预应力混凝土管桩技术在软土地基中的应用
- 格式:doc
- 大小:27.50 KB
- 文档页数:5
预应力管桩在软土地基施工中的应用与分析发布时间:2021-10-26T08:48:18.340Z 来源:《工程管理前沿》2021年16期作者:周安骏[导读] 高强预应力混凝土管桩,具有规格化生产、成桩质量高、施工周期短、现场噪声及环境污染小等特点,在建筑工程中得到了十分广泛地使用。
周安骏中国联合工程有限公司浙江省杭州市 310000摘要:高强预应力混凝土管桩,具有规格化生产、成桩质量高、施工周期短、现场噪声及环境污染小等特点,在建筑工程中得到了十分广泛地使用。
在实际应用中,高强度预应力管桩施工的不同环节必须合理控制其不同施工工艺,才能发挥其在建筑工程中的作用。
关键词:预应力管桩;软土地基;施工应用本工程由7栋高层住宅(16~18层剪力墙结构,总高度为49.45~55.45m)及一个大型地下车库(1层框架结构,总高度为3.9m,周边为钢筋混凝土挡土墙)组成,7栋高层住宅与地下车库采用大底盘多塔楼结构形式(未设置结构缝)。
考虑地下水抗浮要求(水头高度3.7m)及整体沉降变形协调,基础采用预应力管桩(抗压桩、抗拔桩)加抗浮底板设计,桩型选用直径500的AB型预应力管桩(桩型具体说明详图集10G409《预应力混凝土管桩》),以粉质黏土、粗砂作为桩端持力层。
1高强预应力管桩概述预应力管桩是使用预应力工艺和离心成型法构成的空心混凝土构件,在建筑工程施工中,对解决地基问题有着良好的效果。
高强预应力管桩的混凝土强度不低于C80,具有极高的承载力,更易打入密实沙化层和强化风层中,拥有比沉管灌注桩更强的承载力,有利于节约施工周期和提升施工效率。
2实际施工出现的问题及处理措施2.1挤土效应的影响造成桩无法打入局部剪力墙下采用多桩承台设计。
在现场静压法施工过程中,由于先前施工桩的土壤压实效应,施工后的相邻桩无法打入。
局部桩可采用加深导孔或锤击桩的施工工艺。
开挖地面废水沟,以减少土壤压实效果的影响。
静压施工时,避免停顿时间过长,减少负摩擦力增加造成的冲击。
预应力管桩的作用机理及其在软土地基中的应用
预应力管桩是预制混凝土管,管内的钢束被预先加压,形成高强度的预应力状态。
预应力管桩的作用机理是通过管桩上的钢筋直接将荷载传递到土体中,使土体产生一定的压缩变形,而钢筋受拉,产生预应力,通过预应力,使得管桩承受的荷载增大,强度提高。
况且预应力管桩还能用于软土地基。
软土是淤泥或肥沃土,具有较弱的承载力和不稳定的物理特性。
软土地基的环境条件复杂,需求稳定承载点,因此预应力管桩在软土地基中广泛应用。
预应力管桩在软土地基中的应用主要有以下几个方面:
1. 增强地基承载能力:预应力管桩将荷载传递到较深层土体中,能够增强地基的承载能力,增加地基的稳定性。
2. 控制地基沉降:采用预应力管桩作为基础,钢筋内预应力,能够有效控制地基沉降,降低建筑物的沉降量,保证建筑物的稳定性。
3. 抵抗水平荷载:软土地基容易产生水平位移,采用预应力管桩能够增加地基的抗水平荷载能力,保持建筑物的稳定性。
4. 降低地震灾害风险:预应力管桩在软土地基中的应用能够有效降低
地震时地基的震动位移,提高建筑物的安全性。
需要注意的是,在软土地基中采用预应力管桩需要满足以下几个条件:
1. 采用合适的桩型、桩径和桩长。
2. 保证钢筋的质量和加工工艺。
3. 确保钢筋的预应力水平。
4. 选择合适的荷载共享方式。
总之,预应力管桩在软土地基中应用广泛,能够有效提高地基的稳定
性和承载能力,减少地基的沉降和水平位移,并且降低地震灾害风险。
在工程实践中,要根据不同的工程情况选择合适的预应力管桩方案,
确保工程的安全和稳定性。
预应力管桩在软土地基处理中的技术应用与研究发表时间:2019-04-24T11:06:55.983Z 来源:《基层建设》2019年第2期作者:李磊[导读] 摘要:预应力管桩,即预应力混凝土管桩,主要分为先张法预应力管桩以及后张法预应力管桩两种,是较为成熟的桩型。
中交三公局第一工程有限公司北京市 100020摘要:预应力管桩,即预应力混凝土管桩,主要分为先张法预应力管桩以及后张法预应力管桩两种,是较为成熟的桩型。
由于该类型管桩性质较为理想,因此在多个领域中都得到了广泛应用,其中在软土地基处理中的表现最为突出。
本文将重点对预应力管桩在软土地基处理中的技术应用展开全面探究,并会对施工注意事项、问题以及解决措施展开分析,仅供参考。
关键词:桩位放样;预应力管桩;施工注意事项;软土地基处理软土地基普遍具有压缩量较高以及强度较低等方面的特征,地基施工难度相对较大,如果处理不当,会对工程施工以及后续使用产生严重影响,是工程施工单位关注重点问题之一。
而预应力管桩应用,具有管理便捷、使用范围广以及成本低、施工效率高等方面的优势,为实现高质量软土地基施工模式,业界人士开始将预应力管桩应用到了软土地基处理工程之中。
1.预应力管桩在软件土基处理中的技术应用 1.1桩位放样为保证放样精准度,在进行桩位放样过程中,需组织专业人员,按照相关规范科学展开测量放线任务。
同时要对管桩垂直度进行校正,应通过对经纬仪的运用,高质量完成双向校正工作。
施工人员需要先展开基础轴线桩放样,再进行桩位桩放样[1]。
要在基础轴线桩打入地下之后,在样桩周围放置一定量的白灰,以便按照白灰标志准确展开压桩施工。
在完成样桩以及轴线桩放样后,需要先进行自检,之后再由工程师进行二次检查,直至所有放样达标为止。
1.2检验性试桩进行试桩的目的,就是为了明确桩贯入度、承载力以及持力层强度,以为后续施工打好基础,作用较为突出。
在进行工程施工之前,施工人员需按照设计中的桩承载力、规格以及长度等,结合施工现场实际地质条件,展开打桩试验,以通过该试验获取到一系列的信息数据,从而明确最终贯入度、停止沉桩控制标准等数值,为后续施工做好铺垫。
软土地基中预应力混凝土管桩的应用论述摘要:混凝土管桩是一种比较新型的桩基,对技术要求高,施工作业人员和管理人员需要有较高的技术素质和较强的管理水平。
本文介绍了软土地基采用预应力混凝土管桩工程实例,分析预应力混凝土管桩桩顶水平位移异常的原因和处理措施,并总结设计和施工应注意的问题。
关键词:预应力混凝土管桩;软土地基引言软土地基工程大量分布于烟台沿海地区一带,这种地基其土的变形、承载力和液化问题受到了工程专家的普遍关注,二十一世纪伊始,各地大兴土木,尤其沿海城市的旧城改造和商业广场“CBD”工程起动,在沿海软土地基中应用预应力混凝土管桩技术做地基基础,已被建筑界视为首选方案,主要是该桩型具有自身强度高、抗压性能好、耐打击性能、施工速度快、桩基质量稳定、现场施工文明、工程造价经济等一系列优点。
而过去一般高层建筑基础大都采用钻孔灌注桩及钢筋混凝土预制方桩,这些桩基形式大部分都因工程造价高、环境污染严重、成型质量不稳定等缺陷而受到限制。
一、预应力混凝土管桩施工特点预应力混凝土管桩在被压入土过程中,地基土受到重塑扰动,桩压入时所受到的土体阻力并不完全是静态阻力,但也不同动态阻力,压桩阻力是由桩侧摩阻力和桩尖阻力组成的,压桩阻力的大小和分布规律的影响因素主要是土质、土层排列、硬土层厚度、埋入持力层深度等。
在穿过上覆软土层时,压桩阻力较小。
主要是因为对于上覆土层为较软土层,如饱和粘性土、粉土等,其瞬时排水固结效应不明显,体积压缩变形小,桩体在贯入时会产生超静孔隙水压力。
当将桩压到密实砂层、硬塑坚硬的风化残积土、强风化岩等持力层时,压桩力会急剧上升。
因为将桩压到持力层时,在压桩力剧烈的挤压挤密作用下,桩端附近的土己经不是原状土,而是形成超压密土层区和挤密加固区,强度比原状土的强度高。
压桩完成后,随桩侧土孔压消散、再固结和触变恢复,最终形成一层紧贴于桩表面的硬壳,最后管桩由桩身摩擦力与端承作用提供承载力。
二、工程概况烟台高新区科技CBD-C区软件园一期A#、E#研发楼,建筑主体为钢筋混凝土框架结构,基础采用先张法预应力混凝土管桩,独立承台,承台之间设基础梁。
预应力混凝土管桩在软土地基中应用摘要:预应力混凝土管桩施工技术是软土地基处理中常见的施工技术,其具有稳定可靠、承载力高等众多优点,但需要从多方面对其进行质量控制,以确保不发生桩位偏移,管桩损坏等情况。
基于此,本文主要就预应力混凝土管桩在软土地基中应用展开了探讨。
关键词:预应力混凝土管桩;软土地基;应用1软土地基及预应力混凝土管桩软弱土是指淤泥、淤泥质土和部分冲填土、杂填土及其他高压缩性土的统称。
由软弱土组成的地基称为软土地基。
这类土广泛分布于我国东南沿海和内陆江河湖泊湿地的周围。
其特性为:含水量高、抗剪强度低、压缩性高、渗透性小、具有明显的结构性和很大流变性。
该类土质往往不能作为天然地基。
桩基础工程在该类土层中也存在明显的质量隐患。
对灌注桩而言,易发生断桩和缩颈等质量问题。
预应力混凝土管桩具有施工进度快、干作业、静压桩的噪声低、造价省等众多特点,故在地质条件允许及抗震烈度小于Ⅶ度的地区,目前大多数工程优先选择采用预应力混凝土管桩。
但很多设计在软土地基的预应力混凝土管桩选择上往往存在失误,施工单位也末针对软土的特性采取相应的措施,导致桩基完成后动测结果显示有大量的断桩存存,以及桩位严重偏位。
2桩在软土中的受力特点(1)软土与硬土的交接处。
因为在打桩的过程中速度比较快,土质容易发生位移,由于打桩速度快,如果下部土层坚硬或有坚硬夹层,可能导致桩体在软硬土交界部位产生横向裂缝。
同理也不是接近地表的压力大,土体可以向上位移,使的侧向的压力也会相应的减少。
(2)焊接缝处。
预应力管桩的接头往往会使用焊接来接头,在焊接的过程中也有许多应注意的问题,现如今的焊接一般均是人工焊接,施工过程中,工作单位为了节省开支,会选用没有焊接证件的人员来上岗,这样会造成焊接质量差,出现裂缝,不能保证质量安全。
焊接过程中也要认真选取焊接点,焊缝要饱满,不留缝隙,气孔。
目前建筑实施过程中有新的管桩接头方法。
其中一种广东的预应力混凝土管桩(机械)快速接头,是以机械啮合取代传统的焊接工艺。
预应力管桩在软土路基中的应用摘要:近年来, 随着预应力管桩技术不断成熟, 在工程中的应用越来越广泛, 特别是在软土地基地区,温州绕城高速公路第七标段预应力管桩处理过程分析,通过工程实例, 介绍了预应力管桩的应用。
关键词:预应力管桩; 软土路基; 应用软土地基具有天然含水量高、孔隙比大、压缩性强、承载能力低等特点,是公路工程建设中遇到的难点之一,也是勘查设计与施工重点控制的一个环节。
软土地基处理是否合理是公路后期运营是否顺畅的重要因素。
一、地基加固原理1、桩体本身的作用。
预应力管桩在复合地基中起到了桩体支撑作用, 极大程度提高地基承载力, 其单桩复合地基的桩体应力比n=24.3一29.4, 四桩复合地基桩体应力比n=31.4一35.2。
2、挤密作用。
预应力管桩采用振动沉管法施工, 由于振动和挤压作用使桩间土得到挤密,使其含水量、孔隙比、压缩系数重度、压缩模量等均有所改变。
3、桩帽及褥垫层作用。
保证桩、地基土共同承担荷载, 减少基础底面的应力集中, 通过桩帽及褥垫层厚度可以调整桩和地基土对荷载的分担比例( 包括水平荷载及竖直荷载) 。
4、试压桩。
1)试桩要求。
为确定单桩承载力是否满足设计要求以及实际施工控制桩长,打桩前进行了单桩竖向抗压静载试验。
2)试桩过程。
试桩数量为三根,静载试验采用堆载静压,设计单桩承载力850KN。
第一根最大试验荷载1360kN, 极限荷载1190KN,最大沉降量57.71mm,极限荷载对应沉降量14.43mm;第二根最大试验荷载1360kN, 极限荷载1190KN,最大沉降量59.94mm,极限荷载对应沉降量13.47mm;第三根最大试验荷载1360kN, 极限荷载1190KN,最大沉降量45.36mm,极限荷载对应沉降量10.63mm;3)试桩结果。
试桩均为正式工程桩,满足设计要求, 此时的桩进尺为44m。
三、施工过程1、场地整平及垫层的施工。
对原有地基表面进行处理, 换填50cm 厚混合料进行找平, 并使其具有一定的强度, 便于沉管机能够调平、立稳以及行走。
预应力管桩在深层淤泥质软土中的应用发布时间:2023-01-15T13:45:43.501Z 来源:《科技新时代》2022年16期作者:张涛涛[导读] 随着管桩技术水平的提升张涛涛南京市住宅建设有限公司江苏南京 210000摘要:随着管桩技术水平的提升,由于预应力管桩具有自重相对比较小、刚度相对比较大、承载能力相对比较高、施工周期相对比较短、无污染影响等应用优势,很多地区已经将预应力管桩运用在深层淤泥质软土中,有助于进一步提升复杂地质状况处理效果。
因此相关工作人员需要合理预应力管桩技术,及时处理淤泥质软质,避免受到软土产生的不利影响干扰后续作业正常进行。
本文首先分析预应力管桩技术的施工关键点,其次探讨预应力管桩施工问题及解决方式,以期对相关研究产生一定的参考价值。
关键词:预应力管桩;深层淤泥质软土;应用引言:在预应力管桩技术应用范围不断扩大的情况下,该技术由于抗弯能力比较强、抗裂能力比较强、适合运用在多种地基环境中,已经开始大面积运用在深层淤泥质软质的处理中,有助于进一步提升地基的承载能力。
在很多地区存在比较多的淤泥质软土,若是直接在软土位置开展施工作业,可能会对施工安全、施工质量产生不利影响,因此相关工作人员需要及时使用预应力管桩技术及时处理淤泥质软土,进一步提高地基的加固效果以及承载能力,对于提高施工安全具有促进作用。
1工程情况以某沿海地质为例,地处堤坝以及滩涂附近,周边存在比较多的素填土和淤泥质粘土,土壤环境具备含水量相对比较高、孔隙相对比较大、抗剪强度比较低、灵敏性比较高的特征,可能会在外力影响下出现扰动问题,将会造成地基承载力比较小的情况。
在将预应力管桩技术运用在处理土质问题中时,需要分别处理各层土壤。
素填土具有比较松散、处在湿饱和状态,主要由块石以及碎石、黏性土组成,淤泥质粘土强度比较高、韧性比较强,具有流塑特点,局部位置存在一些淤泥和淤泥质粉质黏土。
粉质粘土,局部位置的硬可塑性比较强,切面比较光滑,局部位置由粉土以及粉砂共同组成。
预应力混凝土管桩技术在软土地基施工中的运用摘要:预应力管桩是工程中运用较为广泛的施工技术。
但是一些地区地质复杂,淤泥质等弱土质层较厚,基岩埋藏较深,施工经验缺乏,对管桩受力和破坏机理的了解有误区,或者是施工中设备选择不当、工艺设置不合理、工序不妥和施工人员素质低等的影响,容易发生较大的质量问题,造成工期延长,成本增加,导致浪费,所以必须对施工工艺和质量控制进行不断的探索与总结。
文章分析预应力管桩技术特点,对它在软土地基中的运用进行探讨。
关键词:预应力混凝土管桩技术;软土地基施工;运用预应力管桩对地质条件有较好适应性、承载力强、单位承载力价格低、施工快、工期短、监理容易和检测简单等广泛应用到地基工程中,在设计与施工中有很多问题,需要技术人员不断的探讨和解决。
1预应力管桩技术在施工中的质量控制1.1预应力管桩的检查在外观上重点检查其表面平整度、密实度和有没有蜂窝、裂缝,色感均匀度等。
桩顶要无空隙,混凝土不能比接头端高;钢筋不能有断筋和脱头;合缝与包箍部位不能有漏浆,内表面不能发生塌落而漏筋。
堆放,要求其占用场地必须是坚实平整的,并按照二支点法使用垫木,管桩根据支点位置安放在垫枕上,层和层间用垫木做间隔,每层垫木要保持在一个水平线上,堆垛时要在两侧打木楔避免滚垛。
吊运:管桩应该轻吊轻放,禁止碰撞,单节桩吊运时要选择两头钩吊法,竖起时选择单点法。
1.2桩机、桩锤和桩帽选择与桩机性能控制在不考虑噪音的地方或者地段,地质条件与周围环境都比较合适时,优先选择穿透力较好的锤击桩机;在限制噪音的地方或者是和周边特别是和天然地基较贴近时,要优先选择静力压桩机。
柴油锤有较大爆发力,锤击力量大,效率高,锤击时间较长,落距可以根据桩端阻力进行自动调整,人为因素较少。
它的油门有4档,选锤合理时,大多开到2档,这样较少把桩打碎,锤也较少受到损坏,要做好“重锤低击”。
遇到地质条件较为特殊时,选锤时要慎重。
像持力层较薄时,适合选低能量桩锤,可以避免击穿;要穿过厚度超过5 m的砂层或者是强风化层,需要选高能量桩锤并使用低击法施打,防止由于桩锤能量低引起的总锤击数较高。
预应力管桩在软土地基中的应用摘要:预应力管桩基础,因具有单桩承载力高,设计范围广;在同一建筑物基础中可使用不同直径的管桩,可充分发挥每根桩的承载能力;成桩质量可靠,穿透力强,造价低廉等优点得到广泛应用于高层建筑的基础处理。
关键词:预应力管桩;软土地基;应用一、预应力管桩概述预应力管桩按混凝土强度等级和壁厚分为预应力混凝土管桩和预应力高强混凝土管桩。
预应力混凝土管桩代号为PC,预应力高强混凝土管桩代号为PHC,薄壁管桩代号为PTC。
PC桩的混凝土强度不得低于C60,薄壁管桩强度等级不得低于C60,PHC桩的混凝土强度等级不得低于C80。
预应力管桩,是一种空心圆柱形的细长混凝土预制杆件,主要由三部分组成:端头板、圆筒形桩身、钢套箍。
端头板就是桩顶的一块呈圆环状的铁板,一般厚18毫米至22毫米,在端板的外缘处的一圈留有一个坡度,是为对接时的烧焊所预留的。
管桩的规格大小是按外直径的长度来划分的,主要可以分为300毫米,350毫米,400毫米,450毫米,500毫米,550毫米,600毫米,800毫米,1000毫米等几种,而在实际运用中以300毫米,400毫米,500毫米,600毫米五种为主。
管桩底桩的端部有桩尖,其形式有开口型、圆锥型和十字型。
其中,圆锥形和十字形都属于封口型,其承载性能类似于钢筋混凝土中的预制桩的承载性能,桩端的端阻力和桩周的侧摩阻力是其承载力的主要构成。
另外,更具管桩桩身的抗裂弯矩能力的大小,可以把管桩分为A型、B型和AB型三种。
A型管桩有效预应力是3.5Mpa到4.2Mpa,B型管桩的则是5.5Mpa到6.0Mpa,而AB型是5.0Mpa。
由此可见,一般管桩的有效预应力是4Mpa至5Mpa,在打桩时,运用桩身混凝土是可以有效抵抗压力的。
而在我国,一般性的建筑工程中,采用A或AB型的预应力管桩是足够的。
预应力管桩被广泛地使用,主要是因为预应力管桩有众多的优点。
预应力管桩主要有以下特点:1、机械化施工程度高预应力管桩从放桩、沉桩,到压桩,全程都是采用机械设备完成的,因此极大限度地保持了现场的整洁,也减轻了施工人员的负担。
预应力混凝土管桩在公路软基处理中的应用摘要:预应力管桩复合地基用于处理高速公路软基路段时,管桩与桩间土能共同分担上部荷载,能有效地提高路基的承载力、减少总沉降量、降低工后沉降,防止桥头跳车等问题。
预制混凝土管桩因其生产技术先进、工业化程度高、质量稳定、施工周期短等技术、经济优势,在国内得到较快的应用与发展,已成为基础工程的重要桩基形式。
1引言由于人们出行需求不断提高,为加强各城市之间的联动和交流,高速公路修建里程逐年增多。
高速公路修筑标准和要求较高,因此施工单位应结合地形地势特征和气候条件来合理设计公路施工方案。
高速公路软土路基较为常见,给公路的修筑带来极大的困难,所以应制定合理的方案进行软基处理。
目前软基处理方案较多,如强夯法、土石换填法、水泥搅拌桩法等,而预应力混凝土管桩施工技术因自身优势显著而广泛应用于软基处理。
为此,本文在充分了解预制管桩概况的基础上,结合具体工程案例,对公路软基处理中预制混凝土管桩的施工准备、施工工艺等内容进行了分析与探究。
2工程概况某公路工程全长约4.8KM,项目包含路基、路面、桥梁、管线排水等施工和缺陷责任期内的维修。
对于软土深厚、填土高度较高的桥头段,为保证软基处理效果,采用PHC管桩施工。
该项目PHC管桩采用外径为400mm,壁厚为95mm的AB型先张法预应力混凝土管桩,管桩砼强度为C80,桩帽尺寸为140cm×140cm×30cm。
PHC管桩采用静压法施工,压桩至设计深度后再浇筑桩帽,铺筑碎石垫层、钢塑格栅,形成复合地基。
2.1预制管桩施工工艺预制管桩施工流程(1)准备工作PHC桩的施工必须配备性能可靠、符合标准、种类齐全的施工机械和设备,在施工前做好机械设备的保养、试机工作,确保在施工期间正常作业。
需配置的主要施工机械和设备如下:①静力压桩机,设计压桩力80T,要求静压机压桩力大于100T(特殊地质状况另行确定),静压桩沉桩速度不宜大于2m/min,一次压桩行程1.5m~2.0m,静压机自带压力表并经过标定;②起重机(起吊重量≥3T);长挂车;推土机;振动压路机;③水准仪;全站仪;皮尺;直尺;3m直尺;锤球绳;以上机械和设备数量至少要满足每个工点,每日连续正常施工及工期要求。
高强预应力砼管桩在软土地基中的技术应用通过温州苍南某工程高强预应力管桩的锤击施工、过程控制及软土地基的处理为实例,介绍了管桩在软土地基中质量控制和质量缺陷的预防以及技术应用,取得了良好的实践效果和显著的经济效益、实用性强。
为解决锤击法高强预应力管桩技术处理积累了丰富的经验。
标签:预应力管桩;软土地基;技术应用1、工程概况工程位于苍南百年古镇的某住宅小区项目,总用地面积约为45000㎡,总建筑面积约为105000㎡(地下室面积约为30000㎡),居住总户数为453户;共有12幢建筑组成,其中:排屋建筑四幢,会所一幢,高层建筑11+1F 一幢、15+1F 二幢、28+1F四幢,其余为餐饮、商业及相关配套用房,地下室为一层。
桩基础全部采用高强预应力管桩(PHCФ600A×110),设计有效桩长约为51~54米,主楼单桩竖向承载力特征值约为2700KN,多层为独立承台式基础,高层为1.85米厚筏板基础,满铺地下室。
多层采用框架结构,高层采用框架-剪力墙结构。
该项目属于县重点建设项目,地下室又属于县人防重点防护工程,项目的建成在提升城市整体档次和完善城市功能方面起着重要的作用。
地下人防工程设计单位是上海市地下空间设计研究院,建筑设计单位是浙江工业大学建筑设计研究院,监理单位是浙江宏基建设工程监理咨询有限公司,施工单位是中广建设集团有限公司(桩基专业分包单位为:温州大地基础工程有限公司)。
从整体上看,场地呈平行四边形,由于地下室面积较大、结构体系复杂,现根据工程规模、地质条件等,如何进行桩基施工和软土地基的基础处理是关系到整个主体结构工程安全性的关键。
该地下工程的基坑自然地坪以下均为淤泥,呈灰色,流塑状,高压缩性,由粘粉粒组成,含少量贝壳碎屑及有机质,局部夹有少量粉砂,该层全场均有分布,厚度为1.5m~12.5m,均匀性较好;上部1.5m约为杂填土和淤泥质粘土,12.5m~23.6m为含粉质粘土砾砂和圆砾层(即夹层),23.6m~50.2m粉质性粘土,50.2m~58.5m均为圆砾层(该岩层设计为持力层)。
预应力混凝土管桩技术在软土地基中的应用
摘要:先张法预应力混凝土管桩已从设计、生产、施工到桩身检测,有了全方位服务,并在我国的沿海大中城市软土地基施工中得到推广应用,具有良好的经济效益和社会效益。
关键词:预应力混凝土管桩软土地基管桩制作施工应用
一、前言
软土地基工程大量分布于我国沿海地区一带,这种地基其土的变形、承载力和液化问题受到了工程专家的普遍关注,二十一世纪伊始,各地大兴土木,尤其沿海城市的旧城改造和商业广场“CBD”工程起动,在沿海软土地基中应用预应力混凝土管桩技术做地基基础,已被建筑界视为首选方案,主要是该桩型具有自身强度高、抗压性能好、耐打击性能、施工速度快、桩基质量稳定、现场施工文明、工程造价经济等一系列优点。
而过去一般高层建筑基础大都采用钻孔灌注桩及钢筋混凝土预制方桩,这些桩基形式大部分都因工程造价高、环境污染严重、成型质量不稳定等缺陷而受到限制。
二、先张法预应力混凝土管桩适用范围及应用技术
(一)管桩的分类
表1 管桩的分类
注:根据设计要求,也可生产其他类型的管桩,设计人员应根据管桩的选用表进行复核。
(二)管桩的制作与试验
1、管桩的制作
(1)采用先张法预应力工艺,预应力钢筋(丝)的张拉控制应力应符合设计要求,当施工中预应力筋需要超张拉时,可比设计要求提高5%,并应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002的规定。
(2)采用离心工艺成型,离心作用按慢速、中速、高速三个阶段进行,
以保证混凝土密实,经离心成型的管桩,应分别采用常压蒸养和常压+高压蒸养的工艺过程,以保证管桩达到100%混凝土设计强度。
(3)混凝土脱模强度不得低于35Mpa。
(4)各桩段的技术质量要求应符合施工规范和图集规定。
2、管桩的试验
(1)离心混凝土强度外观质量及尺寸检查,抗弯试验和检验规则均按GB13476-92规定执行。
(2)管桩的单桩竖向极限承载力标准值检验应通过现场静载试验确定。
(三)管桩的选用
〔一〕设计人员选择管桩的截面、型号、桩长(段)和桩尖类型时应考虑下列四种情况:
1、应结合地质条件,工程上部结构类型、荷载大小及沉桩设备(静压、锤击)。
2、摩擦型桩的长径比(桩总长L/桩外径φ)不宜大于100,端承型桩且须穿过一定厚度较硬土层时,其长径比不宜大于80。
3、每根管桩的接头一般不宜超过4个。
4、应经过分析、计算后同时满足三个条件:
(1)R≤RP
式中R——根据地质参数计算的单桩竖向承载力设计值(KN)
RP——根据预应力筋配筋计算的桩身竖向承载力设计值(KN)
(2)QUK≤QPK
式中QUK——通过现场静载荷试验(或可靠的高应变试验)确定的单桩竖向极限承载力标准值(KN)
QPK——根据预应力筋配筋计算的单桩竖向极限承载力标准值(KN)
(3)M≤MK、MU≤MUK(必要时应核算)
式中M、MU——选用的管桩其承担的抗裂弯矩值、极限弯矩值(KN-M)
MK、MUK——根据预应力钢筋配筋计算的抗裂弯矩值、极限弯矩值(KN -M)
〔二〕选用举例:
某20层公寓楼要求单桩竖向承载力设计值大于3000KN,需穿过一定厚度的较硬土层,到达持力层顶面为41.80m,要求作静载荷试验,锤击桩。
1、根据题意如:上部荷载较大,但桩身要穿过硬土层,对照单桩承载力要求选用PHC,A型桩。
混凝土直径φ550,壁厚100较合适。
桩长选定44m(包括伸入持力层4d计),a型开口桩尖。
2、通过计算R和工程桩的静载荷试验复核,满足R≤RP、QUK≤QPK。
3、桩身分四节,各段长度的确定符合接桩位置、运输条件等要求。
选用编号为:PHCφ550(100)A——10.10.12.12a。
当第三、四节为壁厚70mm时,则编号为PHCφ550(100,100,70,70)A——10.10.12.12a。
(四)管桩的吊装、运输与堆放
1、管桩的吊装:吊装宜采用两支点或两头勾吊法,装卸时应轻起轻放,严禁抛掷、砸撞、滚落,两吊点(两支点法)应距桩端0.21L(L为桩段长度)。
2、管桩运输:运输过程中支点应满足两支点法的位置,且两支点附近应以楔形掩木固定基垫,防止滚动。
管桩运输应选择专业运输队运输管桩。
3、管桩的堆放:堆放场地应坚实平整,应有排水措施,应按两支点法进行堆放,最下层支点宜放在垫木上,且应在同一水平上。
(五)管桩的施工
1、沉桩方法:适用于锤击、静压等沉桩方式,当采用锤击法时,应合理选用桩锤,应根据桩的直径、壁厚,打入深度,工程地质条件及桩密集程度等条件选用,当采用静压时,应根据上述条件按额定的总重量合理选用配重,一般可在1.5~2倍承载力标准值之间选择。
2、施工要点:
(1)当桩的混凝土强度等级达到100%设计强度,且蒸气养护后在常温下停6h后方可沉桩,采用锤击法沉桩时,应适当延长常温下的自然养护期,一般2~3d时间。
(2)沉桩时桩身应垂直,插入时的垂直度偏差不得超过0.5%。
应在距桩机不受影响范围内,90度方向设置经纬仪各一台校准。
(3)锤击法沉桩时应选用适宜的桩锤、桩帽和衬垫。
套桩头的桩筒内径以大于桩径20~40mm为宜,筒深度为300~400mm,桩帽应有排气孔。
沉桩时桩锤、桩帽或送桩应和桩身在同一中心线上,宜重锤低击,开始落距应较小,待入土一定深度并桩身稳定后再按要求落距进行。
应连续施打,每根桩停歇时间不宜太长。
(4)接桩均采用钢端板焊接法,桩段顶端距地1m左右就可接桩,接桩前先将下段桩清洗干净,加上定位板,然后把上段桩吊放在下段桩端板上,依靠定位板将上、下桩段接直,桩间如有间隙应用楔型铁片全部填实焊牢,拼接处坡口槽电焊应分层对称焊接,焊接时应采取措施,减少焊接变形,焊缝应连续饱满(满足三级焊缝),焊条宜选用E43**型,焊后应清除焊渣检查其饱满程度,接桩宜在桩尖穿过较硬的土层后进行,接桩时上下段桩中心线偏差不宜大于5mm,节点弯曲点高不得大于桩段的0.1%。
每个接头焊接完毕,应冷却一分钟后方可锤击。
(5)管桩一般不包截桩,若遇特殊情况必须截断上部多余部分桩身时,不得使用大锤硬砸,应使用截桩机械或手工方法,先将桩身下部一定范围用钢抱箍抱紧,或用混凝土堵住,再沿其上缘用钢钎在桩身四周对称凿穿后再用锤打下,凿出的钢筋应用气割法切断。
(6)基坑开挖时,机械挖土机不得碰及桩身,应采用人工挖除桩间余土。
(7)确定管桩保护措施,保护土方边坡稳定,深基坑应采用多级接力挖土,科学计算分层厚度和作业坡度。
三、结论
经过近十几年的管桩生产与施工经验,证明管桩基础设计选用范围广,桩基沉降小,桩长搭配灵活,生产速度快,施工工期短,工程造价低等诸多优点,采用静压沉桩可免除桩基施工噪音、震动,使用开口桩尖能大幅度减少挤土的影响,适宜在不同的周边施工环境中应用。
还有一个最大特点:桩长和桩身质量检测方便,桩基质量稳定,致使业主单位、监理单位、施工单位放心,促使管桩迅速推广应用。
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。