錘擊預(yù)應(yīng)力管樁的工程實(shí)例分析

孫紅波

(蕪湖市勘察測繪設(shè)計(jì)研究院，安徽蕪湖 241000)

錘擊預(yù)應(yīng)力管樁的工程實(shí)例分析

孫紅波?

(蕪湖市勘察測繪設(shè)計(jì)研究院，安徽蕪湖 241000)

結(jié)合蕪湖市鏡湖世紀(jì)城工程4－2＃地塊A－2＃樓工程實(shí)例，介紹了錘擊預(yù)應(yīng)力管樁貫入度的計(jì)算及管樁進(jìn)入火山角礫巖強(qiáng)風(fēng)化層中每米錘擊數(shù)的分布情況，及以火山角礫巖強(qiáng)風(fēng)化層作為樁基持力層應(yīng)注意的問題，對類似工程具有一定的參考價值。

錘擊預(yù)應(yīng)力管樁；貫入度；火山角礫巖；強(qiáng)風(fēng)化層

1 引 言

預(yù)應(yīng)力管樁是采用先張法預(yù)應(yīng)力工藝和離心成型法制成的一種空心體混凝土預(yù)制樁，與其他樁型相比，有樁身質(zhì)量穩(wěn)定可靠、強(qiáng)度高、穿透能力強(qiáng)、施工快捷方便、對周圍的環(huán)境污染比較少、效費(fèi)比高等優(yōu)點(diǎn)[1]。預(yù)應(yīng)力管樁由預(yù)制廠預(yù)制成，一般都用蒸汽養(yǎng)護(hù)，樁身混凝土強(qiáng)度高達(dá)C70～C80，又有4 MPa～5 MPa的預(yù)應(yīng)力，因此，比方樁更耐打、更能發(fā)揮端承力大的特點(diǎn)，為工程界所重視并廣泛應(yīng)用于工程實(shí)踐中。

隨著蕪湖市城市建設(shè)的不斷發(fā)展，城市中高層建筑不斷涌現(xiàn)，采用較大直徑的管樁在24層～32層的高層建筑中應(yīng)用可收到較好地技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。本文結(jié)合工程實(shí)例介紹了錘擊預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁在強(qiáng)風(fēng)化火山角礫巖中的應(yīng)用情況，并對最后錘擊預(yù)應(yīng)力管樁的貫入度和錘擊數(shù)、設(shè)計(jì)、施工方面的若干問題做了分析與探討，可供類似的基礎(chǔ)工程參考。

2 工程概況

蕪湖市鏡湖世紀(jì)城是由上海綠地集團(tuán)開發(fā)建設(shè)的大型住宅小區(qū)，本工程實(shí)例為4－2地塊2＃樓，24層。由于在本地區(qū)錘擊法施工預(yù)應(yīng)力管樁經(jīng)驗(yàn)較少，故把2＃樓作為試點(diǎn)，為后期基礎(chǔ)施工提供經(jīng)驗(yàn)參考。

場地地形基本平坦，地表黃海高程在 5.2 m～6.0 m。場地地貌單元隸屬河流Ⅱ級階地，系河流沖積而成。地層巖性參數(shù)表如表1所示。

通過對場地地基土層性狀的分析可知，采用錘擊預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)，以⑤層土為樁端持力層，能充分發(fā)揮該樁型樁身強(qiáng)度高、質(zhì)量可靠穩(wěn)定、樁的錘擊貫入能力強(qiáng)、單樁承載力高、施工速度快、價格便宜的特點(diǎn)，是合理而經(jīng)濟(jì)的選擇。

由于⑤層為遇水易軟化的強(qiáng)風(fēng)化巖，故在沉樁后，應(yīng)對樁端以上約2 m的范圍內(nèi)采取有效的防滲措施，可采用微膨脹混凝土填芯或在內(nèi)壁預(yù)涂柔性防水材料。

地層巖性參數(shù)表 表1

3 工程試樁

3.1 最后貫入度的計(jì)算值

樁型為 PHC，樁徑為d＝500 mm，壁厚為t＝100 mm，型號為A型。試樁樁長為29 m，樁頂標(biāo)高為黃海高程5.0 m，樁端持力層為⑤層強(qiáng)風(fēng)化火山角礫巖。根據(jù)土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系確定單樁豎向承載力特征值如下:

錘擊法成樁技術(shù)參數(shù)如下:柴油錘型號為D63，柴油錘沖擊體重量W＝63 kN。根據(jù)《錘擊式預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》(DBJT15－22－2008)中的Hilley(海利)公式:

式中:Ra—單樁豎向抗壓承載力特征值(kN)

S—最后貫入度計(jì)算值(mm/擊)

E—收錘時的沖擊能量(mm·kN)

W—柴油錘沖擊體的重量(kN)

H—錘落距(mm)

η—錘擊效率系數(shù)，取0.9

Wp—樁身、樁帽重量之和(kN)

e—回彈系數(shù)

C—瞬時彈性變形值

貫入度的計(jì)算:

根據(jù)計(jì)算結(jié)果并結(jié)合規(guī)范，初步要求控制貫入度最后10擊累計(jì)小于4 cm。

3.2 試樁結(jié)果

每米的錘擊數(shù)見如表2所示。

每米的錘擊數(shù) 表2

錘擊樁試樁結(jié)果匯總?cè)绫?所示。

錘擊試樁結(jié)果匯總 表3

3.3 試樁結(jié)果分析

根據(jù)試樁結(jié)果分析，在樁進(jìn)入⑤層強(qiáng)風(fēng)化火山角礫巖2 m～3 m就達(dá)到了錘擊管樁的所需的收錘標(biāo)準(zhǔn)。

4 載荷試驗(yàn)

4.1 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)方法按照《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》JGJ106－ 2003/J256－2003中有關(guān)規(guī)定，采用慢速維持荷載法，對樁進(jìn)行豎向抗壓靜載試驗(yàn)，以檢驗(yàn)單樁豎向承載力能否滿足設(shè)計(jì)要求。

4.2 試驗(yàn)結(jié)果

對試驗(yàn)點(diǎn)載荷試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，繪制Q～S曲線如圖1所示，1＃和3＃樁試驗(yàn)點(diǎn)載荷試驗(yàn)Q～S曲線與2＃樁基本相同，這里從略。

圖1 2＃樁Q～S曲線

從Q～S曲線中可以看出，當(dāng)樁頂試驗(yàn)荷載小時，樁體主要以樁周土的靜摩擦力承受外部荷載，曲線變化的主要特征是樁頂沉降很小，呈線性變化；當(dāng)樁頂荷載繼續(xù)增加，出現(xiàn)樁周土與樁壁靜摩擦阻力最大值。與此同時，隨著樁體的不斷下沉，樁端強(qiáng)風(fēng)化火山角礫巖受樁端擠壓出現(xiàn)彈性變化，樁側(cè)摩擦力與樁端土共同承受外部荷載。當(dāng)荷載繼續(xù)增加，樁側(cè)摩擦力保持不變，而樁端土逐漸被壓縮，開始出現(xiàn)塑性變形。當(dāng)荷載再繼續(xù)增加時，增加的大部分荷載主要由樁端承載力來承擔(dān)。

試驗(yàn)結(jié)果匯總?cè)绫?所示:

試驗(yàn)結(jié)果匯總 表4

4.3 檢測結(jié)論

根據(jù)對3根試樁進(jìn)行單樁豎向靜載試驗(yàn)檢測，其檢測結(jié)論為:所測1＃、2＃、3＃共3根試打樁豎向承載力檢測值達(dá)到4 000 kN，滿足設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié) 語

通過對錘擊預(yù)應(yīng)力管樁的工程實(shí)例分析，提出以下幾點(diǎn)供同行參考:

(1)錘擊預(yù)應(yīng)力管樁施工時的最后貫入度和總錘擊數(shù)，是收錘標(biāo)準(zhǔn)中的兩個主要的指標(biāo)，應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)條件，通過試打樁確定。

(2)在蕪湖類似土層地區(qū)，樁端進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化火山角礫巖2 m～3 m，即可滿足錘擊管樁所需的收錘標(biāo)準(zhǔn)。

(3)錘擊預(yù)應(yīng)力管樁在成樁過程中對樁端的土(巖)層有明顯擠密效益，再根據(jù)試樁試驗(yàn)得出的Q～S曲線中并未出現(xiàn)明顯的陡降，可以得出現(xiàn)行規(guī)范提供的單樁承載力公式計(jì)算的單樁承載力設(shè)計(jì)值偏低，因此，在實(shí)際工程中可以根據(jù)地質(zhì)條件和試樁結(jié)果適當(dāng)調(diào)整單樁承載力的安全系數(shù)。

(4)以強(qiáng)風(fēng)化巖層作為錘擊預(yù)應(yīng)力管樁的基礎(chǔ)持力層時，應(yīng)有防止水從樁底滲漏出去的設(shè)計(jì)構(gòu)造措施。

[1]DBJT15－22－2008.錘擊式預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程.

[2]JGJ106－2003/J256－2003.建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范.

[3]徐至均，李智宇編著.預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工.機(jī)械工業(yè)出版社

The Analysis of Example of Hanmmering Prestressed Tube－Pile

Sun HongBo
(WuHu Geotechnical and Survey Design Institute，Wuhu 230009，China)

On the base of Building A－2＃Project on Land 4－2＃of Jinghu Century Project in Wuhu，this article introduces the length of penetration of the calculation of hammering prestressed tube－pile，and the scattering of the hammering quantity per meter when the tube－pile enter the strong effloresce band of breccia volcano.Problems on the strong effloresce layer of breccia volcano severing as the bearing stratum of pile foundation should also be paid attention to.This article can be consulted if there are similar projects.

hammering prestressed tube－pile；length of penetration；breccia volcano；strong effloresce layer

1672－8262(2010)02－167－03

TU473

B

2010—02—03

孫紅波(1978—)，男，注冊土木工程師(巖土)，工程師，主要從事巖土工程勘察和設(shè)計(jì)工作。