2012岩土工程师基础知识冲水法辅助静压桩沉桩施工技术

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案列：
名城花园位于福州市福马路，总占地面积90600 m2，总建筑面积255906m2。16#~18#楼为地下一层，地上26层的高层建筑。桩基设计为静压预制方桩，单桩承载力3500KN，持力层为强风化花岗岩。桩基必须穿过厚达10～12m的砂层。按常规静压法施工，采用目前最大的压桩设备(800t)也无法穿过此砂层。本工程采用冲水法辅助沉桩成功地解决了静压法施工深厚砂层穿透难的问题。本刊限于篇幅摘其要点以飨读者。
冲水压桩原理
冲水法作为一种辅助沉桩方法，其原理主要是：在静力压桩过程中，通过高压水冲刷桩端部分砂层，并利用高压水、气混合物将泥砂排出桩外，以消除桩端砂层对桩端的阻力。另一方面，高压水在渗入砂层后，亦可减小砂层对桩身的摩阻力，使桩身在较小的压桩力下能顺利穿过砂层进入持力层。
施工要点
一、本工程桩长在42～53米之间(按三节桩配桩)，应保证在第二节桩压至地面上500mm左右时(准备电焊接桩)，桩端在砂层面之上，第三节桩的长度必须确保桩端穿透砂层，避免在需要送桩时仍未穿过砂层，无法继续压桩。来源：考试大
二、预制桩中心设有直径200mm空腔，制作时采用一次性素胶管(DN200)作为内模，素胶管应固定牢靠，确保空腔位于预制桩中心，以保证桩身刚度均匀。素胶管连接应严密牢固，砼浇捣时应小心谨慎，避免破坏素胶管，造成砼堵塞预留孔。
三、冲水桩桩尖制作时，在桩尖中间焊制DN135钢管,一端作成漏斗状与素胶管空腔相连，另一端与护口钢板焊接牢固，护口钢板与桩身钢筋焊接牢固。在距桩靴顶部240mm位置处于四周侧面设置四个DN32回水管，回水管一端与桩尖预埋钢管焊接牢固，另一端与桩尖主筋焊接牢固。回水管的作用是：当孔中心正面的高压水(气)冲出时，形成的砂水混合物由于高压作用从回水孔进入桩身空腔并通过空腔排出桩外。
四、焊接接桩时，水平缝应焊满焊牢，防止高压水(气)从桩接头四周的水平缝喷出，以避免压力损失造成泥砂无法冲出。
冲水施工
将第一节预制方桩压入土中至桩机夹具最后一个行程时，将第二节预制方桩吊起喂入夹具中，用第二节桩将第一节桩送至离地500～800mm(便于焊接)的位置，调整桩身垂直度，直至符合要求后进行焊接。
焊接完成并冷却10min以上时，压第二节桩。将第二节桩压入土中至桩机夹具最后一个行程时，用送桩器将第二节桩送至离地500～800mm(便于焊接和接管)的位置，提出送桩器。将第一节冲水(气)管吊入预制桩空腔中，然后将第二节冲水(气)管吊入并与第一节冲水(气)管连接。将第三节桩连同冲水(气)管吊起喂入夹具中(冲水(气)管预先放入桩的预留孔中)，在距第二节桩约500mm时，用吊车及夹具稳住第三节桩，连接第二、三节冲水(气)管。 来源:考试大
冲水(气)管连接完成后，将第三节桩放下，调整垂直度直至符合要求后与第二节桩进行焊接。焊接完成冷却10min以上，开始压桩。当压桩力达到4500KN时开始冲水。
4.5.4在准备冲水时先开启V-6/7-1型二级水冷式空气压缩机，其容积流量为6m3/min，转速为980r/min，排气压力为0.7Mpa，当有一定的气压时再开启125TSWA×7型多级离心清水泵，其扬为程151.2m，流量为90m3/h，允许真空高度为6.8m，使高压的空气和高压的水经过冲气管和冲水管到达在桩尖设置的冲射管处。冲水时压桩力控制在4000KN左右。冲水过程中用吊车吊住冲水(气)管并不断小幅上下运动，以防止卡管。
当压桩力小于3000KN时，表明桩端已穿过砂层，停止冲水。也可根据冲水过程中桩头返浆颜色来判断桩端所处土层。
第三节桩压至夹具的最后一个行程时，停止压桩并将冲水(气)管分节拆除。
送桩至设计持力层，达到终压条件，压桩结束。中 华 考 试 网
工程效果
2002年8月18日，所有冲水桩全部施工完毕，除几根桩卡管外，其余均顺利穿透砂层。
4.6.1 静载试验：由福建省工程质量监督检测中心站进行静载试验，16#~18#楼共检测4根桩，单桩竖向极限承载力均不小于6100KN，最大荷载作用下桩顶沉降均小于40mm，且无明显沉降增大现象，试桩均未达到极限承载状态。
4.6.2 动测试验：由福建省工程质量监督检测中心站进行动测试验，共检测72根桩，其中I类桩66根，占92%，II类桩6根，占8%,无III类、IV类桩。