預(yù)應(yīng)力砼管樁在合肥地區(qū)應(yīng)用過(guò)程中的幾個(gè)突出問(wèn)題.ppt

預(yù)應(yīng)力砼管樁在合肥地區(qū)應(yīng)用的幾個(gè)突出問(wèn)題,報(bào)告人：郭 楊 教授級(jí)高工,前言,預(yù)應(yīng)力砼管樁自2006年開(kāi)始在合肥應(yīng)用，至今短短三年時(shí)間，已得到大規(guī)模的推廣 ,已逐步代替人工挖孔樁與沉管灌注樁，成為合肥地區(qū)的主導(dǎo)樁型，目前約占合肥地區(qū)用樁量的50%左右。,設(shè)計(jì)選用 范圍廣,成樁質(zhì)量可靠,施工 速度快,單樁承載力高,單位承載 力造價(jià)低,管樁,穿透能 力較強(qiáng),結(jié)合本人對(duì)管樁的認(rèn)識(shí)和實(shí)踐，談五點(diǎn)體會(huì),管樁在合肥 地區(qū)應(yīng)用的 幾個(gè)問(wèn)題,靜壓樁終 壓力問(wèn)題,開(kāi)口和閉口管樁 的承載力問(wèn)題,浮樁與偏位 的問(wèn)題,管樁的質(zhì)量 檢測(cè)問(wèn)題,缺陷樁的 處理問(wèn)題,靜壓樁終壓力問(wèn)題,合肥地區(qū)目前預(yù)應(yīng)力砼管樁施工多以靜壓法為主，靜壓又分抱壓和頂壓兩種，目前抱壓發(fā)施工多于頂壓法施工，不論抱壓還是頂壓，都存在施工終壓力(Pu)如何確定的問(wèn)題，目前我省設(shè)計(jì)部門(mén)多以單樁設(shè)計(jì)極限承載力Qu（即特征值2倍）作為終壓標(biāo)準(zhǔn)，這一取值方法也不盡合理，討論一下終壓力與極限承載力的關(guān)系，通過(guò)終壓力估算極限承載力，可一定程度上節(jié)約工期和造價(jià)。,頂壓法,抱壓法,靜壓樁終壓力問(wèn)題,1 國(guó)內(nèi)關(guān)于終壓力與極限承載力的研究 林本海、王離（2004）對(duì)廣州地區(qū)241根不同樁長(zhǎng)試樁進(jìn)行分析，總結(jié)出經(jīng)驗(yàn)公式： 短樁：6mL15m，Qu=(0.71.0) Pu 中長(zhǎng)樁：15mL23m，Qu=(0.91.1) Pu 長(zhǎng)樁： L23m，Qu=(1.051.25) Pu 劉俊龍（2005）總結(jié)266根試樁資料，提出綜合系數(shù)Qu/Pu隨樁長(zhǎng)的變化規(guī)律并不明顯，持力層為黏土?xí)rQu/Pu在0.882.57之間，平均值1.69；殘積土?xí)r在0.862.87之間，平均值1.29；強(qiáng)風(fēng)化巖層時(shí)在0.61.22之間，平均值1.0；砂礫層時(shí)在0.81.67之間，平均值1.13。 這些研究成果說(shuō)明終壓力和極限承載力之間有一定的聯(lián)系，但是比值變化范圍較大，如果直接利用終壓力來(lái)估算承載力會(huì)有不小誤差，另外實(shí)踐中根據(jù)讀取壓力表數(shù)值換算終壓力值也存在一定誤差,靜壓樁終壓力問(wèn)題,2 通過(guò)靜載試驗(yàn)確定工程樁Pu和Qu的關(guān)系 本人認(rèn)為，鑒于預(yù)應(yīng)力管樁在合肥地區(qū)應(yīng)用時(shí)間不太久，而地質(zhì)情況、設(shè)計(jì)圖紙及施工工藝等情況的不同都對(duì)Pu與Qu的對(duì)應(yīng)關(guān)系有一定的影響，有鑒于此尚需要對(duì)一定數(shù)量的工程樁進(jìn)行總結(jié)，對(duì)比其Pu和Qu關(guān)系。工程樁在施工前按規(guī)范要求進(jìn)行試樁，并在試樁達(dá)到規(guī)定的休止期后進(jìn)行靜載試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果最終確定樁長(zhǎng)與壓樁力是當(dāng)前最有效的方法。,開(kāi)口和閉口管樁的承載力的問(wèn)題,我院在合肥某工程做了兩組靜壓管樁樁端分別為開(kāi)口和閉口靜載對(duì)比試驗(yàn)，該工程設(shè)計(jì)采用預(yù)應(yīng)力砼管樁，樁型為PHC-AB-600(130)-C80，設(shè)計(jì)極限承載力6000 kN。其地層由上至下分別為層雜填土層粉質(zhì)粘土層粉質(zhì)粘土夾粘土層粉質(zhì)粘土夾粉土層粉土層粉土夾砂層強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖。該工程樁端持力層落在粉土夾砂層上，工程樁施工前做了4根試樁的靜載試驗(yàn)，其中兩根樁為開(kāi)口樁端，另兩根為閉口十字板樁尖。其主要參數(shù)以及靜載試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下頁(yè)表，其中極限承載力由Q-s曲線和s-lgt曲線確定。,閉口十字板樁尖,開(kāi)口和閉口管樁的承載力的問(wèn)題,開(kāi)口樁和閉口樁(十字板樁尖)靜載試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果表,分析上表，同一工程場(chǎng)地，樁長(zhǎng)相同，樁端土同為粉土夾砂層，在相同的條件下承載力對(duì)比試驗(yàn)的結(jié)果證明了樁端為開(kāi)口型和閉口型，靜壓管樁靜載試驗(yàn)結(jié)果二者的豎向承載力Qu值基本相同。其原因是開(kāi)口管樁在沉樁過(guò)程中，部分樁周土進(jìn)入管樁內(nèi)形成“土塞”，使管樁內(nèi)產(chǎn)生一定程度擠密壓縮作用，在管內(nèi)壁產(chǎn)生摩阻力。隨著沉管樁深度的加大，管內(nèi)土塞的高度、密度和管內(nèi)土塞摩阻力亦加大，在管內(nèi)幾米長(zhǎng)土塞作用下，使樁端土完全處于閉塞狀態(tài)，其樁端阻力發(fā)揮值與閉口樁相同。 通過(guò)上表分析也可以看出，開(kāi)口樁的沉降量s大于閉口樁，主要是部分土體進(jìn)入樁管，減少壓縮量，成樁后的休止期內(nèi)，進(jìn)入樁管土體逐漸向樁端土和管腔上預(yù)應(yīng)力釋放，降低了對(duì)管壁的摩阻力。,浮樁與偏位的問(wèn)題,1 浮樁 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁雖為中空，在沉樁過(guò)程中樁周部分土體能夠進(jìn)入到管樁內(nèi)部，實(shí)測(cè)資料表明，一般粘性土中施工管樁土塞長(zhǎng)度能夠達(dá)到樁長(zhǎng)的1/3，即稱(chēng)“土塞效應(yīng)”，樁體排擠開(kāi)的土體不可能全部進(jìn)入管樁腔內(nèi)或被壓縮，擠土作用也是非常明顯的。由于擠土效應(yīng)必然會(huì)造成表層土體的上浮，對(duì)于長(zhǎng)樁（一般超過(guò)20m），樁端下部進(jìn)入硬土層較深，發(fā)揮嵌固作用，樁體的上浮不明顯；對(duì)于短樁或持力層為粘性土的管樁，由于不能進(jìn)入深部硬土層，樁體隨著淺層土體的上浮而上浮，工程實(shí)例表明短樁比長(zhǎng)樁更易發(fā)生樁體上浮事故。由于樁體上浮必然會(huì)造成試樁過(guò)程中沉降加大承載力降低。目前合肥地區(qū)多數(shù)工程施工完成后存在樁體上浮現(xiàn)象。有效處理方法采用復(fù)壓或復(fù)打，經(jīng)過(guò)靜載試驗(yàn)檢驗(yàn)，浮樁經(jīng)復(fù)壓或復(fù)打后單樁承載力能滿足設(shè)計(jì)要求。,合肥某管樁工程 工地壓樁完成后,浮樁與偏位的問(wèn)題,2 樁體偏位 預(yù)應(yīng)力砼管樁施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制樁的偏位，如樁偏位過(guò)大，超過(guò)規(guī)范規(guī)定限值，設(shè)計(jì)變更加大承臺(tái)，將給施工單位造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失，產(chǎn)生偏位過(guò)大的主要原因有以下幾種： 2.1樁過(guò)密產(chǎn)生擠土效應(yīng) 密集群樁施工過(guò)程中很容易產(chǎn)生擠土效應(yīng)后施工的樁很容易將先施工的樁擠偏。一般采取經(jīng)常復(fù)測(cè)樁位的方法來(lái)避免樁產(chǎn)生偏位。 2.2場(chǎng)地土質(zhì)軟，大靜壓機(jī)陷機(jī) 合肥地區(qū)靜壓機(jī)型號(hào)多為600-900噸，自重越大對(duì)場(chǎng)地表層土強(qiáng)度有一定的要求，如表層土軟，未進(jìn)行處理，大靜壓機(jī)行走過(guò)程中容易發(fā)生陷機(jī)，可能將已施工的樁壓偏。為避免造成樁偏位，樁施工前應(yīng)對(duì)場(chǎng)地表層土進(jìn)行處理，一般采用拆遷土經(jīng)碾壓處理即可，厚度不能少于50cm。 2.3基坑開(kāi)挖水平位移過(guò)大 如基坑開(kāi)挖采取放坡方式或柔性樁支護(hù)方式，將產(chǎn)生較大的水平位移，土體的位移必然帶動(dòng)基坑內(nèi)樁產(chǎn)生位移。,管樁的質(zhì)量檢測(cè)問(wèn)題,1 承載力檢測(cè) 對(duì)預(yù)應(yīng)力砼管樁的承載力檢測(cè)，常用的檢測(cè)方法有靜載荷法（包括豎向及水平）和高應(yīng)變法。這兩種方法一般都用于承載力檢測(cè)，其中靜載荷法最為直觀，結(jié)果可靠，高應(yīng)變法的結(jié)果應(yīng)建立在一定數(shù)量同一場(chǎng)地，相同條件下靜載實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，可用于工程樁驗(yàn)收性檢測(cè)或錘擊樁施工時(shí)的打樁監(jiān)控。需要說(shuō)明的是采用靜載或高應(yīng)變進(jìn)行檢測(cè)前需要對(duì)樁的樁頂標(biāo)高進(jìn)行校核，確定是否有浮樁現(xiàn)象而影響最終的檢測(cè)結(jié)果,靜 載 荷 法,高 應(yīng) 變 法,管樁的質(zhì)量檢測(cè)問(wèn)題,2 低應(yīng)變完整性檢測(cè) 低應(yīng)變法主要用來(lái)檢測(cè)樁的完整性，依據(jù)建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范(JGJ 106-2003)，樁身完整性評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)可分為以下四類(lèi)：,管樁的質(zhì)量檢測(cè)問(wèn)題,低應(yīng)變法的優(yōu)點(diǎn)：便捷、快速，對(duì)明顯的一定深度的缺陷能較準(zhǔn)確識(shí)別。 低應(yīng)變法的局限法：其理論基礎(chǔ)是應(yīng)力波一維彈性桿件傳播，針對(duì)管樁則略有出入，所以該法針對(duì)管樁還存在如下局限： (1)當(dāng)樁身存在對(duì)個(gè)缺陷時(shí)，用低應(yīng)變法往往只能檢測(cè)到第一個(gè)較嚴(yán)重的缺陷，以下缺陷情況被掩蓋； (2)管樁由于實(shí)際截面積很小，長(zhǎng)/徑比超過(guò)一定的數(shù)值，反射波能量就損失嚴(yán)重，難以對(duì)較深缺陷進(jìn)行檢測(cè)； (3)反射波對(duì)豎向裂縫不敏感； (4)在焊接部位附近的非焊接缺陷，往往無(wú)法分辨，誤以為是焊接引起的缺陷。 (5)反射波法檢測(cè)到的缺陷精度有限，且無(wú)法定量缺陷的大小。,管樁的質(zhì)量檢測(cè)問(wèn)題,2根壞樁,樁徑500mm,樁長(zhǎng)10m,樁身中部存在7m長(zhǎng)的縱向裂縫,裂縫最大寬度達(dá)5mm,采用低應(yīng)變法測(cè)其樁身完整性。,管樁的質(zhì)量檢測(cè)問(wèn)題,1#壞樁 低應(yīng)變曲線,2#壞樁 低應(yīng)變曲線,完整樁 低應(yīng)變曲線,缺陷樁的處理問(wèn)題,當(dāng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力管樁斷裂或明顯裂縫時(shí)，根據(jù)缺陷位置，一般采用如下三種方法進(jìn)行處理。 (1)淺層(一般不超過(guò)6m)的斷裂，一般采用挖孔樁的方法，開(kāi)挖到斷裂處再向下挖一定的深度，鋸除斷裂的部分然后接樁； (2)若檢測(cè)到的缺陷是水平裂縫，寬度較小，一般采用樁孔內(nèi)填芯及高壓注漿的方法處理； (3)深層缺陷，一般采用補(bǔ)樁方法； (4)其他：如變更設(shè)計(jì)等。,樁 頭 裂 縫,樁 頭 破 裂,幾點(diǎn)結(jié)論,1 在確定終壓力標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)首先進(jìn)行試樁，通過(guò)靜載試驗(yàn)結(jié)果確定有效樁長(zhǎng)、終壓力； 2 靜載試驗(yàn)結(jié)果證明：開(kāi)口管樁與閉口管樁二者在相同條件下，單樁豎向承載力結(jié)果基本相同，開(kāi)口樁的沉降量略大于閉口樁。 3