混凝土灌注桩后压施工技术

 【摘 要】本文通过总结静力压桩法钻孔灌注桩后压施工技术，采用静压设备对基桩进行静压处理，可直观有效、可靠地确保基桩竖向承载力要求，为类似工程地基与基础处理提供借鉴。 
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　　【关键词】混凝土灌注桩；后压 
　　1工程概况 
　　郑州金水万达中心位于河南省郑州市，本工程基础形式2#楼采用CFG复合地基，1#楼、3#楼、5#楼、酒店写字楼及裙房、地下车库采用泥浆护壁成孔后注浆灌注桩。 
　　受特殊地质条件限制及影响，本工程须将已经施工完成的3#楼工程桩进行桩基处理，将单桩竖向抗压承载力特征值1700KN增加调整为2700KN。综合对比分析补桩、锚杆静压桩、工程桩复压等多种桩基处理方案的工期、质量及效益，本工程最终选用工程桩复压施工技术方案。 
　　2工程桩复压前施工准备 
　　2.1钻孔灌注桩或预制管桩施工 
　　钻孔灌注桩施工时根据规范要求0.8m的超灌高度进行施工，施工完成后进行土方开挖及桩头破除，桩头破除至设计有效桩顶标高。 
　　后续根据复压的设计预设下沉量H作为桩头加固高度进行桩头处理。 
　　2.2静力压桩前桩身完整性检测 
　　在静力压桩施工前需先行对所有基桩进行桩身完整性检测，检测结果须满足规范及设计要求。 
　　本工程在工程桩复压施工前对所有工程桩均进行了低应变法检测桩身完整性，检测结果均为I类桩（完整桩）和II类桩（基本完整桩），无Ⅲ类桩（缺陷桩）和Ⅳ类桩（严重缺陷桩）。 
　　2.3静力压桩场地及施工准备 
　　（1）压桩前先行详细编制施工方案，根据灌注桩设计的单桩竖向极限承载力、场地情况及桩的间距，选择相匹配的静力压桩机的型号，确保复压有效压力不得小于设计单桩竖向极限承载力。 
　　（2）仔细阅读和熟知地质勘察报告、施工图纸、桩身完整性检测情况，掌握主要设计参数。 
　　（3）桩基施工场地开挖至设计要求的预设下沉量顶标高，为保证静力压桩的顺利实施及基桩桩身不被 
　　压力桩机压坏，本工程结合实际情况对施工范围内的场地进行砼垫层硬化处理或压实处理，并在砼垫层上满铺500mm厚碎石垫层（粒径20-40mm）作为静力压桩的缓冲层，确保在复压过程中工程桩的安全不受静压桩机载重及行走产生不利影响，并保证桩机的顺利移动和稳定垂直。 
　　场地处理及压桩准备如图1所示。 
　　图1 场地处理及压桩准备 
　　2.4压桩前桩头处理 
　　为避免出现压桩过程中因压力过大造成的桩头破裂情况，对灌注桩桩头处理采取以下措施： 
　　（1）在压桩前将所有桩头进行修整剔凿。 
　　（2）对桩头进行加固，采用700mm高700mm直径的钢护筒，壁厚t≥8mm，灌注桩桩顶伸入钢护筒内不小于300mm，护筒中采用BY-60型灌浆料填充密实，桩头养护时间不宜少于7天。（钢护筒直径应为大于设计桩径100mm，灌注桩桩头加固高度不小于设计复压预设下沉量） 
　　（3）桩头加固完成后，在静力压桩前于桩顶满铺50mm厚中砂，上置15mm厚橡胶垫及20mm厚圆形钢板（直径400mm）。 
　　桩头加固处理如图2、3所示： 
　　图3 桩头加固处理 
　　（4）、对预制管桩的桩头处理仅需在桩顶焊接用于静力压桩的接长钢管，在接长钢管上标注一观测点，接长钢管须符合静力压桩机的夹桩机构要求。 
　　2.5静压钻机就位及调平 
　　压桩机就位时，送桩器应对准基桩，保证垂直稳定，在施工中不发生倾斜。操作四个行走手柄，配合操作四个升降手柄，即可使桩机纵向或横向移动，达到对准桩位的目的。静压桩机移动时，应避免直接压在桩上。 
　　为保证压入桩的垂直度，压桩前需将桩机机身调平。通过操作四个升降手柄，并配合观察装在操作台面板上的全方向水平仪是否对零，即可完成此项工作。 
　　3工程桩复压施工 
　　3.1 静力压桩试压 
　　在正式压桩前，须进行试压工作，目的为通过试压复核并确定初始压桩力值、逐级加载次数、最终有效压力值、下沉量等压桩参数，为正式压桩提供控制指标。（试压前须保证基桩施工完成后休止时间不少于15天）。 
　　（1）根据桩的竖向极限承载力、桩型和桩端持力层土性确定静力压桩压力值，调整桩架配重（根据工程实际设计情况确定桩架配重，确保单桩后压有效压力不得小于设计单桩极限承载力），并通过试压验证是否能够满足要求并相应进行调整。 
　　（2）初始压桩力值以破坏基桩侧摩阻力为原则进行确定，并通过试压验证是否能够满足要求并相应进行调整。 
　　以郑州金水万达中心工程为例，其单桩竖向抗压承载力特征值为2700KN，确定静力压桩最终压力值为5400KN。根据郑州金水万达中心地勘报告及设计文件，本工程3#楼基桩桩周极限侧摩阻力标准值约为2900KN，在加压工程中，将初始压桩力值控制在3000KN左右（可有效破坏桩周侧摩阻力），并后压3次；然后每级加载500KN并逐级加载，直至5400KN。 
　　静压沉桩处理示意图如图4所示。 
　　图4 静压沉桩处理示意图 
　　3.2压桩 
　　压桩时选用的送桩器的外形尺寸要与所压桩的外形尺寸相匹配，并且要有足够的强度和刚度，一般为一圆形钢柱体。本工程3#楼单桩竖向抗压承载力特征值为2700KN，确定静力压桩最终压力值为5400KN。在加压工程中，将初始压桩力值控制在3000KN左右（可有效破坏桩周侧摩阻力），并复压3次；然后每级加载500KN并逐级加载，直至5400KN。 
　　3.3终压、稳压 
　　对桩基逐根进行分级加载施压，并终压复压三次，复压每次沉降量控制在：第一次复压下沉量不超过0.1d（d为桩直径），第二次复压下沉量不超过0.1d，第三次复压下沉量不超过0.05d。 　　每根桩加压稳定三分钟后卸压，测定加压前后桩顶标高，由此计算复压产生的沉降量。 
　　每根桩终压复压沉降量控制在30mm以内，若施压前期沉降量超过控制指标，则继续施压，直至达到要求为止。 
　　压桩过程控制示意图如图5所示。 
　　图5 压桩过程控制示意图 
　　4工程桩复压后处理 
　　4.1截桩或接桩 
　　经静压过的桩，如有下沉，根据下沉量是否超过预设下沉量确定接桩或截桩。 
　　（1）当下沉量小于设计预设下沉量时，将桩头截桩至设计有效桩顶标高。 
　　（2）当下沉量大于设计预设下沉量时，进行接桩处理。 
　　接桩时将下沉的桩挖出（开挖至喇叭状）、并按压桩后的桩顶下挖100mm，接桩直径比原桩增大100mm，低于设计桩顶标高部分全部用高一强度等级无收缩混凝土浇筑至设计桩顶标高；钢筋按设计规范规定重新调直并接长，使钢筋伸入承台部分大于35d，浇筑前必须把桩顶凿毛并清扫干净。 
　　接桩完成后，接桩外侧低于原底板钢筋砼垫层的部位铺设碎石垫层（粒径20-40mm），上部补浇混凝土垫层，满足下步工序施工条件。接桩示意图如图9所示。 
　　本工程复压工程桩下沉量与预设下沉量400mm基本一致（其中10颗基桩下沉量为600mm左右，进行了接桩处理），均满足复压压桩要求。 
　　图9 接桩示意图 
　　（说明：A为原灌注桩桩身；B为后接桩；H为静压后的下沉值） 
　　4.2边桩、角桩等处理 
　　若遇到基坑转角处或靠近基坑边的桩位（桩机工作面不足），可采用静力桩机边桩器进行静压桩施工。 
　　4.3过程见证 
　　开始静力压桩前先进行试压，试压时由工程参建各方共同参加并确定最终复压关键控制点后，方可进行大面复压，复压过程中参建各方全程参与旁站，整个施工过程留存影像资料。 
　　结束语： 
　　工程桩复压施工技术可直观、有效的确保满足设计基桩竖向承载力的要求，避免了补桩等常规处理方法中的造价高、工期长、基础刚度不均、沉降难以控制等不足之处，简单易行，直观可靠，处理工期短。对类似桩基工程的施工有极大的指导意义，具有较大的推广价值。