用的为后张法预应力大管桩,大管桩制作完成后,在工厂落驳运至现场,沉桩在采用76.0m架高的打桩船,整个施打,考虑到整个区域的地质条件,配备相应D125的柴油桩锤。
整个沉降过程前期下桩和稳桩过程均比较顺利,在大管桩在自重作用下,不再下沉后,开启桩锤,开始锤击沉桩,前期贯入度也比较大,基本与地质资料提供的情况吻合。当桩尖标高达到-9.5m位置,贯入度显著增加。由于要求以标高控制,所以,没有停锤,达到设计高程后,总的锤击数在1354击。
根据相应的施工情况,当时就认为可能已经出现的问题,对此,我们通过小应变对桩身进行检测,没有发现桩身损坏,但钢桩靴部分情况还不甚明了。
在大管桩打设完成,为进行相应的大管桩嵌岩施工,我们搭设的相应的施工平台。由于为直桩嵌岩,采用相应的冲击成孔的工艺,为提高效率,施工前,采用高压水,清除进人大管桩桩芯底部的泥土,然后,上冲击钻机进行成孔施工。
开始施工时,为保证孔底坚实平台,前期向孔中抛填了部分片石和低标号水泥。由于前期采用小冲程施工,随着片石的冲实,发现大管桩振动逐步加大,相应成孔进尺很小,甚至没有,从泥浆循环而出的沉渣,前期为抛填片石,后期则越来越少,对此,立即停止施工,查找原因。
3 原因分析
针对现场的实际情况,首先确认在冲孔施工中发现大管桩出现强烈振动是不正常的,在此基础上,我们进行了认真的分析。只有找出真正的原因,才能采取针对措施,以保证后续施工的顺利进行。
3.1 冲锤不垂直,引起触碰大管桩内壁
在以往嵌岩灌注桩施工中,我们也碰到过类似的问题,经过分析主要由二种情况,其一大管桩垂直度有问题,如果管桩出现倾斜,就有可能出现冲锤碰到管桩内壁的现象。对此对大管桩的垂直度进行测量,检查结果为,大管桩在垂直度在2.5‰,根据保留的间隙,大管桩的切斜不会影响到冲击成孔施工。其二,大管桩桩芯十分有障碍物,对此,在桩芯部分下6倍桩径的钢筋笼孔规,测试结构正常,桩芯上下通透。由此看来大管桩的振动不是由此原因引起的。
3.2 基岩振动引起管桩共振
当下部基岩较为完整,相应强度比较高的情况,冲击成孔会引起大管桩的共振。这一种情况比较复杂,为验证此种情况,我们在大管桩周边,打设相应的钢管,如果基岩振动,必然会引起附近钢管的共振。
在相应监测中发现,相应大管桩和观测钢管之间的振动频率是不一致,大管桩比较大,而钢管则比较小,部分可以忽略。对此,可以得出结论:冲击成孔产生的振动不可能引起大管桩的剧烈振动。
3.3 大管桩钢桩靴的钢板向内卷曲
根据沉桩记录,我们发现,在大管桩桩尖进入残疾土层后,接近于桩尖高程后,贯入度非常小,甚至没有,以后至设计标高的区段,贯入度虽然很小,但10击有2-5mm的贯入度。对此,我们前期在沉桩贯入度很较小时,是否已经将下部钢桩靴打坏,并向内卷曲,这样在冲锤实际上冲击在这一部分桩靴钢板,引起管桩振动。
对此,首先对钢桩靴在沉桩过程中的受力进行分析,我们参阅了相关桩锤资料,在开启最大档的情况下,桩锤作用于桩顶的最大爆炸力为3600kN。钢桩靴部分采用Q345B钢板焊接而成,在下部基岩强度比较大,上部由于锤击振动,土层对桩身的摩阻力急剧下降,在此情况下,全部应力均集中钢管靴位置,钢桩靴相应位置的焊缝和材质的薄弱位置造成损坏。
对于可能出现的问题,进行相应的查证确定,是一个非常重要的问题,对此,我们采用高压水冲击桩芯下部在沉桩前期涌入的土体,用潜水泵对桩芯内的水进行置换,在相应循环水体含泥量较少时,利用目前较为先进的水下探头,进行桩尖部分水下探查,以取得相应的第一手资料。
通过探头传送到计算机的图片,我们可以看到,相应的桩尖部分钢桩靴已经严重撕裂,向桩芯内部卷曲,相应原钢桩靴高度低了600~800mm。这样相应的嵌岩部分施工中,冲锤冲击引起大管桩振动的原因等到了合理的解释。
4 钢桩靴卷曲部分的处理
根据常规,由于处在位置位于水下比较深的位置,一般施工单位合金的钻头,进行磨削,将卷曲部分除掉,保证下部嵌岩的施工。但采用此种方法,虽然比较简单,但费时比较多。特别是采取采用的是冲击成孔,这样需要专门的大功率钻机,需要的时间更长。由于前期问题调查已经耽误了一段时间,对此,我们想寻找另外快捷的方法。
对此,我们首先从大管桩桩芯着手,发现大管桩桩芯部分的直径达到940mm,可以容下一个人作业,对此设想采用人工切割的方法,这样不但施工时间短,由于较为直观,相应的质量也容易得到保证。
桩芯内切割方案虽然原理比较简单,但具体实施起来还存在一点的困难,主要体现在施工操作的安全性上,对此,首先我们进行了大量的前期准备工作,首先要处理的是渗水问题,根据相关地质资料残积土主要成份为粘土,又一定的止水作用,在将桩芯内积水排干后,发现渗水不是很厉害,这样就不需要采取另外的在外侧注浆等措施了。
由于下孔切割施工时,相应空间毕仅较为狭窄,对此,下孔采用绳结悬梯,照明采用36伏的低压灯,同时,每只相应的空压机向空中送风,保证施工安全。在施工前,还进行必要的模拟试验,诸如相应切割的烟尘排除,然远在孔低操作姿态等。由于施工准备比较充分,气割人员下孔后,顺利地割除了桩芯内的损坏的钢桩靴,为后续施工创早了有利的条件。
5 总结
通过本工程对大管桩钢桩靴卷曲问题的处理,得到了许多有益的经验,可供相关工程建设参考。对有嵌岩要求前期大管桩打设,沉桩贯入度一定要控制,相应桩尖标高控制为辅,这样就不会出现钢桩靴打坏的现象。出现问题后一定要冷静分析,相应的结论均要经过严格论证和验证。采取措施时,一定要注意现场条件,因地制宜,不可盲目追求高大上,有时最为简单的方法,往往是最可靠的。施工前,要做好充分的准备,最好模拟一下现场情况,确保万无一失。
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桩基施工图怎么看!说详细一点谢谢
先看设计说明,分清是什么桩,钻孔灌注桩还是管桩,把设计说明好好看看,然后看具体的图纸,在看有些桩基的图集,在看看验收规范,这几个涉及桩基的内容看懂了,你工地的管理就没有问题了。
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令岸复方: 桩(锤)偏心、高冲程及桩锤 底部钢牙不整齐易造成卡银现象.如果出现卡锤,首先将孔内泥浆反复循环沉渣,再用缆绳反复提放,如不行派潜水 员摸清卡银位置,用水下切割机割去卡 锤处桩靴.
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罗源县17144742441: 管桩碎桩的问题 - ?
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罗源县17144742441: 桩基础中,桩嵌岩深度从进入那个岩层开始计算?是持力层岩,还是只要是岩层就开始计算? - ?
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罗源县17144742441: 桩偏位监理怎么处理? - ?
令岸复方: 视严重程度发整改通知单或者技术联系单给施工单位.首先明确桩偏位的事实.应由设计单位给出补救方案,或者施工单位提交补救方案设计批准后执行.一个是重新补桩,另一个是加大基础,要求施工单位上报补救方案.基本上都是私下里加...
罗源县17144742441: PHC预应力砼管桩静压施工工法 - ?
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罗源县17144742441: 关于打桩的一些疑问 - ?
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罗源县17144742441: 斜嵌岩桩钢筋笼安放与水下混凝土灌注有何特点?斜嵌岩桩钢筋笼安放与 ?
令岸复方: 斜嵌岩桩与直桩相比,难点 在于钢筋笼安放和水下混凝土灌注. 《港口工程灌注桩设计与施工规程》 (JTJ248-2001)规定比较笼统,仅有“在 斜桩孔中安装钢筋笼时,...