预制方桩的缺陷分析及治理(一)岩土工程师考试
文章作者 100test 发表时间 2009:03:28 08:28:26
来源 100Test.Com百考试题网
摘 要:以某实际工程为背景,介绍在用PIT进行常规的低应变检测和静载荷试验后,发现较高比例的桩在接头位置都存在缺陷,结合相关资料进行综合分析,对桩的缺陷性质做出了正确判别;而后采用动力复位的方法,同时进一步采用PDA打桩分析仪和精密水准仪进行跟踪监测,由此杜绝了工程隐患。
关键字:预制方桩 缺陷 波形曲线 PIT PDA 沉降
0.引言
近年来,预制方桩在上海地区的多层、小高层民用住宅以及工业厂房项目的基桩工程中得到了广泛的应用,随之而来的,由于打桩过程中多节桩接头的焊接质量不好、现场预制而导致桩身混凝土强度偏低、锤击应力过高及土方开挖等施工因素而造成的预制方桩产生裂缝、断裂甚至上下节脱离的工程质量事故时有发生。沉桩后的基桩检测,成为对预制方桩施工质量的主要控制手段之一。
本文以位于上海郊区软弱土层上建造的一12层住宅楼为背景,介绍在用PIT(美)(Pile Integrity Tester) 桩身完整性测试仪进行低应变检测和静载荷试验后,结合沉降测量、地质资料、施工资料等进行综合分析,对桩的缺陷性质做出了正确判别,并采取了动力复位的治理方法及PDA(美)(PileDriving Analyzer)打桩分析仪的高应变法对复位效果进行评判,由此杜绝了工程隐患。
1.工程概况
某民用住宅工程为12层的框剪结构,基桩采用混凝土预制方桩。桩型为JZHb-235-1313B,桩端持力层为⑤-1b粉质粘土夹砂层,单桩抗压承载力设计值为680kN,总桩数为235根。场地地质概况:拟建场地属滨海平原地貌类型,桩长范围内各土层物理力学指标表1。
2.工程桩检测结果
该工程基坑开挖1.5米左右,按设计要求对3根桩进行单桩竖向抗压极限承载力试验,试验前的低应变动测试验发现其中2根的反射波曲线出现明显的接桩位置缺陷,其57#和106#桩低应变反射波曲线分别见图1和图2。
表1 地基土土层分布及物理力学指标
层号 |
土层名称 |
厚 度(m)
|
比贯入阻力Ps(Mpa) |
标准贯入
N63.5(击) |
预制桩 |
fs(kPa) |
fp(kPa) |
②
|
粉质粘土 |
0.00~2.20 |
0.60
|
|
15 |
|
③
|
淤泥质粉质粘土
|
615~8.90 |
0.48
|
|
<.6m,15
>.6m,20 |
|
④ |
淤泥质粘土 |
3.90~8.10 |
0.59
|
|
20 |
|
⑤1a |
粘土
|
4.40~7.30
|
0.80 |
|
30 |
|
⑤1b |
粉质粘土夹砂
|
2.95~13.20
|
1.73
|
5.7 |
50
|
1500
|
⑤4 |
粉质粘土
|
0.00~6.30
|
3.37 |
7.8
|
65
|
2000 |
⑦1
|
砂质粉土
|
0.00~6.55
|
8.02 |
25.4 |
75 |
4000 |
⑦2a
|
粉砂
|
7.90~14.90 |
14.27
|
39.6
|
90
|
6000 |
图1. 57#桩低应变实测曲线
图2. 106#桩低应变实测曲线
随后的静载试验结果也表明此2根试验桩的单桩极限抗压承载力均未达到设计值,且其中1根的情况非常典型: Q-S曲线在550kN出现明显向下的拐点,即660kN荷载下的沉降明显增大,是前一级的3倍多,而在770kN后沉降收敛,曲线又开始上翘;从S-lgt曲线中也可以看到660kN荷载级明显曲折,沉降出现极大值。上述现象非常明确的表明本试桩接桩处有明显缺陷,上、下两节桩脱开约15mm,在空隙压实前的竖向极限承载力为550kN, 压实后的竖向极限承载力可以达到1100kN。
综合静载试验和低应变动测试验曲线可表明,在接桩处有明显的脱开缺陷,且由于接桩部位脱节,严重影响其单桩承载力的向上传递,但其上下两节桩的桩身完整性均良好。
后对该工程的全部基桩进行低应变动测试验,检测发现有34根桩在不同程度上在接桩处存在明显的缺陷,事故的规模和性质是显而易见的,为了充分利用脱节的两节桩,并弥补脱节的缺陷,使其缺陷桩的竖向承载力能正常传递,让缺陷桩的单桩极限承载力基本达到设计要求,所以我们采用了锤击技术对其进行动力复位。