錘擊樁與靜壓機(jī)比較;

1、錘擊樁和靜壓樁在同一工程中應(yīng)用的對(duì)比分析 海門云起苑一期工程，位于海門市南海路南側(cè)，漢江東側(cè)，為3棟26-32層商業(yè)和住宅建筑及一層地下車庫(kù)，建筑面積7萬(wàn)多平米，地下室基礎(chǔ)埋深0.00以下5米，采用樁基和筏板基礎(chǔ)，三棟高層均采用先張法預(yù)應(yīng)力管樁,規(guī)格：phc600（110）abc80。設(shè)計(jì)為有效樁長(zhǎng)42m，樁頂標(biāo)高的相對(duì)標(biāo)高為-5.85米，單樁承載力特征值為2850kn。本工程管樁施工采用了一臺(tái)800噸位的靜壓樁基和一臺(tái)10柴油錘擊樁機(jī)進(jìn)行施工。地質(zhì)條件：本工程場(chǎng)地屬于長(zhǎng)江中下游沖擊平原，場(chǎng)地為空地，較平坦。自上而下土層結(jié)構(gòu)如下表：層數(shù)土質(zhì)土層層底標(biāo)高層底埋深厚度平均厚度標(biāo)高平均埋深平均1層填

2、土、松散0.8-3.41.37-0.662.121.320.8-3.41.372層粉質(zhì)粘土、軟塑0.4-3.11.50-1.830.660.132.1-4.52.563層粉土、稍密-中密1.0-3.32.34-3.02-1.59-2.234.1-5.64.924層粉砂夾粉土、稍密-中密6.3-10.48.23-12.01-8.66-10.4611.1-14.713.155層粉土夾粉質(zhì)粘土、稍密2.0-5.63.35-15.03-12.49-13.8115.1-17.716.56層粉砂夾粉土、稍密-中密1.5-3.02.19-17.01-14.49-16.0017.1-19.818.697層粉質(zhì)

3、粘土夾粉土、軟塑1.7-3.82.87-20.21-17.39-18.8720.00-22.921.568層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、軟塑-流塑2.0-19.17.35-37.08-21.64-26.4124.00-40.029.109層粉細(xì)砂中密-密實(shí)該層未穿透該層未穿透該層未穿透該層未穿透設(shè)計(jì)總樁數(shù)：1#樓設(shè)計(jì)管樁總數(shù)151根，2#樓158根，3#樓97根，其中3#樓采用靜壓樁機(jī)施工，1#、2#樓根采用錘擊施工工藝，具體見(jiàn)下表：1#樁型樁長(zhǎng)m樁頂相對(duì)標(biāo)高樁根數(shù)樁端持力層單樁承載力特征值phc-600(110)ab-c8042-5.6501399層細(xì)砂層2850knphc-600(110)ab-c80

4、42-7.350129層細(xì)砂層2850knphc-600(110)ab-c80473.5539層細(xì)砂層單樁抗壓力加載值5700kn2#樁型樁長(zhǎng)m樁頂相對(duì)標(biāo)高樁根數(shù)樁端持力層單樁承載力特征值phc-600(110)ab-c8042-5.6501399層細(xì)砂層2850knphc-600(110)ab-c8042-7.350129層細(xì)砂層2850knphc-600(110)ab-c80473.5539層細(xì)砂層單樁抗壓力加載值5700kn3#樁型樁長(zhǎng)m樁頂相對(duì)標(biāo)高樁根數(shù)樁端持力層單樁承載力特征值phc-600(110)ab-c8042-5.6501399層細(xì)砂層2850knphc-600(110)ab

5、-c8042-7.350129層細(xì)砂層2850knphc-600(110)ab-c80473.5539層細(xì)砂層單樁抗壓力加載值5700kn經(jīng)過(guò)一個(gè)月的施工，沉樁記錄如下：現(xiàn)結(jié)合工程實(shí)際對(duì)靜壓樁、錘擊樁的不同特點(diǎn)進(jìn)行分析：1.沉樁機(jī)理的不同1.1靜壓法施工是通過(guò)抱緊油缸將樁抱緊，以機(jī)械的自重和機(jī)身上的配重通過(guò)頂壓油缸傳遞到樁身集中受力后，再將樁壓入地層標(biāo)高中。1.2錘擊樁是通過(guò)錘頭內(nèi)的錘芯壓縮缸體內(nèi),當(dāng)霧化的柴油和機(jī)油進(jìn)行燃燒爆炸產(chǎn)生向下的作用力，再通過(guò)錘頭下的樁帽等一系列緩沖將力和振動(dòng)作用到樁身，逐步擊入土層標(biāo)高。2.施工造成土體破壞程度的對(duì)比分析2.1靜壓樁沉樁過(guò)程中，樁尖進(jìn)入土體后，原狀土

6、受到壓縮變形以及初應(yīng)力狀態(tài)的破壞，使貼近樁周處土體結(jié)構(gòu)完全破壞，隨著貫入壓力的增大，土體達(dá)到急劇破壞，粘性土土體在有水的作用下產(chǎn)生塑性流動(dòng)，砂性土?xí)a(chǎn)生擠密側(cè)移和部分液化；2.2錘擊樁沉樁時(shí)，土體在樁身的沖擊力和震動(dòng)的作用下，粘性土產(chǎn)生壓縮變形，樁身逐步進(jìn)入，砂性土在震動(dòng)的作用下產(chǎn)生液化，抗剪力降低，在沖擊力作用下進(jìn)入土體；震動(dòng)作用下對(duì)土作用面較大。2.3在粘性土施工中，兩種施工方法均會(huì)產(chǎn)生對(duì)地表向上隆起效應(yīng)，靜壓樁對(duì)土體的作用面較小，錘擊樁在震動(dòng)中對(duì)土體的作用面較大，因而在施工時(shí)，錘擊樁所造成的土體隆起要大于靜壓樁。在砂性土施工中，由于靜壓樁主要采用擠密方法進(jìn)入，理論上產(chǎn)生的隆起較大，而錘擊

7、樁產(chǎn)生砂性液化，土體內(nèi)水流失后產(chǎn)生的隆起較小，甚至不會(huì)造成隆起效應(yīng)。工程實(shí)施過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，靜壓樁在進(jìn)入砂層面時(shí)，壓力陡然上升，靜壓樁施工困難.但當(dāng)兩種機(jī)型在同一地點(diǎn)施工時(shí)，由于錘擊樁施工造成淺層的粉土和砂層的液化，壓力上升幅度明顯降低，淺層的粉土液化甚至造成機(jī)身較重的靜壓樁機(jī)濕陷。3.樁身部位，在施工過(guò)程中受力不同的分析3.1靜壓樁施工時(shí)，往往按照設(shè)計(jì)的極限承載力的1.5倍左右配備荷載，最大荷載不能超出樁身的所能承擔(dān)的應(yīng)力。施壓值隨著入土深度的增加逐步增大。樁身某一點(diǎn)的受力等于施壓值減去上部樁長(zhǎng)（送樁過(guò)程中要加上送樁器）與土體的摩阻力，相同施壓值的情況下，逐步減小。當(dāng)樁端部點(diǎn)的力小于樁端的阻力時(shí)

8、，樁身將無(wú)法下壓，需采取增加施壓值或減少樁身摩阻力的方法來(lái)解決。理論上，假定在相同施壓值荷載情況下，下壓過(guò)程中的樁，土層某一點(diǎn)所對(duì)應(yīng)樁身點(diǎn)的受力相同。由于土層的變化,樁身受力相同的點(diǎn)的位置不同，總體來(lái)看在施工期間樁體受力，變化較為單一。3.2錘擊樁，施工過(guò)程中, 樁身某一點(diǎn)受力等于樁錘所施加的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為沖擊力減去該點(diǎn)以上部位在土體深度內(nèi)的摩阻力。樁錘所能施加的能量與樁錘跳起的高度有關(guān)，錘跳起的高度不但與檔位有關(guān)，而且與樁身在入土過(guò)程中所產(chǎn)生的瞬間抵抗力有關(guān)，只有當(dāng)瞬間抵抗力充分時(shí)，樁錘的跳起高度才能達(dá)到極限。因而在施工時(shí)樁身點(diǎn)的受力較為復(fù)雜，不會(huì)因?yàn)槿胪辽疃鹊脑黾佣⒓礈p小，但總的減少趨勢(shì)與靜

9、壓樁一致。3.3在砂性土中，由于受震動(dòng)液化的影響，錘擊樁施工過(guò)程中的樁身的摩阻力比靜壓樁會(huì)明顯減少。假定在相同壓力作用下，樁身某一點(diǎn)所形成的應(yīng)力，錘擊樁將高于靜壓樁，即錘擊樁入土點(diǎn)的下壓力大。因此在砂性土較厚工程及以標(biāo)高控制的樁，往往采用錘擊方法對(duì)施工更有利。嵌巖樁施工，考慮到樁尖位的破壞力，一般只能采用錘擊樁施工。在工程施工中，由于24m以下的黃色粘性土中鐵質(zhì)結(jié)核在局部地方較為豐富，靜壓樁無(wú)法壓至指定的標(biāo)高，監(jiān)理要求施工單位更換采用了錘擊樁機(jī)施工，均能夠施工到位，避免了由于樁身不到位所產(chǎn)生的質(zhì)量隱患。4.施工階段對(duì)承載力初步判斷方法不同4.1在靜壓樁施工時(shí)，往往采用入土的有效樁長(zhǎng)和終壓值進(jìn)行

10、控制，設(shè)計(jì)的樁長(zhǎng)較短的工程，考慮到土體的恢復(fù)系數(shù)，終壓值宜盡量達(dá)到設(shè)計(jì)取值的1.51.7倍,并視土質(zhì)及布樁情況考慮復(fù)壓。4.2錘擊樁施工時(shí)，一般采用入土的有效樁長(zhǎng)和最后貫入度進(jìn)行控制，因而在施工機(jī)械進(jìn)場(chǎng)后，對(duì)不同的樁機(jī)均要按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行必要的試打，記錄不同機(jī)型進(jìn)入不同深度和不同地層的貫入度指標(biāo)，用錘標(biāo)準(zhǔn)一般采用固定的中檔錘。當(dāng)工程的地層變化較大時(shí)或者樁基承載力不同時(shí)，對(duì)應(yīng)施工的機(jī)型均要再做試打。在進(jìn)入標(biāo)高的貫入度控制時(shí)要按照試打的油門檔位進(jìn)行控制。5.常見(jiàn)樁身破壞機(jī)理對(duì)比分析及對(duì)應(yīng)措施5.1本工程采用抱壓式靜壓管樁，往往在插樁過(guò)程中，樁身在中部斷裂。分析原因，均由于上層雜填土的中有大石塊等障

11、礙物，在插樁過(guò)程中，樁身受障礙物影響，樁身入土方向與樁機(jī)的加力方向不一致，造成樁身一側(cè)受力增大，將樁身折斷。對(duì)此，監(jiān)理要求在靜壓樁開(kāi)工前，要求進(jìn)行打樁區(qū)域的地下障礙物進(jìn)行清理工作，對(duì)障礙物集中的部位和深度較深的地方，采用挖掘機(jī)進(jìn)行大開(kāi)挖，再進(jìn)行回填。值得注意的是，在回填時(shí)要考慮到后期靜壓樁機(jī)在上面的施工荷載。5.2本工程錘擊樁所出現(xiàn)破壞部位均在的是樁頭部位，且均在樁基礎(chǔ)將要進(jìn)入持力層當(dāng)中：分析原因：1、樁身質(zhì)量引起的：樁頭耐擊性差或樁頭不平整引起施工中破裂。2、樁帽的緩沖樁墊未能達(dá)到施工要求，造成樁頭受力不均勻或偏心受力，最終造成樁頭破裂；3、樁身垂直度不夠，造成打樁時(shí)偏心受力。4、地層變化的

12、影響，地層較淺部位由硬突然變軟，樁在穿透過(guò)程中會(huì)陡然出現(xiàn)不垂直現(xiàn)象，造成樁頭受力不均勻受損，最終造成破壞。對(duì)此，首先檢查樁身質(zhì)量是關(guān)鍵；其次施工時(shí)，管樁與樁帽或送樁器的銜接面要增設(shè)緩沖墊，并隨時(shí)檢查其厚度是否滿足要求；施工時(shí)控制好樁身垂直度以及錘擊樁機(jī)的導(dǎo)架垂直兩各方向與樁身平行，插樁過(guò)程中及時(shí)進(jìn)行糾偏。對(duì)于地層變化，要通過(guò)工勘資料和試打樁的不同部位的貫入度，適時(shí)調(diào)整樁錘檔位，控制好施工力度來(lái)避免。當(dāng)然對(duì)每種樁型來(lái)說(shuō)，控制接樁面的焊接的垂直度和焊接質(zhì)量也是避免樁身破壞的關(guān)鍵。6.管樁基礎(chǔ)的施工方法差異 6.1錘擊法沉樁是用樁錘將樁擊入地基中的施工方法，目前常用的施工機(jī)械有柴油錘、液壓錘，適用于

13、地基土為松散的碎石土、砂土、粉土以及可塑粘性土的情況。打樁錘擊力屬?zèng)_擊動(dòng)力，預(yù)應(yīng)力管樁較耐打，在強(qiáng)力沖擊下具有較強(qiáng)的穿透能力，大量工程實(shí)踐表明，使用d45以上重型柴油錘可使其穿透56m厚的密實(shí)砂層或河卵石層，樁尖進(jìn)入n50（n為修正后的標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)）的強(qiáng)風(fēng)化巖層12m或密實(shí)卵石層12m，但不能打入中風(fēng)化巖層2。當(dāng)遇到以下巖層時(shí)應(yīng)慎用錘擊法沉樁，樁端持力層為遇水易軟化且埋藏較淺的風(fēng)化巖；地下水或地基土對(duì)管樁的混凝土、鋼筋及鋼零部件有強(qiáng)腐蝕作用的巖土層。如樁尖附近有水，強(qiáng)風(fēng)化泥巖遇水就軟化，含泥較多的強(qiáng)風(fēng)化花崗巖體遇水發(fā)生崩解，于是樁端土承載力大大降低。持力層以上無(wú)硬度漸變的緩沖土層，如普通的土層

14、直接進(jìn)入中風(fēng)化；淤泥、松散砂層直接進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化；非巖溶地區(qū)基巖以上為淤泥等松軟土層，其下直接為中風(fēng)化、微風(fēng)化巖層；或中風(fēng)化巖面上只有較薄的強(qiáng)風(fēng)化層；巖溶地區(qū)，即石灰?guī)r地區(qū)，其特點(diǎn)為石灰?guī)r基本無(wú)風(fēng)化現(xiàn)象，即沒(méi)有全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化之分，直接為微風(fēng)化狀，強(qiáng)度達(dá)4050mpa以上，但存在嚴(yán)重的地下水溶蝕現(xiàn)象，故常見(jiàn)較多的溶洞、土洞發(fā)育，由于基巖處通常有較為豐富的地下水沖蝕，故上部土層愈接近巖面則愈軟，承載力也愈低，甚至存在空洞（土洞）這種地質(zhì)條件俗稱“上軟下硬、軟硬突變”。錘擊過(guò)度，當(dāng)樁尖進(jìn)入或接近堅(jiān)硬的持力層后仍過(guò)度錘擊，不注意控制錘高或貫入度控制過(guò)嚴(yán)，而同時(shí)樁身質(zhì)量又不是太好時(shí)，容易發(fā)生斷樁。這

15、種情況要注意要求接近收錘時(shí)需“低錘密擊”，另尚應(yīng)注意采用較重錘時(shí)要“重錘低擊”。并將貫入度適當(dāng)放寬，以盡量減少斷樁率，對(duì)個(gè)別的斷樁部位則采用補(bǔ)樁處理。6.2靜壓法沉樁是采用靜力壓樁機(jī)將預(yù)制樁壓入地基中的施工方法，目前常用的機(jī)械有抱壓式液壓壓樁機(jī)、頂壓式液壓壓樁機(jī)、抱壓頂壓聯(lián)合式液壓壓樁機(jī)、抱壓振動(dòng)液壓壓樁機(jī)。使用最多的是抱壓式液壓壓樁機(jī)，常用的壓樁力為200噸、300噸、400噸、500噸甚至600噸，可壓直徑300mm600mm的管樁。靜壓樁的樁端持力層可選擇在硬塑堅(jiān)硬粘土層；中密密實(shí)的砂土層、河卵石層；全風(fēng)化巖層或強(qiáng)風(fēng)化巖層中，其上覆土層一般來(lái)說(shuō)較軟弱。壓樁力屬靜力，造成樁的穿透能力相對(duì)較

16、小，但也并非僅能穿透軟弱土層，實(shí)踐證明壓樁力4000kn的靜壓樁也可穿透23m厚的密實(shí)砂層，樁尖到達(dá)n50（n為修正后的標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)）的強(qiáng)風(fēng)化巖表面。靜壓樁沉樁穿越的土層一般是軟弱松散的，含水量較高，孔隙比較大。當(dāng)預(yù)制樁在垂直靜壓力作用下沉入地基土中時(shí)，樁尖直接使土體產(chǎn)生沖剪破壞，同時(shí)樁周土體也產(chǎn)生剪切擠壓破壞，孔隙水受此沖剪擠壓作用形成不均勻水頭，產(chǎn)生了超孔隙水壓力，擾動(dòng)了土體結(jié)構(gòu)，使樁周一定范圍內(nèi)的土體抗剪強(qiáng)度降低，粘性土發(fā)生嚴(yán)重軟化，粉土砂土發(fā)生稠化，此時(shí)樁身容易下沉。一旦壓樁終止并隨著時(shí)間的推延，樁周土的觸變時(shí)效和固結(jié)時(shí)效體現(xiàn)出來(lái)，土體中的孔隙水壓力逐漸消散，土體發(fā)生固結(jié)，土的抗力逐漸

17、恢復(fù)，甚至超過(guò)其原始強(qiáng)度。為減少擠土影響，確定沉樁順序的原則如下：從中間向四周沉設(shè)，由中及外；從靠近現(xiàn)有建筑物最近的樁位開(kāi)始沉設(shè)，由近及遠(yuǎn)；先沉設(shè)入土深度深的樁，由深及淺；先沉設(shè)斷面大的樁，由大及小。先沉設(shè)長(zhǎng)度大的樁，由長(zhǎng)及短。靜壓樁施工對(duì)表土層承載力有較高要求，勘察時(shí)應(yīng)采用輕便動(dòng)力觸探、取土樣、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)等手段準(zhǔn)確查明表層3m土層的承載能力。場(chǎng)地地基承載力不應(yīng)小于壓樁機(jī)接地壓強(qiáng)的1.2倍，且場(chǎng)地應(yīng)平整3。一般600700t重的壓樁機(jī)，接地壓強(qiáng)高達(dá)140160kpa，如果工地現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有這么高的地耐力，加上壓樁機(jī)來(lái)回行走，壓樁機(jī)就會(huì)發(fā)生陷機(jī)，容易將已壓入土層且送樁深度較淺的基樁擠彎擠斷。陷機(jī)產(chǎn)生的側(cè)向壓力會(huì)使淺表土體發(fā)生水平位移，從而導(dǎo)致附近已施工基樁及市政設(shè)施、民宅等產(chǎn)生不同程度的損壞。陷機(jī)處凡樁頂深度2.5m的基樁都會(huì)受到側(cè)向壓力的影響，輕則傾斜，重則斷裂。樁頂愈淺，被推斷的概率愈大，特別是樁頂深度1.5m時(shí)，其被推斷的概率高達(dá)90%。壓樁施工主要存在的一些問(wèn)題如下：小樁機(jī)充大樁機(jī)，小機(jī)壓大樁；大樁機(jī)壓小樁，雖然配重達(dá)到終壓力的要求，但容易把樁身抱壓碎裂；施工場(chǎng)地太軟而未做處理，容易發(fā)生陷機(jī)現(xiàn)象；管樁的橢圓度不符合要求，兩側(cè)合縫位置沒(méi)有避開(kāi)夾樁機(jī)構(gòu)夾塊的直接擠壓；終壓時(shí)穩(wěn)壓時(shí)間太長(zhǎng)，終壓力超過(guò)樁身