浙东沿海地区预应力管桩应用浅议__墨水学术,论文发表,发表论文,

所属栏目：建筑设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:218

副标题#e#一、    前言
　　浙东沿海地区地貌主要类型为海相冲积平原，占土地总面积的60%以上，其它为低山丘陵、滩涂和海岛，其地质构造有其特殊性。近十年来，随着浙东经济的发展，越来越多的新型建材被运用于建筑工程中，作为建筑基础主要构件的预应力管桩，以其质量可靠、品种多样、施工快速、现场整洁、质检方便、单桩承载力造价比优异等特点，在浙东沿海地区工业与民用建筑中被逐渐采用。
　　随着《先张法预应力混凝土管桩基础技术规程》（DB33/1016-2004）、浙江省出台《先张法预应力混凝土管桩》（2002浙G22）等相关规程图集的推出，对管桩的勘查、设计、施工及质检等技术工作进行规范，预应力管桩的应用走向了更标准化、规范化的道路。根据浙江省《先张法预应力混凝土管桩》标准图集（2002浙G22）适用范围中规定：“预应力管桩宜以较厚、较均匀的强风化或全风化岩层、坚硬的粘性土层、密实碎石土、砂土、粉土层作为桩端持力层。在软土地基采用管桩，应对沉桩施工前的挤土效应及周边环境的影响有充分考虑”。而浙东沿海地区主要为海相冲积平原，以沿海软土地基为主，在实际应用中如何更好地进行管桩施工控制，对桩型的选择要注意哪些问题，如何避免管桩挤土效应明显、抗剪能力差的缺点，本文试以浙东沿海某区工程实例浅析。
　　二、    工程实例
　　2-1地质概况分析及桩型选择范围的确定：
　　某多层住宅小区土层物理力学指标计参数表（表1）
　　层号    土层名称    层厚(M)平均    天然含水量%    天然重度KN/M3    孔隙比    承载力特征值Kpa    桩周土摩擦力特征值    桩端土承载力特征值
　　1    素填土    0.6                        
　　2    粉质粘土    1.9    31.55    18.5    0.933    75    9    
　　3-1    淤泥质粉粘土    2.5    40.79    17.6    1.181    65    7    
　　3-2    粉质粘土夹粉砂    1.5    40.55    17.8    1.151    70    10    
　　3-3    淤泥质粘土    13    50.83    16.9    1.465    60    6    
　　3-4    淤泥质粉质粘土    6.7    42.12    17.5    1.225    65    8    
　　4    粉质粘土    3.6    30.23    18.9   #p#副标题#e# 0.884    170    28    800
　　5-1    粘土    9.6    34.88    18.6    1.006    140    20    700
　　5-2    粉质粘土    6.2    31.51    18.7    0.931    160    24    800
　　6    含砾粉质粘土    1.5    27.33    19.1    0.827    190        
　　7    粉质粘土    3.0    30.52    18.8    0.904    170        
　　8    圆砾    2.8                320        
　　9    强风化凝灰岩    3.1                600
　　        
　　10    中等风化凝灰岩    未揭穿                4500        
　　从表1和现场地址勘察报告分析可知，该小区区域地貌为典型的海相冲积平原，且各层土分布厚度较均匀。其中淤泥质土厚度超过20米，中风化凝灰岩填置深度普遍超过50米。依据分析结果并结合当地实际可采用的桩型考虑，有复合地基类型的水泥搅拌桩、摩擦为主的预应力管桩和端承为主的钻孔灌注桩。
　　2-2桩型经济性比较分析
　　某多层住宅小区桩型选择经济性比较（表2）
　　桩型选择    打桩工程单方造价（元/平米）    基础与垫层单方造价（元/平米）    两者合计单方造价（元/平米）
　　500水泥搅拌桩    68    70    138
　　600钻孔灌注桩    162    51    213
　　400预应力管桩    78    40    118
　　从表2分析可得，采用钻孔桩最不经济。水泥搅拌桩桩基与预应力管桩桩基单方造价接近，但水泥搅拌桩属复合地基，对沉降控制不如预见应力管桩好，在质量监测、检测不如管桩方便快捷。该工程优先考虑采用预应力管桩。
　　从本案例可得出，对海相冲积平原如40米以内无好持力层，在土层分布均匀的条件下从经济性、工期及质量可靠性出发可优选预应力管桩。预应力管桩有多种类型可供选择，如PC（预应力管桩）、PTC（预应力薄壁管桩）、PHC（高强预应力管桩）等，长度也可根据地质勘察状况进行预制。该小区采用400管桩，桩长按37-40米标配，完工#p#副标题#e#后动测表明桩身完整性好，静压检测沉降量在规定要求之内，较好地满足设计要求。
　　2-3其它建（构）筑物的应用
　　目前在沿海工业厂房建设中还采用了一种新型带肋预应力管桩，与同直径光滑圆管桩相比，单桩承载力提高15%以上，且改进了接桩工艺，缩短了施工工期，质量和经济效益更加明显。
　　三、预应力管桩施工控制应注意的几个问题
　　1、沉桩机械的选择
　　预应力管桩沉桩方法一般可分为静压式和锤击式，沉桩机械的选择要根据场地条件和周边情况。如地处旷野或没有居民区，采用锤击式场地铺筑成本低，相对施工速度快。同时可通过试沉桩选择合适配重，采用重锤低击方法，避免桩被打碎。如四周有静音要求，采用静压式为妥，否则要合理安排工作时间。
　　2、合理安排沉桩顺序和沉桩速度
　　合理安排沉桩顺序和速度，严格监控桩位及桩顶标高十分重要。在沉桩过程中一般按照先里后外、先深后浅。如场地周围有重要建筑，应就近先沉并采取应力释放等技术措施，严格控制施工沉桩速度。沉桩速度过快易导致桩倾斜偏位和桩头上浮，在使用静压式时尤其明显，过慢则导致工期和经济浪费，因此应根据规范要求合理安排。
　　3、接桩质量的控制
　　接桩质量是管桩桩基质量的关键，桩身断裂往往是接桩质量不过关引起。桩身结构设计要求接头的抗弯强度必须大于桩身的抗弯强度，在施工中要对桩头的焊接方式、焊条质量严格把关，并按规范要求严格控制中心轴线偏差。焊缝需自然冷却，严禁用水冷却或焊完立即施打。
　　4、停打标准的确定
　　在沉桩施工中，确定最后停沉标准有两种控制指标，即设计预定的桩端标高控制和最后贯入度（终压力）标准控制。因管桩为预制桩，如只按最后贯入度或（终压力）控制往往需现场接桩或截桩，施工麻烦并造成一定的浪费。根据软土地基的地质勘察报告，在土质均匀的条件下一般可采用桩长控制为主、最后贯入度（终压力）控制为辅的方法，在一幢或一单元统一桩长，以利施工安排。一般控制终压力读数不小于单桩承载力特征值的1.3倍（在沿海软土地基中也发现局部区域终压力只达到0.9倍，24小时后再压桩身稳定，静压试验时也能满足设计要求）。
　　四、预应力管桩选用时要注意的几个问题
　　1、在临山地质条件下的应用
　　临山区域往往地质情况复杂，作为持力层的中风化岩填置深度深浅不一且存在坡度，个别区块存在较大孤石，地质勘察往往难以精确衡量。采用预应力管桩对于终端力不易控制，小了可能尚未进入中风化岩层，大了又容易造成桩身破坏。配桩长度不宜控制，造成不必要的浪费。因此对于靠近山边持力层变化较大区域，如持力层填置深度浅，最宜采用钻孔灌注桩或人工挖孔桩。如填置深度较深，可以钻孔桩、沉管桩、管桩等作多方案比较。
　　2、在桥梁桩基中的运用
　　在浙东沿海地区桥梁桩基设计中一般采用大口径钻孔灌注桩，因沿海地区好的持力层埋置深度达60米以上，灌注桩基础投资相对于预应力管桩基而言要远远高出。初步估算以预应力管桩作于桥墩基础，可使桥梁建设投资额减少1/4。但在具体应用中要考虑好两个问题。一是预应力管桩为中空的管状结构，抗剪能力差，沿河堆土的侧压力或挑河拓宽都容易导致管桩受剪破坏；二是沿海地区特别是堤塘区块的水质对钢结构有弱腐性，在干湿交替的条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋有弱腐蚀性。钢筋腐蚀后体积膨胀造成混凝土开裂，从而导致结构性破坏。因此在桥梁桩基中采用预应力管桩要考虑有无河道改造和堆土影响，在施工时桩基可考虑较大的埋置深度，减少剪力。采用高强度耐久性混凝土，增加混凝土保护层厚度，以减少盐咸水质对钢筋砼的影响。
　　
　　参考文献：
　　1、    徐新跃，《预应力管桩应用中的若干问题》，建筑技术，2003年#p#副标题#e#3月
　　2、    熊厚仁，《新型带肋预应力管桩承载特性试验研究》，混凝土与水泥制品，2009年第2期
　　3、    杨海鸣，《预应力管桩的施工工艺及处理效果研究》，地下空间与工程学报，2009年2月
　　4、    皇甫熹，《东海大桥打入桩基础耐久性研究与应用》