rg锤击式沉管灌注桩贯入度控制标准的探讨
- 格式:doc
- 大小:32.50 KB
- 文档页数:10
浅谈锤击式PHC预应力管桩贯入度的控制xxxx1.工程概况xxxx工程,有6栋11层~17层的小高层建筑组成。
设计中全部采用PHC-AB型预应力管桩;桩位数达到700多个。
存在施工场地大、地质情况差异大、桩的入土深度不同等特点;施工采用柴油锤打桩机沉桩;所以本工程的桩基施工质量管理显得非常重要。
本文主要从打桩过程的贯入度控制来分析质量要点,提出质量管理措施。
2.PHC管桩锤击式沉桩工艺PHC管桩沉桩方法有多种,目前在我国各地施工打PHC管桩以柴油锤为主。
选择桩锤时,必须充分考虑桩的形状、尺寸、重量、入土长度、结构形式以及土质、气象等条件,并掌握各种锤的特性。
桩锤的夯击能量必须克服桩的贯入阻力,包括克服桩尖阻力、桩侧摩阻力和桩的回弹产生的能量损失等。
如果桩锤的能量不能满足上述要求,则会引起桩头部的局部压曲,难以将桩送到设计标高。
其施工程序:测量放线、定桩位→打桩机就位→桩机调整→底桩就位、桩尖对准桩位,扶正桩身→安好衬垫,套上桩帽,放下桩锤→桩垂直度检验、调直→锤击沉桩(图2一1)→焊接接桩(图2一2)再锤击沉桩→送桩(图2一3)→打至持力层→收锤→拔送桩器,填桩孔→桩机移位。
锤击预应力管桩的施工往往会出现一些质量问题:桩位偏差及桩身倾斜超过规范要求、桩头破碎、桩身破损断裂、沉桩达不到设计的控制要求、单桩承载力达不到设计要求。
这些质量问题的发生,有厂家制作上的原因,有施工操作上的原因,也有土质变化等原因。
任何环节出了问题,都会影响工程桩的质量,本文就如何控制锤击PHC管桩的贯入度问题作一探讨。
图2一1图2一2图2一33.锤型、锤重与贯入度的关系锤的冲击部分的重量和落锤的高度不变时,桩越长,锤的总重越大,其贯入度就越小;锤的冲击部分的重量和桩的长度不变时,落锤的高度越大贯入度就越大;这是众所周知的道理,故在打桩前应该认真选择适合的锤重和锤型。
地基和基础工程施工验收规范GB50202-2002中建议按附录选择锤型,但规范附录四中的应当注意。
灌注桩质量控制标准引言概述:灌注桩是一种常用的基础工程技术,广泛应用于建筑、桥梁、港口、水利等领域。
为了确保灌注桩的质量,制定一套科学的质量控制标准是非常重要的。
本文将从灌注桩的基本要求、施工工艺、材料选择和质量检测四个方面,详细阐述灌注桩质量控制标准。
一、灌注桩的基本要求1.1 承载能力要求:灌注桩的主要作用是承受和传递荷载,因此其承载能力是关键指标。
质量控制标准应包括灌注桩的承载能力要求,如桩身抗压强度、桩端承载能力等。
1.2 抗侧力要求:灌注桩在承受荷载的同时,还要能够抵抗侧向力的作用,以保证结构的稳定性。
质量控制标准应包括灌注桩的抗侧力要求,如桩身抗弯强度、桩端抗拔能力等。
1.3 寿命要求:灌注桩的寿命直接影响到工程的安全和持久性。
质量控制标准应包括灌注桩的寿命要求,如桩身的耐久性、抗腐蚀性等。
二、灌注桩的施工工艺2.1 地基处理:在进行灌注桩施工前,需要对地基进行必要的处理,以确保地基的稳定性。
质量控制标准应包括地基处理的要求,如地基的平整度、土壤的密实度等。
2.2 钻孔施工:灌注桩的钻孔施工是灌注桩施工的关键环节。
质量控制标准应包括钻孔施工的要求,如钻孔直径、钻孔深度、钻孔的垂直度等。
2.3 灌注混凝土:灌注桩的主体是混凝土,因此灌注混凝土的浇筑过程需要严格控制。
质量控制标准应包括灌注混凝土的要求,如混凝土的配合比、浇筑方式、浇筑质量等。
三、灌注桩的材料选择3.1 桩身材料:灌注桩的桩身材料通常选择混凝土。
质量控制标准应包括桩身材料的选择要求,如混凝土的强度等级、抗渗性能等。
3.2 钢筋材料:灌注桩中的钢筋起到增强桩身强度的作用。
质量控制标准应包括钢筋材料的选择要求,如钢筋的规格、抗拉强度等。
3.3 灌注材料:灌注桩中的灌注材料主要是混凝土,但在特殊情况下,也可以使用其他材料。
质量控制标准应包括灌注材料的选择要求,如混凝土的流动性、自密实性等。
四、灌注桩的质量检测4.1 桩身质量检测:灌注桩的桩身质量是保证其承载能力和抗侧力的重要保证。
编号:AQ-JS-06668( 安全技术)单位:_____________________审批:_____________________日期:_____________________WORD文档/ A4打印/ 可编辑锤击式沉管灌注桩贯入度控制标准浅议Discussion on penetration control standard of hammer driven cast-in-place pile锤击式沉管灌注桩贯入度控制标准浅议使用备注:技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解,进而形成更加科学的技术安全观,并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施,最终达到提高安全性的目的。
锤击式沉管灌注桩以其诸多优点,成为多层住宅、综合楼的首选桩型。
但其自身也存在一些缺陷和在设计施工中难以操作的指标,灌注桩沉管贯入度的控制便是其中之一。
本文通过工程实例,介绍锤击式沉管灌注桩贯入度设计的一般方法,指出存在问题,初步分析问题原因,提出解决问题的实用方法。
一、问题的提出一般认为,桩的贯入度与其极限承载力有直接关系。
贯入度通常依据现有的打桩动力公式结合当地成功经验确定。
但灌注桩沉管的贯入度与桩承载力的关系是否可以用简单的经验公式确定,或者简单地套用当地成功经验,以及贯入度是否为一项控制性的设计指标,对于这些问题,笔者认为有必要作进一步的探讨。
目前,采用灌注桩的一般是9层以下的二级建筑物。
由于国家规范对二级建筑物没有规定要进行现场试验确定单桩承载力,而是“应根据静力触探、标准贯入、经验参数等估算,并参照地质条件相同的试桩资料,综合确定”,因此这类建筑很少在设计施工前进行桩的现场试验,设计人员依据现有的打桩动力公式结合当地成功经验确定贯入度。
在施工时,对于以摩擦为主的摩擦桩,大多数情况下沉管达不到设计要求的贯入度,此时通常采用四种方法解决:1)加深桩长;2)复打桩;3)扩大桩径;4)加桩。
沉管灌注桩施工工艺和质量问题防治探讨摘要:本文介绍沉管灌注桩施工工艺,对其质量问题和质量保证措施做了详细探讨,供广大工程技术人员参考。
关键词:沉管灌注桩;质量问题;保证措施中图分类号:tu473.1+4文献标识码: a 文章编号:1 前言沉管灌注桩又叫套管成扎灌注桩,依据使用桩锤和成桩工艺不同,分为锤击沉管灌注桩、振动沉管灌注桩、静压沉管灌注桩、振动冲击沉管灌注桩和沉管务扩灌注桩等。
这类灌注桩的施工工艺是:使用锤击式桩锤或振动式桩锤将带有桩尖的钢管沉入土中,造成桩孔,然后放入钢筋笼.浇筑混凝土,最后拔出钢管,形成所需的灌注桩。
沉管桩对周围环境有噪音、振动、挤压等影响。
目前,由于施工机械设备的发展和环境保护的要求,沉管灌注桩在一些发达地区逐步退出历史舞台,但在我国很多地区也依然采用较多。
2 沉管灌注桩施工工艺施工工艺一般为:桩点定位一埋设预制桩尖一桩机就位一沉管造桩孔一吊放钢筋笼一灌注混凝一边拔管、边振动一成桩一移人下一桩点。
施工要点为:(1)施工时,用桩架吊起钢桩管,对准埋好的预制桩尖。
桩管与桩尖连接处要垫以麻袋、草绳,以防地下水渗入管内。
(2)缓缓放下桩管,套入桩尖压进土中,桩管h端扣上桩帽,检查桩管与桩锤是否在同一垂直线上,桩管垂直度偏差≤o.5%时即可锤击沉管。
(3)先用低锤轻击,观察无偏移后冉正常施打,直至符合设计要求的沉桩标高或者满足要求的贯入度,并检查管内有无泥浆或进水,即可浇筑混凝土。
(4)管内混凝土应尽量灌满,然后开始拔管。
拔管速度要均匀,对一般土层以1~2m/min为宜,存软弱土层及软硬土层交界处宜控制存0.5m/min为宜。
当根据设计要求扩大桩的直径、增加桩的承载力时,扩大灌注桩的施工方法则称为“复扣‘法”。
复打法是在第一一次单打将混凝上浇筑到桩顶设计标高后,清除桩管外壁上污泥和孔周围地面上的浮土,立即在原桩位上再次安放桩尖,进行第二次沉管,使第一次未凝固的混凝土向四周挤压密实,将桩径扩大,然后第二次浇筑混凝土成桩。
沉管灌注桩基础工程施工的控制要点论文导读:在沉管灌注桩施工中,在做完桩基小应变试验后,发现了大面积的桩出现了不同程度地缩径现象,尤其靠近河道西侧的几条轴线处出现了断桩。
经过分析认为,沉管灌注桩工艺属挤土施工,设计根据规范控制桩的中心线间距应不小于3.5倍的桩直径,而且施工时实行顺序跳打,但仍不能避免土层对临桩的挤压,特别是上部比较软弱的土层,在施工后地面土隆起,由于表层土的隆起,使临桩出现真空抽吸现象,致使该处出现缩径甚至断桩。
且延长相邻桩施工间隔时间,待邻桩混凝土达到设计强度的50%后再施打,减少土层对临桩的挤压。
混凝土灌注桩质量判定。
关键词:灌注桩,工程项目,控制,质量,施工一、沉管灌注桩工程施工的控制要点确保地基承载力符合设计要求,满足《建筑桩技术规范》JGJ942008的要求质量控制中,首先要确保地基承载力符合设计要求。
根据建筑桩基设计等级的要求,沈阳市市区范围内的高层建筑都采用桩基设计等级5级的桩基设计等级配筋率:当桩身直径为300~2000mm时,正截面配筋率可取0.65%~0.2%(小直径桩取高值);对受荷载特别大的桩、抗拔桩和嵌岩端承桩应根据计算确定配筋率,并不应小于上述规定值。
摩擦型灌注桩配筋长度不应小于2/3桩长;当受水平荷载时,配筋长度尚不宜小于4.0/a(a为桩的水平变形系数)。
对于受地震作用的基桩,桩身配筋长度应穿过可液化土层和软弱土层,进入稳定土层的深度不应小于规范第3.4.6条的规定;二、沉管灌注桩工程施工前的控制;工程施工前应在以下方面加以严格控制:认真审核施工方案,主要包括选用的机械设备数量、型号,施工作业人员组织及特殊工程上岗证,施工现场平面布置及打桩施工顺序,施工技术措施及有关参数指标等;核查施工必备的检测工具和仪器的准备工作,经纬水准仪和卷尺准确有效(年检),测距绳锤、坍落度量仪等;砂、石、水泥、钢材和焊接接头以及桩身混凝土配比严格执行见证取样制度,对水泥、钢材和焊条、认真审核其质保资料,所有材料达到要求后方可用于工程;认真复核轴线和桩位,特别着重校核建筑物放样定位点;桩机的安全检测,取得建筑机械使用许可证后方可施工。
7.4.5 本条所规定的停止锤击的控制原则适用于一般情况,实践中也存在某些特例。
如软土中的密集桩群,由于大量桩沉入土中产生挤土效应,对后续桩的沉桩带来困难,如坚持按设计标高控制很难实现。
按贯入度控制的桩,有时也会出现满足不了设计要求的情况。
对于重要建筑,强调贯入度和桩端标高均达到设计要求,即实行双控是必要的。
因此确定停锤标准是较复杂的,宜借鉴经验与通过静载试验综合确定停锤标准。
7.4.6 桩终止锤击的控制应符合下列规定:
1 当桩端位于一般土层时,应以控制桩端设计标高为主,贯入度为辅;
2 桩端达到坚硬、硬塑的黏性土、中密以上粉土、砂土、碎石类土及风化岩时,应以贯入度控制为主,桩端标高为辅;
3 贯入度已达到设计要求而桩端标高未达到时,应继续锤击3 阵,并按每阵10 击的贯入度不
应大于设计规定的数值确认,必要时,施工控制贯入度应通过试验确定。
7.4.10 预应力混凝土管桩的总锤击数及最后1.0m 沉桩锤击数应根据当地工程经验确定。
锤击法施工P H C管桩的贯入度讨论基础Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】锤击法施工PHC管桩的贯入度讨论摘要:本文利用两种经验公式对锤击法施工预应力高强混凝土管桩的设计贯入度进行估算,并在施工中,根据现场的实际地质情况和打桩情况对桩长和贯入度两个控制条件做相应的调整,本文的方法可为现场的贯入度计算及确定提供经验参考。
关键词:锤击法;预应力高强混凝土管桩;贯入度0、前言锤击法施工PHC桩已大量应用于各种工程,然而对于设计中沉桩双控的要求(即桩长和贯入度均满足设计要求),在施工中,往往会有较大的出入,工程技术人员难以准确判断桩的实际承载力是否与设计值一致。
因此需要根据施工现场的实测数据,尤其是最后三阵的平均贯入度值,来估算出实际的单桩承载力,以满足设计承载力要求。
1 贯入度和打桩公式贯入度是指在地基土中用重力击打贯入体,贯入体进入土中的深度。
进行贯入测试的目的,是通过贯入度判断地基土的软硬程度,从而确定桩基或地基土的承载能力。
一般地,土对桩的动态阻力( 贯入阻力) 随土质和桩的击入深度变化而变化,锤击法打桩入土时,每一锤击的入土深度,在硬土中比在软土中要小。
在匀质土中打桩,同一根桩打得越深,则每一锤击的入土深度也越小。
打桩公式就是根据打试桩的数据来反映贯入度与贯入阻力之间关系的公式,它以碰撞理论和能量守衡原理作为依据推出,即输入的能量等于有用的能量加被消耗的能量。
但是,各种打桩公式实际上只能表示贯入阻力,并不能真正代表桩的承载力,因为贯入阻力与桩的承载力之间存在着根本的差别,尤其对于粘性土中的摩擦桩更是如此。
尽管用打桩公式来确定桩的承载力带有局限性,但在工程实践中仍有一定的参考意义。
而在实际工程中,规范要求的贯入度和设计的桩长往往不能很好的吻合。
本文通过一个工程实例,对比格氏打桩公式和福建、江浙一带常用的贯入度经验公式,对现场贯入度和桩长进行调整,从而验证打桩经验公式在本地区的可行性。
沉管灌注桩施工技术应用控制研究【摘要】文章简要介绍了沉管灌注桩的施工工艺,并针对施工中常见的问题,提出预防和处理措施,以供参考。
【关键词】沉管灌注桩;施工沉管灌注桩是利用锤击打桩设备或振动沉桩设备,将带有钢筋混凝土的桩尖或带有活瓣式桩靴的钢管沉入土中,造成桩孔,然后放入钢筋骨架并浇筑混凝土,随之拔出套管,利用拔管时的振动将混凝土捣实,便形成所需要的灌注桩。
它以锤击沉管灌注桩和振动沉管灌注桩最为常见。
它们的施工工艺是:使用锤击式桩锤或振动式桩锤将一定直径的钢管沉入土中,造成桩孔,然后放入钢筋笼,浇筑混凝土,最后拔出钢管,便形成所需要的灌注桩。
一般适用于粘性土、粉土、湿陷性黄土、淤泥、淤质泥土、稍密及松散的砂土及人工填土。
具有施工操作简便、机械化程度高、速度快、工期短、造价低、适应范围广等特点,已经得到广泛应用。
1 沉管灌注桩的施工工艺1.1 施工流程桩点定位→埋设预制桩尖→桩机就位→沉管造桩孔→吊放钢筋笼→灌注混凝→边拔管、边振动→成桩→移入下一桩点。
1.2 施工要点1.2.1 施工时,为了防地下水渗入管内,用桩架吊起钢桩管,对准埋好的预制桩尖。
桩管与桩尖连接处要垫以麻袋、草绳。
1.2.2 缓缓放下桩管,套入桩尖压进土中桩管上端扣上桩帽,检查桩管与桩锤是否在同一垂直线上,桩管垂直度偏差≤0.5%时即可锤击沉管。
1.2.3 先用低锤轻击,观察无偏移后再正常施打,直至符合设计要求的沉桩标高或者满足要求的贯入度,并检查管内有无泥浆或进水,即可浇筑混凝土。
1.2.4 混凝土灌注时,一般采用现场搅拌混凝土,通过桩机自带的卷扬设施,将装有混凝土的小手推车提升到桩管顶端,然后垂直自由落下。
由于桩体较长,混凝土从10多米的高处落下很容易造成混凝土离析,尤其是在地下水位较高时,桩管内如果进水混凝土浇筑的质量更差。
目前还没有更好的浇筑办法,采用商品混凝土和导管灌注成本高而且施工效率提高有限,现场采用较少。
1.2.5 管内混凝土应尽量灌满,然后开始拔管。
锤击式沉管灌注桩贯入度控制标准浅议摘要锤击式沉管灌注桩由于结构简单、施工方便等特点,近年来被广泛应用于基础工程中。
而在沉管灌注桩的施工中,如何控制灌注桩的贯入度,直接关系到桩基质量的好坏。
本文通过介绍锤击式沉管灌注桩的施工流程及常见的贯入度控制标准,旨在为相关人员提供指导和参考。
引言沉管灌注桩是一种以沉管为桩身,沿整个桩长施以高压流混凝土或注浆实现桩的加固的桩基工程。
而锤击式沉管灌注桩,是沉管灌注桩中的一种。
它的优点在于施工简单、成本低、适用于各种地质条件。
它是通过人力或机械,使用锤击将沉管向下推进,同时在推进过程中不断施以高压混凝土。
随着近年来基础工程的不断扩大,锤击式沉管灌注桩的应用越来越广泛。
然而,在锤击式沉管灌注桩的施工中,如何控制灌注桩的贯入度,直接关系到桩基质量的好坏。
下面将从沉管灌注桩的施工流程和常见的贯入度控制标准两个方面来进行阐述。
沉管灌注桩的施工流程1. 设计在进行沉管灌注桩的施工前,必须进行合理的设计。
根据所在地区的地质环境,确定沉管的长度、直径和材质,以及灌注桩混凝土配合比等参数。
2. 现场准备现场准备工作包括现场勘察、基坑开挖和沉管的运输等。
在进行基坑开挖前,必须确定所开挖的基坑的大小和深度,并按照设计要求进行开挖。
沉管的运输需要保证沉管的完好,以免发生变形。
3. 沉管安装在安装沉管时,必须要保证沉管在垂直方向上和水平方向上的位置,以及沉管的间距。
同时,还需要注意沉管的深度,要保证沉管底部已经达到设计标高。
4. 灌注桩施工灌注桩的施工,是在沉管安装完成后进行的。
首先是从沉管的顶部开始,向下逐层灌注混凝土,同时在灌注过程中使用锤击将沉管向下推进。
灌注桩的施工要按照设计混凝土配合比进行,同时要控制灌注速度和施工压力,以确保混凝土浆体的充实度和均匀性。
常见的贯入度控制标准在施工过程中,必须对灌注桩的贯入度进行控制。
贯入度是指每一次锤击后沉管向下推进的距离。
针对不同的地质条件,常用的贯入度控制标准如下:1. 岩石地层在岩石地层中,贯入度控制标准一般为 1-2 厘米。
沉管管桩贯入度的准确控制文章编号:1009—9441(2006)03—0039一O2沉管管桩贯入度的准确控制口口周宏(深圳市道路工程公司,广东深圳518024)摘要:结合工程实例,分析了影响沉管管桩贯入度的因素,介绍了沉管管桩贯入度施工设计方法并与实际控制结果进行了比较.提出了提高贯入度控制准确性的实用方法.关键词:管桩;贯入度;施工设计;准确性中图分类号:TU473.1文献标识码:B引言某大型住宅小区由3幢3~4层的公寓及1幢3层的会馆组成,均为砖混结构,最大单柱荷载约2000kN.该场地现状为耕地或池塘,地形稍有起伏,测得各勘探点的孔口高程在4.25—2.38m之间,属山前冲积平原地区.各岩层岩性特征自上而下分述如下:①l一1层为杂填土,灰色,杂色,松软,湿;含有植物根系,以粉质黏土及建筑垃圾为主,局部分布,层厚0.00~3.40m;②1—2层为耕植土,灰黄色,黄灰色,松软,湿;含有植物根系,以粉质黏土为主,局部分布,层厚0.00~1.60m;③2层为粉质黏土,灰黄色,灰色,青灰色,软至软可塑;含少量的铁锰质结核,局部粉粒含量较高;稍有光滑,无摇震反应,干强度中等,韧性中等;局部缺失,层厚0.00~3.10m;(层为淤泥,灰色,饱和,流塑;含有机质及腐植质;稍有光滑至光滑,无摇震反应,干强度及韧性中等;仅z37,z40见,层厚0.00~1.50m;(一2层为粉质黏土,灰黄色,青灰色,硬可塑,局部为硬塑;含少量铁锰质斑点;稍有光滑,无摇震反应,干强度高,韧性中等;全场地稳定分布,层厚1.10~8.40m;⑥4—3层为粉质黏土,黄色,淡褐红色,硬可塑至硬塑;含少量斑点;稍有光滑,无摇振反应,干强度中等,韧性中等; 全场地稳定分布,层厚2.70~17.10m;(一1层为全风化粉砂岩,深黄褐色,褐红色,灰褐色,岩石风化成土状,原岩结构构造不清晰.已控制该层层厚7.40m;⑧6—2层为强风化粉砂岩,深黄褐色,矿物多数变色,结构构造不清晰,矿物成分显着变化,节理裂隙发育,岩芯呈砂土状,局部为碎块状.已控制该层层厚2.30m;⑨7层为中等风化灰岩,灰色,岩芯较完整,呈柱状,个别为碎块状;裂隙较发育,被方解石所充填;岩石较坚硬,岩芯采取率85%左右.已控制该层层厚3.30m.设计要求采用沉管管桩,桩端以中细砂层上部为持力层,桩径为500mm,单桩承载力标准值取值为600kN.1沉管管桩贯入度的影响因素一般认为,桩的贯人度与其极限承载力有直接的关系.贯人度通常是依据现有的打桩动力公式结合当地的成功经验来确定.但沉管管桩贯人度与桩承载力的关系是否可以简单地用经验公式来确定, 或是简单地套用当地的成功经验,以及贯人度是否为一项控制性的设计指标,对于这些问题,笔者认为有必要作进一步的探讨.1.1荷载传递机理桩在荷载作用下,桩身上部首先受到压缩,一部分荷载往下部桩身传递,另一部分则在桩与桩周土之间形成摩阻力.当荷载分级逐步加到桩顶时,桩身上部受到压缩而产生相对于土的向下位移,与此同时,桩周表面受到土的向上摩阻力,桩身荷载通过桩周摩阻力传递到桩周土层中去,致使桩身荷载和桩身压缩变形随深度递减.随着荷载的增加,桩身压缩量和位移量增加,桩身下部的摩阻力随之得以进一步发挥.当桩周摩阻力全部发挥达到极限状态后,若继续增加荷载,则荷载量将全部由桩端土承担.桩的这种传递理论,是符合静压试桩的实际的,且已为许多桩的荷载试验所证实.1.2单桩竖向极限承载力标准值单桩竖向极限承载力标准值按GB5o007—2002(建筑地基基础设计规范》中的经验公式:R.=qpaAP+u∑qcI(1)计算得到单桩竖向承载力特征值尺.如表l所示,最终设计取值为600kN.建材技术与应用3/2006?39?表l单桩竖向承载力特征值桩孔号桩径持力层进人深有效桩桩端标单桩竖向承载型度/m长/m高/m力特征值R/kN沉Z505oo粉质黏土4—33.oo8.7—7.28648.74管Z435oo粉质黏土4—33.oo9.3—7.40698.38管桩Z305oo粉质黏土4—35.08.6—6.53633.031)有效桩长自2—1层顶面算起.实际单桩承载力应根据静载荷试验综合确定.2沉管管桩贯入度施工设计贯入度的设计一般依据现有的打桩动力公式,主要有格尔谢凡诺夫公式,工程新闻修正公式,海利公式和当地打沉管管桩公式等.上述经验公式是根据功能原理和试验推导出来的,适用对象为预制桩(包括钢管桩);而沉管管桩与预制桩在施工方法上有很大区别,如果套用上述经验公式来设计管桩的贯入度显然是不恰当的.在工程实践中,这种方法往往偏于安全,结果使工程成本增加.2.1格氏公式e=nAQH丽×糟(2)×丽)式中:e——打桩最后阶段平均每锤的贯入度,cm; n——桩及桩垫材料系数,无桩垫时n=0.5; 8——恢复系数,无桩帽时8=0.25;Q——锤重,kN;q——桩,桩帽,桩锤的非冲击部分重量,kN; H——落锤高度,cm;A——桩的横截面积,cm;/12——安全系数,永久建筑为2;尺——单桩承载力标准值,kN.根据现场设备情况和设计要求,有关参数取值为:Q=30kN,q=26kN,A=1.810cm,H=100×0.8=80(cm),R=600kN.将有关数据代入(2)式得:e=0.54(cm/击)2.2当地沉管管桩公式丢×[+](3)式中:e——打桩最后阶段平均每锤的贯入度,cm; Q——锤重,kN;月——落锤高度,in;A——参数,桩径为500mm时A=9:曰——参数,桩径为500mm时B=120;,v——总锤数,此时取800锤;——单桩承载力标准值,kN.将有关数据代入(3)式得:e=0.18(cm/击)3沉管管桩贯入度实际施工控制情况由上述计算可知,当地沉管管桩公式要求较之更加严格.该地的成功经验是:对于桩径500mm,设备锤重为30kN,设定锤落距为1.0in的情况,最后3阵锤击,每阵l0锤,贯入度<6cm.综合考虑计算结果和当地的成功经验,设计规定最后3阵锤击,要求贯入度控制在6cm/10击以下.但在实际施工中,桩管打至设计标高时,大部分桩的贯入度超过了设计要求,个别桩多达22—50cm/10击,距设计要求相差很大.为了减小贯入度,对于部分贯入度较大的桩采取了复打的方法. 考虑到该小区桩基工程量大,为了工程安全和节省投资,并为后续的施工提供依据,对贯入度较大的以及经过复打的桩,选择了6根桩进行了静载测试. 由于此次静载测试的目的并不是进行桩的破坏试验,因而最大试验荷载以满足设计要求为限,至最大试验荷载时未出现极限特征.从静载试验结果可以看出,该地区的管桩沉管贯入度实际值是设计值的2—8倍(至设计标高时),这时即使不加长桩长或复打,桩的承载力也完全能够达到设计要求,可见贯入度设计值偏小;对于贯入度特别大的桩,经过复打,桩的承载力也能达到设计要求,且最大沉降量未超过极限值.4沉管管桩贯入度的准确性分析从上述测试结果可见,若严格按设计控制贯入度则不甚合理.其原因有以下几点:(1)由于构造上的原因,沉管管桩的预制桩靴比桩管外径大6~8cm,施工时土对桩管的挤压力减小,致使桩管下沉的阻力减小,因而使沉管的贯入度增大;成桩后管桩的实际桩径往往比管径大6%~7%,这是由于桩靴的直径较大所致.由于实际桩径扩大,使得桩的承载力相应地增加,所以,尽管施工时的贯入度相对较大,但静载试验加载至最大荷载时沉降量仍然较小.(2)沉管时由于连续震动,土体内摩擦角变化很大.而在桩身灌注混凝土28d后进行静载试验时,土体结构基本稳定,承载力有一定幅度的提高.(3)复打对桩周土和桩端土进行了挤密,使桩侧摩阻力提高,桩端土的强度提高.(4)打桩公式适用于预制桩和钢管桩估算其打桩阻力,将它用于沉管贯人度的计算只是权宜之计.?40?Research&ApplicationofBuildingMaterials文章编号:1009—9441(2006)03—0041—02校园排水工程设计与旋工口口樊源(江西省城乡规划设计研究院,江西南昌330006) 摘要:结合工程实例,探讨了如何结合《室外排水设计规范》的规定,合理地进行排水工程的设计与施工.关键词:排水工程;设计;施工中图分类号-TU992.05;TU992.03文献标识码:B引言江西省交通学校校区位于南昌市昌北经济开发区,现占地面积约l2.13公顷,计划通过逐步扩建调整,形成集高职,中专,技校为一体的专业性院校.扩建完成后,学院规模将达到在校生6000人,校园总占地面积31.73公顷.该校区排水工程采用雨,污分流制的排水系统.生活污水和雨水分别在两个各自独立的系统内排放.根据GB儿4—87《室外排水设计规范》的要求, 设计时考虑校区的综合径流系数取0.8,设计重现期为2年,并特别将主干道上的排水管管径加大.校区道路设计车速为20km/h,路宽为18m左右,道路总长为6km.在车行道上布置雨水口,其间距一般为40m,在平曲面,低点,路口等重要部位加设雨水口.现就该校区扩建中排水工程的设计与施工,谈几点体会.1排水工程设计经过对试验结果及其成因的综合分析,认为可以适当加大贯入度的设计值.为了安全起见,后续桩的贯入度宜控制在2倍设计值范围内;对于个别贯入度较大的桩,采用复打的方法将其控制在相同的范围内.5结语沉管管桩已成为住宅及商住,办公楼等建设的首选桩型,但其自身也存在着一些缺陷和在设计施工中难以把握的指标,管桩沉管贯入度的控制即是其中之一.因此,必须结合工程实际,综合分析贯入度的设计值,现场施工记录以及当地的成功经验,避1.1排水管道断面布置按照以往的设计经验,对于路宽在18m左右的校区道路,一般是将雨水主管设在道路中间,雨水主管两侧接雨水口;将污水主管设在道路一侧人行道上,道路另一侧采用接户井接入污水管.现行的各种口径下水道砖砌窨井收口均采用钢筋混凝土或铸铁圆形盖板,它与周边路面混凝土结构的刚度不一致.此外,窨井周围的回填土与道路面层材料难以压实,造成路面竣工通车后沿盖板四周及四角出现方形的放射性裂纹.而且铸铁井盖座的四周由于有肋的存在,将面层分隔成若干小块,道路使用后出现凹陷现象.每逢下雨,雨水就通过裂纹渗入路面结构层中,在车辆的反复水平作用力和震动冲击下,加速了路面面层的开裂,剥落.同时由于附加应力的增加,容易使铸铁井盖座下强度较低的垫层材料被压碎以及无固定措施的铸铁井盖向车行方向滑移,存在着交通安全隐患.由于窨井四周的路面出现高低不平,车辆的反复冲击作用下最终会造成害井的不均匀沉降.该校区所在地均是由沙土回填至设计标高,地基的不均匀沉降会使路面的破坏更严重.为了保持车行道的平整度和行车的舒适性,除了要求道路路基要达到一定的密实度外,还将雨水主管沿道路两免盲目性,适度调整实施中的贯入度值,以尽可能地使贯入度控制值趋于合理,提高贯入度的准确性.参考文献:[1]陈载赋.钢筋混凝土建筑结构与特种结构手册[M].成都:四川科学技术出版社,1994.作者简介:周宏(1960一),男,湖北寰樊人,工程师,1982年7月毕业于中国人民解放军基建工程兵第五技术学校工民建专业,现主要从事工程施工管理及技术管理工作. 收稿日期:2006—04—28(编辑盛晋生)建材技术与应用3/2006?41?。
锤击法施工PHC管桩的贯入度讨论摘要:本文利用两种经验公式对锤击法施工预应力高强混凝土管桩的设计贯入度进行估算,并在施工中,根据现场的实际地质情况和打桩情况对桩长和贯入度两个控制条件做相应的调整,本文的方法可为现场的贯入度计算及确定提供经验参考。
关键词:锤击法;预应力高强混凝土管桩;贯入度0、前言锤击法施工PHC桩已大量应用于各种工程,然而对于设计中沉桩双控的要求(即桩长和贯入度均满足设计要求),在施工中,往往会有较大的出入,工程技术人员难以准确判断桩的实际承载力是否与设计值一致。
因此需要根据施工现场的实测数据,尤其是最后三阵的平均贯入度值,来估算出实际的单桩承载力,以满足设计承载力要求。
1 贯入度和打桩公式贯入度是指在地基土中用重力击打贯入体,贯入体进入土中的深度。
进行贯入测试的目的,是通过贯入度判断地基土的软硬程度,从而确定桩基或地基土的承载能力。
一般地,土对桩的动态阻力( 贯入阻力) 随土质和桩的击入深度变化而变化,锤击法打桩入土时,每一锤击的入土深度,在硬土中比在软土中要小。
在匀质土中打桩,同一根桩打得越深,则每一锤击的入土深度也越小。
打桩公式就是根据打试桩的数据来反映贯入度与贯入阻力之间关系的公式,它以碰撞理论和能量守衡原理作为依据推出,即输入的能量等于有用的能量加被消耗的能量。
但是,各种打桩公式实际上只能表示贯入阻力,并不能真正代表桩的承载力,因为贯入阻力与桩的承载力之间存在着根本的差别,尤其对于粘性土中的摩擦桩更是如此。
尽管用打桩公式来确定桩的承载力带有局限性,但在工程实践中仍有一定的参考意义。
而在实际工程中,规范要求的贯入度和设计的桩长往往不能很好的吻合。
本文通过一个工程实例,对比格氏打桩公式和福建、江浙一带常用的贯入度经验公式,对现场贯入度和桩长进行调整,从而验证打桩经验公式在本地区的可行性。
为同类工程提供参考。
2. 贯入度计算某工程为大型仓库,由于仓库面积大,桩数多,需确定合理的桩长和贯入度值以保证整个基础工程的安全性和经济性。
沉管管桩贯入度的准确控制文章编号:1009—9441(2019)03—0039一O2沉管管桩贯入度的准确控制口口周宏(深圳市道路工程公司,广东深圳518024)摘要:结合工程实例,分析了影响沉管管桩贯入度的因素,介绍了沉管管桩贯入度施工设计方法并与实际控制结果进行了比较.提出了提高贯入度控制准确性的实用方法.关键词:管桩;贯入度;施工设计;准确性中图分类号:TU473.1文献标识码:B引言某大型住宅小区由3幢3~4层的公寓及1幢3层的会馆组成,均为砖混结构,最大单柱荷载约2000kN.该场地现状为耕地或池塘,地形稍有起伏,测得各勘探点的孔口高程在4.25—2.38m之间,属山前冲积平原地区.各岩层岩性特征自上而下分述如下:①l一1层为杂填土,灰色,杂色,松软,湿;含有植物根系,以粉质黏土及建筑垃圾为主,局部分布,层厚0.00~3.40m;②1—2层为耕植土,灰黄色,黄灰色,松软,湿;含有植物根系,以粉质黏土为主,局部分布,层厚0.00~1.60m;③2层为粉质黏土,灰黄色,灰色,青灰色,软至软可塑;含少量的铁锰质结核,局部粉粒含量较高;稍有光滑,无摇震反应,干强度中等,韧性中等;局部缺失,层厚0.00~3.10m;(层为淤泥,灰色,饱和,流塑;含有机质及腐植质;稍有光滑至光滑,无摇震反应,干强度及韧性中等;仅z37,z40见,层厚0.00~1.50m;(一2层为粉质黏土,灰黄色,青灰色,硬可塑,局部为硬塑;含少量铁锰质斑点;稍有光滑,无摇震反应,干强度高,韧性中等;全场地稳定分布,层厚1.10~8.40m;⑥4—3层为粉质黏土,黄色,淡褐红色,硬可塑至硬塑;含少量斑点;稍有光滑,无摇振反应,干强度中等,韧性中等; 全场地稳定分布,层厚2.70~17.10m;(一1层为全风化粉砂岩,深黄褐色,褐红色,灰褐色,岩石风化成土状,原岩结构构造不清晰.已控制该层层厚7.40m;⑧6—2层为强风化粉砂岩,深黄褐色,矿物多数变色,结构构造不清晰,矿物成分显着变化,节理裂隙发育,岩芯呈砂土状,局部为碎块状.已控制该层层厚2.30m;⑨7层为中等风化灰岩,灰色,岩芯较完整,呈柱状,个别为碎块状;裂隙较发育,被方解石所充填;岩石较坚硬,岩芯采取率85%左右.已控制该层层厚3.30m.设计要求采用沉管管桩,桩端以中细砂层上部为持力层,桩径为500mm,单桩承载力标准值取值为600kN.1沉管管桩贯入度的影响因素一般认为,桩的贯人度与其极限承载力有直接的关系.贯人度通常是依据现有的打桩动力公式结合当地的成功经验来确定.但沉管管桩贯人度与桩承载力的关系是否可以简单地用经验公式来确定, 或是简单地套用当地的成功经验,以及贯人度是否为一项控制性的设计指标,对于这些问题,笔者认为有必要作进一步的探讨.1.1荷载传递机理桩在荷载作用下,桩身上部首先受到压缩,一部分荷载往下部桩身传递,另一部分则在桩与桩周土之间形成摩阻力.当荷载分级逐步加到桩顶时,桩身上部受到压缩而产生相对于土的向下位移,与此同时,桩周表面受到土的向上摩阻力,桩身荷载通过桩周摩阻力传递到桩周土层中去,致使桩身荷载和桩身压缩变形随深度递减.随着荷载的增加,桩身压缩量和位移量增加,桩身下部的摩阻力随之得以进一步发挥.当桩周摩阻力全部发挥达到极限状态后,若继续增加荷载,则荷载量将全部由桩端土承担.桩的这种传递理论,是符合静压试桩的实际的,且已为许多桩的荷载试验所证实.1.2单桩竖向极限承载力标准值单桩竖向极限承载力标准值按GB5o007—2019(建筑地基基础设计规范》中的经验公式:R.=qpaAP+u∑qcI(1)计算得到单桩竖向承载力特征值尺.如表l所示,最终设计取值为600kN.建材技术与应用3/2019?39?表l单桩竖向承载力特征值桩孔号桩径持力层进人深有效桩桩端标单桩竖向承载型度/m长/m高/m力特征值R/kN沉Z505oo粉质黏土4—33.oo8.7—7.28648.74管Z435oo粉质黏土4—33.oo9.3—7.40698.38管桩Z305oo粉质黏土4—35.08.6—6.53633.031)有效桩长自2—1层顶面算起.实际单桩承载力应根据静载荷试验综合确定.2沉管管桩贯入度施工设计贯入度的设计一般依据现有的打桩动力公式,主要有格尔谢凡诺夫公式,工程新闻修正公式,海利公式和当地打沉管管桩公式等.上述经验公式是根据功能原理和试验推导出来的,适用对象为预制桩(包括钢管桩);而沉管管桩与预制桩在施工方法上有很大区别,如果套用上述经验公式来设计管桩的贯入度显然是不恰当的.在工程实践中,这种方法往往偏于安全,结果使工程成本增加.2.1格氏公式e=nAQH丽×糟(2)×丽)式中:e——打桩最后阶段平均每锤的贯入度,cm; n——桩及桩垫材料系数,无桩垫时n=0.5; 8——恢复系数,无桩帽时8=0.25;Q——锤重,kN;q——桩,桩帽,桩锤的非冲击部分重量,kN; H——落锤高度,cm;A——桩的横截面积,cm;/12——安全系数,永久建筑为2;尺——单桩承载力标准值,kN.根据现场设备情况和设计要求,有关参数取值为:Q=30kN,q=26kN,A=1.810cm,H=100×0.8=80(cm),R=600kN.将有关数据代入(2)式得:e=0.54(cm/击)2.2当地沉管管桩公式丢×[+](3)式中:e——打桩最后阶段平均每锤的贯入度,cm; Q——锤重,kN;月——落锤高度,in;A——参数,桩径为500mm时A=9:曰——参数,桩径为500mm时B=120;,v——总锤数,此时取800锤;单桩承载力标准值,kN.将有关数据代入(3)式得:e=0.18(cm/击)3沉管管桩贯入度实际施工控制情况由上述计算可知,当地沉管管桩公式要求较之更加严格.该地的成功经验是:对于桩径500mm,设备锤重为30kN,设定锤落距为1.0in的情况,最后3阵锤击,每阵l0锤,贯入度<6cm.综合考虑计算结果和当地的成功经验,设计规定最后3阵锤击,要求贯入度控制在6cm/10击以下.但在实际施工中,桩管打至设计标高时,大部分桩的贯入度超过了设计要求,个别桩多达22—50cm/10击,距设计要求相差很大.为了减小贯入度,对于部分贯入度较大的桩采取了复打的方法. 考虑到该小区桩基工程量大,为了工程安全和节省投资,并为后续的施工提供依据,对贯入度较大的以及经过复打的桩,选择了6根桩进行了静载测试. 由于此次静载测试的目的并不是进行桩的破坏试验,因而最大试验荷载以满足设计要求为限,至最大试验荷载时未出现极限特征.从静载试验结果可以看出,该地区的管桩沉管贯入度实际值是设计值的2—8倍(至设计标高时),这时即使不加长桩长或复打,桩的承载力也完全能够达到设计要求,可见贯入度设计值偏小;对于贯入度特别大的桩,经过复打,桩的承载力也能达到设计要求,且最大沉降量未超过极限值.4沉管管桩贯入度的准确性分析从上述测试结果可见,若严格按设计控制贯入度则不甚合理.其原因有以下几点:(1)由于构造上的原因,沉管管桩的预制桩靴比桩管外径大6~8cm,施工时土对桩管的挤压力减小,致使桩管下沉的阻力减小,因而使沉管的贯入度增大;成桩后管桩的实际桩径往往比管径大6%~7%,这是由于桩靴的直径较大所致.由于实际桩径扩大,使得桩的承载力相应地增加,所以,尽管施工时的贯入度相对较大,但静载试验加载至最大荷载时沉降量仍然较小.(2)沉管时由于连续震动,土体内摩擦角变化很大.而在桩身灌注混凝土28d后进行静载试验时,土体结构基本稳定,承载力有一定幅度的提高.(3)复打对桩周土和桩端土进行了挤密,使桩侧摩阻力提高,桩端土的强度提高.(4)打桩公式适用于预制桩和钢管桩估算其打桩阻力,将它用于沉管贯人度的计算只是权宜之计.40?Research&ApplicationofBuildingMaterials文章编号:1009—9441(2019)03—0041—02校园排水工程设计与旋工口口樊源(江西省城乡规划设计研究院,江西南昌330006) 摘要:结合工程实例,探讨了如何结合《室外排水设计规范》的规定,合理地进行排水工程的设计与施工.关键词:排水工程;设计;施工中图分类号-TU992.05;TU992.03文献标识码:B引言江西省交通学校校区位于南昌市昌北经济开发区,现占地面积约l2.13公顷,计划通过逐步扩建调整,形成集高职,中专,技校为一体的专业性院校.扩建完成后,学院规模将达到在校生6000人,校园总占地面积31.73公顷.该校区排水工程采用雨,污分流制的排水系统.生活污水和雨水分别在两个各自独立的系统内排放.根据GB儿4—87《室外排水设计规范》的要求, 设计时考虑校区的综合径流系数取0.8,设计重现期为2年,并特别将主干道上的排水管管径加大.校区道路设计车速为20km/h,路宽为18m左右,道路总长为6km.在车行道上布置雨水口,其间距一般为40m,在平曲面,低点,路口等重要部位加设雨水口.现就该校区扩建中排水工程的设计与施工,谈几点体会.1排水工程设计经过对试验结果及其成因的综合分析,认为可以适当加大贯入度的设计值.为了安全起见,后续桩的贯入度宜控制在2倍设计值范围内;对于个别贯入度较大的桩,采用复打的方法将其控制在相同的范围内.5结语沉管管桩已成为住宅及商住,办公楼等建设的首选桩型,但其自身也存在着一些缺陷和在设计施工中难以把握的指标,管桩沉管贯入度的控制即是其中之一.因此,必须结合工程实际,综合分析贯入度的设计值,现场施工记录以及当地的成功经验,避1.1排水管道断面布置按照以往的设计经验,对于路宽在18m左右的校区道路,一般是将雨水主管设在道路中间,雨水主管两侧接雨水口;将污水主管设在道路一侧人行道上,道路另一侧采用接户井接入污水管.现行的各种口径下水道砖砌窨井收口均采用钢筋混凝土或铸铁圆形盖板,它与周边路面混凝土结构的刚度不一致.此外,窨井周围的回填土与道路面层材料难以压实,造成路面竣工通车后沿盖板四周及四角出现方形的放射性裂纹.而且铸铁井盖座的四周由于有肋的存在,将面层分隔成若干小块,道路使用后出现凹陷现象.每逢下雨,雨水就通过裂纹渗入路面结构层中,在车辆的反复水平作用力和震动冲击下,加速了路面面层的开裂,剥落.同时由于附加应力的增加,容易使铸铁井盖座下强度较低的垫层材料被压碎以及无固定措施的铸铁井盖向车行方向滑移,存在着交通安全隐患.由于窨井四周的路面出现高低不平,车辆的反复冲击作用下最终会造成害井的不均匀沉降.该校区所在地均是由沙土回填至设计标高,地基的不均匀沉降会使路面的破坏更严重.为了保持车行道的平整度和行车的舒适性,除了要求道路路基要达到一定的密实度外,还将雨水主管沿道路两免盲目性,适度调整实施中的贯入度值,以尽可能地使贯入度控制值趋于合理,提高贯入度的准确性.参考文献:[1]陈载赋.钢筋混凝土建筑结构与特种结构手册[M].成都:四川科学技术出版社,1994.作者简介:周宏(1960一),男,湖北寰樊人,工程师,1982年7月毕业于中国人民解放军基建工程兵第五技术学校工民建专业,现主要从事工程施工管理及技术管理工作.收稿日期:2019—04—28(编辑盛晋生)建材技术与应用3/2019?41?。
Management is decision-making.模板参考(页眉可删)锤击式沉管灌注桩贯入度控制标准浅议锤击式沉管灌注桩以其诸多优点,成为多层住宅、综合楼的首选桩型。
但其自身也存在一些缺陷和在设计施工中难以操作的指标,灌注桩沉管贯入度的控制便是其中之一。
本文通过工程实例,介绍锤击式沉管灌注桩贯入度设计的一般方法,指出存在问题,初步分析问题原因,提出解决问题的实用方法。
一、问题的提出一般认为,桩的贯入度与其极限承载力有直接关系。
贯入度通常依据现有的打桩动力公式结合当地成功经验确定。
但灌注桩沉管的贯入度与桩承载力的关系是否可以用简单的经验公式确定,或者简单地套用当地成功经验,以及贯入度是否为一项控制性的设计指标,对于这些问题,笔者认为有必要作进一步的探讨。
目前,采用灌注桩的一般是9层以下的二级建筑物。
由于国家规范对二级建筑物没有规定要进行现场试验确定单桩承载力,而是“应根据静力触探、标准贯入、经验参数等估算,并参照地质条件相同的试桩资料,综合确定”,因此这类建筑很少在设计施工前进行桩的现场试验,设计人员依据现有的打桩动力公式结合当地成功经验确定贯入度。
在施工时,对于以摩擦为主的摩擦桩,大多数情况下沉管达不到设计要求的贯入度,此时通常采用四种方法解决:1)加深桩长;2)复打桩;3)扩大桩径;4)加桩。
每种方法(有时两种、三种方法同时采用)都会增大工程量,增加成本。
当工程验收时,单桩承载力检验合格,证明设定的贯入度没有问题,又可作为经验被采用。
因此,如何把握贯入度,对于工程的安全性、经济性都有较大意义。
二、单桩竖向承载力的计算1、荷载传递机理桩在荷载作用下,桩身上部首先受到压缩,一部分荷载往下部桩身传递,另一部分则在桩与桩周土之间形成摩阻力。
当荷载分级逐步加到桩顶时,桩身上部受到压缩而产生相对于土的向下位移,与此同时,桩周表面受到土的向上摩阻力,桩身荷载通过桩周摩阻力传递到桩周土层中去,致使桩身荷载和桩身压缩变形随深度递减。
锤击式沉管灌注桩贯入度控制标准的探讨摘要:通过工程实例,介绍了锤击式沉管灌注桩贯入度设计的一般方法,指出了存在的问题,初步分析了问题存在的原因,提出了解决问题的实用方法。
关键词:桩基础施工
1问题的提出
桩基几乎可应用于各种工程地质条件和各种类型的工程,尤其适用于软弱地基。
锤击式沉管灌注桩以其诸多优点,成为多层住宅、综合楼的首选桩型。
但其自身也存在一些缺陷和在设计施工中难以操作的指标,灌注桩沉管的贯入度的控制便是其中之一。
本文拟通过工程实践来对此进行探讨。
一般认为,桩的贯入度与其极限承载力有直接的关系。
贯入度通常依据现有的打桩动力公式结合当地成功经验确定。
但灌注桩沉管的贯入度与桩承载力的关系是否可以用简单的经验公式确定,或者简单地套用当地成功经验,以及贯入度是否为一项控制性的设计指标,对于这些问题,笔者认为有必要作进一步的探讨。
《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)在灌注桩基础设计中没有贯入
度设计的规定,仅提出灌注桩的贯入度“必须准确测量”,严格控制。
《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)也没有引入灌注桩贯入度设计概念。
显然,贯入度作为灌注桩设计指标并由设计人员提出缺乏规范依据。
目前,采用灌注桩的一般是九层以下的二级建筑物。
由于国家规范对二级建筑物没有规定要进行现场试验确定单桩承载力,而是“应根据静力触探、标准贯入、经验参数等估算,并参照地质条件相同的试桩资料,综合确定”,因此这类建筑很少在设计施工前进行桩的现场试验,设计人员依据现有的打桩动力公式结合当地成功经验确定贯入度。
在施工时,对于以摩擦为主的摩擦桩,大多数情况下沉管达不到设计要求的贯入度,这时通常采用四个方法解决:(1)加深桩长;(2)复打桩;
(3)扩大桩径;(4)加桩。
每种方法(有时二种、三种方法同时采用)都会增大工程量,增加成本。
而这些做法都属惯例,似乎没有人会怀疑贯入度要求本身的合理性。
当工程验收时,单桩承载力检验合格,证明设定的贯入度“没有问题”,又可以作为经验被采用。
因此,如何把握贯入度,对于工程的安全性、经济性都有较大的意义。
2单桩竖向承载力的计算
2.1荷载传递机理
桩在荷载作用下,桩身上部首先受到压缩,一部分荷载往下部桩身传递,另一部分则在桩与桩周土之间形成摩阻力。
当荷载分级逐步加到桩顶时,桩身上部受到压缩而产生相对于土的向下位移,与此同时,桩周表面受到土的向上摩阻力,桩身荷载通过桩周摩阻力传递到桩周土层中去,致使桩身荷载和桩身压缩变形随深度递减。
随着荷载的增加,桩身压缩量和位移量增加,桩身下部的摩阻力随之进一步发挥出来。
当桩周摩阻力全部发挥达到极限状态后,若继续增加荷载,则荷载量将全部由桩端土承担。
桩的这种传递理论,是符合静压试桩实际的,且已为许多桩的荷载试验所证实。
2.2单桩竖向极限承载力标准值
单桩竖向极限承载力标准值按下式计算:
Rk=u∑qsikli+qpkAp(1)
式中Rk——单桩的竖向承载力标准值;
qpk——极限端阻力标准值;
Ap——桩身横截面面积;
u——桩身周边长度;
qsik——桩侧第i 层土的极限侧阻力标准值;
li——按土层划分的各段桩长。
贯入度的设计一般依据现有的打桩动力公式[3],主要有格尔谢凡诺夫公式、工程新闻修正公式、海利公式和广东打沉管灌注桩公式等。
上述经验公式是根据功能原理和实验推导出来的,适用对象为预制桩(包括钢管桩);而灌注桩与预制桩在施工方法上有很大区别,如果套用上述经验公式设计灌注桩的贯入度,显然是不恰当的。
在工程实践上,这种方法往往偏于安全,结果是使工程成本增加。
3工程实例
本例为东莞某学校的桩基实际工程。
该小区位于东江形成的三角洲平原,属于冲积地貌,地形平坦,场地土层分层描述如表1。
设计要求采用锤击沉管灌注桩,桩端以中细砂层上部为持力层,桩长L=22m(从场地地坪算起),桩径?=480mm,单桩承载力标准值为600kN。
沉管贯入度计算:
(1)格氏公式
式中e——打桩最后阶段平均每锤的贯入度,cm;
n——桩及桩垫材料系数,无桩垫时,n=0.5;
ε——恢复系数,无桩帽时ε2=0.25;
Q——锤重,kN;
q——桩、桩帽、桩锤的非冲击部分重量,kN;
H——落锤高度,cm;
A——桩的横截面积,cm2;
m——安全系数,永久建筑为2;
Rk——单桩承载力标准值,kN。
根据现场设备情况和设计要求,有关参数取值为:
Q=30kN, q=26kN, A =1.810cm2,H=100×0.8=80cm,Rk=600kN
将有关数据代入格氏公式后得:
e=0.54cm/击
(2)广东打沉管灌注桩公式
式中e——打桩最后阶段平均每锤的贯入度,cm;
Q——锤重,kN;
H——落锤高度,m;
A——参数,桩径?=480mm, A=9;
B——参数,桩径?=480mm, B=120;
N ——总锤数,此时取800锤;
Rk——单桩承载力标准值,kN。
将有关数据代入广东打沉管灌注公式后得:
e=0.18cm/击
由上述计算结果可知,广东公式要求较之更加严格。
该地成功经验为:对于桩径?=480mm、设备锤重为30kN、设定锤落距为1.0m情况,最后三阵锤击,每阵10锤,贯入度<6cm。
综合考虑计算结果和当地成功经验,设计规定,最后三阵锤击,要求贯入度控制在6cm/10击以下。
但在实际施工中,桩管打至设计标高时,大部分桩贯入度都超过了设计要求,个别桩多达22~50cm/10锤,距设计要求相差很大。
为了减小贯入度,对于部分贯入度较大的桩采用了灌砂复打,挤密砂土的新方法。
考虑到本小区桩基工程量大,基桩总数约为3 000余根,为了工程安全和节省投资,并为后续施工提供依据,为此对贯入度较大的以及经灌砂复打的桩,选择了6根桩进行了静载测试,有关数据如表2、3。
因为此次静载测试目的并不是做桩的破坏试验,所以最大试验荷载以满足设计要求为限。
至最大试验荷载时,没有出现极限特征。
从测试试验结果看出:(1)该地区的灌注桩沉管贯入度实际值是设计值的2~8倍(至设计标高时),这时即使不加长桩长或复打,桩的承载力也完全能达到设计要求。
可见贯入度设计值偏小。
(2)对于贯入度特别大的3号桩,经灌砂复打,测试结果表明,桩的承载力也能达到设计要求,且最大沉降量仍未超过规范极限值。
可见,若严格控制贯入度不甚合理,
分析其原因有以下几点:
(1)由于构造上的原因,锤击式沉管灌注桩的预制桩靴比桩管外径大6~8cm,施工时,土对桩管的挤压力减少使桩管下沉阻力减少,因而使沉管贯入度增大。
(2)成桩后灌注桩的实际桩径往往比管径大6%~7%,这是因为桩靴直径较大所致。
由于实际桩径扩大使得桩的承载力相应增加,因此尽管施工时的贯入度相对较大,但静载试验加载至最大荷载时沉降量仍然较小。
(3)灌注桩的实际桩身表面是凹凸不平的,桩身混凝土与周围土互相咬合,致使土的摩阻力较预制桩大,且施工时桩管的摩阻力小于成桩后的摩阻力。
(4)沉管时由于连续锤击震动,土体内摩擦角变化很大。
而在桩身灌注混凝土28天后,进行静载试验时,土体结构基本稳定,承载力有一定幅度提高。
(5)灌砂复打对桩周土和桩端土进行了挤密,使桩侧摩阻力提高,桩端土的强度提高。
(6)打桩公式适用于预制桩和钢管桩估算其打桩阻力,将它用于沉管贯入度的计算只是权宜之计。
经过综合分析试验结果,以及其成因分析,认为可以适当加大贯入度的设计值。
为了安全起见,后续桩的贯入度控制在2倍设计值范围内;个别贯入度较大的桩,采用灌砂复打的方法,将其控制在相同范围内。
该项工程竣工已近6年,运行正常。
这说明当时贯入度控制原则是安全合理的。
4结论
(1)对于砂土地基,采用灌砂复打,充分利用其挤密效应,是一种经济有效地减小贯入度的方法。
(2)简单套用现有的打桩动力公式设计沉管贯入度,有时与工程实际情况不符,将造成工程浪费。
(3)灌注桩贯入度作为一项设计施工指标,应该加以控制,但是应该避免盲目性。
在无现场试验确定单桩承载力的情况下,可以采用这样的方法:在地质钻探孔附近,土层分布和各土层的物理力学指标比较准确,宜先在此打桩,仔细做好记录,在设计标高附近一定范围内准确测量每10击的贯入度。
综合分析贯入度的现场施工记录、设计值,以及当地成功经验,调整实施的贯入度值,以尽可能地使贯入度控制值趋于合理。
参考文献
[1]中国建筑科学研究院.建筑桩基技术规范(JGJ94-94)[S].北京:中国建筑工业出版社,1995
[2]中华人民共和国城乡建设环境保护部.建筑地基基础设计规范(GBJ7-89)[S].北京:中国建筑工业出版社,1989.
[3]陈载赋.钢筋混凝土建筑结构与特种结构手册[M].成都:四川科学技术出版社,1994.
[4]J E 波勒斯.基础工程分析与设计[M].北京:中国建筑工业出版社,1987.。