沉管管樁貫入度的準(zhǔn)確控制

1、沉管管樁貫入度的準(zhǔn)確控制文章編號(hào):1009 9441（2006）03 0039一 O2沉管管樁貫入度的準(zhǔn)確控制口口周宏（深圳市道路工程公司,廣東深圳518024）摘要:結(jié)合工程實(shí)例,分析了影響沉管管樁貫入度的因素介紹了沉管管樁貫入度施工設(shè)計(jì)方法并與實(shí)際控制結(jié)果進(jìn)行了比較.提出了提高貫入度控制準(zhǔn)確性的實(shí)用方法.關(guān)鍵詞:管樁;貫入度 ;施工設(shè)計(jì);準(zhǔn)確性中圖分類號(hào):TU473.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B引言某大型住宅小區(qū)由3幢34層的公寓及1幢3 層的會(huì)館組成, 均為磚混結(jié)構(gòu),最大單柱荷載約2000kN.該場(chǎng)地現(xiàn)狀為耕地或池塘，地形稍有起伏，測(cè)得各勘探點(diǎn)的孔口高程在 4.25 2.38m之間 ,屬山前沖積平

2、原地區(qū).各巖層巖性特征自上而下分述如下: l 一 1 層為雜填土,灰色,雜色,松軟,濕 ;含有植物根系,以粉質(zhì)黏土及建筑垃圾為主，局部分布，層厚0.003.40m;12層為耕植土，灰黃色，黃灰色,松軟，濕 ;含有植物根系,以粉質(zhì)黏土為主,局部分布,層厚0.001.60m;2層為粉質(zhì)黏土，灰黃色，灰色，青灰色,軟至軟可塑;含少量的鐵錳質(zhì)結(jié)核,局部粉粒含量較高;稍有光滑,無(wú)搖震反應(yīng),干強(qiáng)度中等,韌性中等;局部缺失，層厚0.003.10m;（層為淤泥，灰色,飽和,流塑;含有機(jī)質(zhì)及腐植質(zhì);稍有光滑至光滑 ,無(wú)搖震反應(yīng),干強(qiáng)度及韌性中等;僅 z37,z40見(jiàn)，層厚0.001.50m;（一2層為粉質(zhì)黏土，

3、灰黃色 ,青灰色,硬可塑,局部為硬塑;含少量鐵錳質(zhì)斑點(diǎn) ;稍有光滑,無(wú)搖震反應(yīng),干強(qiáng)度高,韌性中等;全場(chǎng)地穩(wěn)定分布，層厚1.108.40m;43層為粉質(zhì)黏土 ,黃色,淡褐紅色,硬可塑至硬塑;含少量斑點(diǎn) ;稍有光滑,無(wú)搖振反應(yīng),干強(qiáng)度中等,韌性中等;全場(chǎng)地穩(wěn)定分布，層厚2.7017.10m;（一 1層為全風(fēng)化粉砂巖,深黃褐色,褐紅色,灰褐色,巖石風(fēng)化成土狀 ,原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造不清晰.已控制該層層厚7.40m;62層為強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖，深黃褐色，礦物多數(shù)變色,結(jié)構(gòu)構(gòu)造不清晰,礦物成分顯著變化,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖芯呈砂土狀,局部為碎塊狀.已控制該層層厚2.30m;7層為中等風(fēng)化灰?guī)r，灰色，巖芯較完整,呈柱狀,

4、個(gè)別為碎塊狀;裂隙較發(fā)育,被方解石所充填;巖石較堅(jiān)硬,巖芯采取率85%左右.已控制該層層厚3.30m.設(shè)計(jì)要求采用沉管管樁,樁端以中細(xì)砂層上部為持力層，樁徑為500mm，單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值取值為 600kN.1 沉管管樁貫入度的影響因素般認(rèn)為,樁的貫人度與其極限承載力有直接的關(guān)系.貫人度通常是依據(jù)現(xiàn)有的打樁動(dòng)力公式結(jié)合當(dāng)?shù)氐某晒?jīng)驗(yàn)來(lái)確定.但沉管管樁貫人度與樁承載力的關(guān)系是否可以簡(jiǎn)單地用經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定,或是簡(jiǎn)單地套用當(dāng)?shù)氐某晒?jīng)驗(yàn),以及貫人度是否為一項(xiàng)控制性的設(shè)計(jì)指標(biāo),對(duì)于這些問(wèn)題,筆者認(rèn)為有必要作進(jìn)一步的探討.1.1 荷載傳遞機(jī)理樁在荷載作用下,樁身上部首先受到壓縮,一部分荷載往下部樁身傳遞,

5、另一部分則在樁與樁周土之間形成摩阻力.當(dāng)荷載分級(jí)逐步加到樁頂時(shí),樁身上部受到壓縮而產(chǎn)生相對(duì)于土的向下位移,與此同時(shí),樁周表面受到土的向上摩阻力,樁身荷載通過(guò)樁周摩阻力傳遞到樁周土層中去,致使樁身荷載和樁身壓縮變形隨深度遞減.隨著荷載的增加,樁身壓縮量和位移量增加,樁身下部的摩阻力隨之得以進(jìn)一步發(fā)揮.當(dāng)樁周摩阻力全部發(fā)揮達(dá)到極限狀態(tài)后 ,若繼續(xù)增加荷載,則荷載量將全部由樁端土承擔(dān) .樁的這種傳遞理論,是符合靜壓試樁的實(shí)際的,且已為許多樁的荷載試驗(yàn)所證實(shí).1.2 單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值按GB5o0072002(建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范中的經(jīng)驗(yàn)公式:R.=qpaAP+u

6、3; qcI(1)計(jì)算得到單樁豎向承載力特征值尺.如表l 所示 ,最終設(shè)計(jì)取值為600kN.建材技術(shù)與應(yīng)用3/2006?39?表 l 單樁豎向承載力特征值樁孔號(hào)樁徑持力層進(jìn)人深有效樁樁端標(biāo)單樁豎向承載型度 /m 長(zhǎng) /m 高 /m 力特征值R/kN沉 Z505o。粉質(zhì)黏土 433.oo8.J 7.28648.74管Z435oo粉質(zhì)黏土 4-33.oo9.3 7.40698.38管樁 Z305o。粉質(zhì)黏土 435.08.66.53633.031)有效樁長(zhǎng)自2 1 層頂面算起.實(shí)際單樁承載力應(yīng)根據(jù)靜載荷試驗(yàn)綜合確定.2 沉管管樁貫入度施工設(shè)計(jì)貫入度的設(shè)計(jì)一般依據(jù)現(xiàn)有的打樁動(dòng)力公式,主要有格爾謝凡諾

7、夫公式,工程新聞修正公式,海利公式和當(dāng)?shù)卮虺凉芄軜豆降?上述經(jīng)驗(yàn)公式是根據(jù)功能原理和試驗(yàn)推導(dǎo)出來(lái)的,適用對(duì)象為預(yù)制樁（包括鋼管樁）;而沉管管樁與預(yù)制樁在施工方法上有很大區(qū)別,如果套用上述經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)設(shè)計(jì)管樁的貫入度顯然是不恰當(dāng)?shù)?在工程實(shí)踐中,這種方法往往偏于安全,結(jié)果使工程成本增加.2.1 格氏公式e=nAQH 麗 X 糟（2）X 麗）式中:e 打樁最后階段平均每錘的貫入度，cm;n樁及樁墊材料系數(shù)，無(wú)樁墊時(shí)n=0.5;8恢復(fù)系數(shù),無(wú)樁帽時(shí)8=0.25;Q錘重,kN;q樁，樁帽，樁錘的非沖擊部分重量，kN;H洛錘圖度，cm；A樁的橫截面積，cm;/12安全系數(shù),永久建筑為2;尺單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)

8、值 ,kN.根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備情況和設(shè)計(jì)要求,有關(guān)參數(shù)取值為:Q=30kN,q=26kN,A=1.810cm,H=100X0.8=80（cm）,R=600kN.將有關(guān)數(shù)據(jù)代入（2）式得:e=0.54（cm優(yōu)）2.2 當(dāng)?shù)爻凉芄軜豆絹G x +（3）式中:e 打樁最后階段平均每錘的貫入度，cm;Q錘重,kN;月落錘高度 ,in;A參數(shù)，樁徑為500mm時(shí)A=9:曰參數(shù),樁徑為500mm 時(shí) B=120;,v總錘數(shù)，此時(shí)取800錘；單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值,kN.將有關(guān)數(shù)據(jù)代入（3）式得:e=0.18（cm優(yōu)）3 沉管管樁貫入度實(shí)際施工控制情況由上述計(jì)算可知,當(dāng)?shù)爻凉芄軜豆揭筝^之更加嚴(yán)格.該地的成功經(jīng)驗(yàn)是:

9、對(duì)于樁徑500mm,設(shè)備錘重為30kN,設(shè)定錘落距為1.0in的情況，最后 3 陣錘擊 ,每陣 l0 錘 ,貫入度<6cm. 綜合考慮計(jì)算結(jié)果和當(dāng)?shù)氐某晒?jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)規(guī)定最后3 陣錘擊，要求貫入度控制在6cm/10擊以下.但在實(shí)際施工中,樁管打至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí),大部分樁的貫入度超過(guò)了設(shè)計(jì)要求,個(gè)別樁多達(dá)2250cm/10擊,距設(shè)計(jì)要求相差很大.為了減小貫入度 ,對(duì)于部分貫入度較大的樁采取了復(fù)打的方法.考慮到該小區(qū)樁基工程量大,為了工程安全和節(jié)省投資,并為后續(xù)的施工提供依據(jù),對(duì)貫入度較大的以及經(jīng)過(guò)復(fù)打的樁,選擇了6根樁進(jìn)行了靜載測(cè)試.由于此次靜載測(cè)試的目的并不是進(jìn)行樁的破壞試驗(yàn),因而最大

10、試驗(yàn)荷載以滿足設(shè)計(jì)要求為限,至最大試驗(yàn)荷載時(shí)未出現(xiàn)極限特征.從靜載試驗(yàn)結(jié)果可以看出,該地區(qū)的管樁沉管貫入度實(shí)際值是設(shè)計(jì)值的28 倍 （至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí) ）,這時(shí)即使不加長(zhǎng)樁長(zhǎng)或復(fù)打,樁的承載力也完全能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求,可見(jiàn)貫入度設(shè)計(jì)值偏小;對(duì)于貫入度特別大的樁,經(jīng)過(guò)復(fù)打,樁的承載力也能達(dá)到設(shè)計(jì)要求,且最大沉降量未超過(guò)極限值.4 沉管管樁貫入度的準(zhǔn)確性分析從上述測(cè)試結(jié)果可見(jiàn),若嚴(yán)格按設(shè)計(jì)控制貫入度則不甚合理.其原因有以下幾點(diǎn):(1)由于構(gòu)造上的原因,沉管管樁的預(yù)制樁靴比樁管外徑大68cm,施工時(shí)土對(duì)樁管的擠壓力減小,致使樁管下沉的阻力減小,因而使沉管的貫入度增大;成樁后管樁的實(shí)際樁徑往往比管徑大 6%

11、7%,這是由于樁靴的直徑較大所致.由于實(shí)際樁徑擴(kuò)大,使得樁的承載力相應(yīng)地增加,所以,盡管施工時(shí)的貫入度相對(duì)較大,但靜載試驗(yàn)加載至最大荷載時(shí)沉降量仍然較小.(2)沉管時(shí)由于連續(xù)震動(dòng),土體內(nèi)摩擦角變化很大.而在樁身灌注混凝土28d 后進(jìn)行靜載試驗(yàn)時(shí) ,土體結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定,承載力有一定幅度的提高.(3)復(fù)打?qū)吨芡梁蜆抖送吝M(jìn)行了擠密,使樁側(cè)摩阻力提高,樁端土的強(qiáng)度提高.(4)打樁公式適用于預(yù)制樁和鋼管樁估算其打樁阻力,將它用于沉管貫人度的計(jì)算只是權(quán)宜之計(jì).?40?Research&ApplicationofBuildingMaterials文章編號(hào):1009 9441(2006)03

12、0041 02校園排水工程設(shè)計(jì)與旋工口口樊源(江西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,江西南昌330006)摘要:結(jié)合工程實(shí)例,探討了如何結(jié)合室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定,合理地進(jìn)行排水工程的設(shè)計(jì)與施工.關(guān)鍵詞:排水工程;設(shè)計(jì);施工中圖分類號(hào)-TU992.05;TU992.03 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B引言江西省交通學(xué)校校區(qū)位于南昌市昌北經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū) ,現(xiàn)占地面積約l2.13 公頃,計(jì)劃通過(guò)逐步擴(kuò)建調(diào)整 ,形成集高職,中專 ,技校為一體的專業(yè)性院校.擴(kuò)建完成后,學(xué)院規(guī)模將達(dá)到在校生6000人 ,校園總占地面積31.73公頃.該校區(qū)排水工程采用雨,污分流制的排水系統(tǒng).生活污水和雨水分別在兩個(gè)各自獨(dú)立的系統(tǒng)內(nèi)排放 .根據(jù)GB 兒

13、 4 87室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范的要求設(shè)計(jì)時(shí)考慮校區(qū)的綜合徑流系數(shù)取0.8,設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為 2 年 ,并特別將主干道上的排水管管徑加大.校區(qū)道路設(shè)計(jì)車速為20km/h,路寬為18m左右，道路總長(zhǎng)為6km.在車行道上布置雨水口，其間距一股為40m,在平曲面，低點(diǎn)，路口等重要部位加設(shè)雨水口.現(xiàn)就該校區(qū)擴(kuò)建中排水工程的設(shè)計(jì)與施工 ,談幾點(diǎn)體會(huì).1 排水工程設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果及其成因的綜合分析,認(rèn)為可以適當(dāng)加大貫入度的設(shè)計(jì)值.為了安全起見(jiàn),后續(xù)樁的貫入度宜控制在2 倍設(shè)計(jì)值范圍內(nèi);對(duì)于個(gè)別貫入度較大的樁,采用復(fù)打的方法將其控制在相同的范圍內(nèi).5 結(jié)語(yǔ)沉管管樁已成為住宅及商住,辦公樓等建設(shè)的首選樁型,但其自身也

14、存在著一些缺陷和在設(shè)計(jì)施工中難以把握的指標(biāo),管樁沉管貫入度的控制即是其中之一.因此,必須結(jié)合工程實(shí)際,綜合分析貫入度的設(shè)計(jì)值,現(xiàn)場(chǎng)施工記錄以及當(dāng)?shù)氐某晒?jīng)驗(yàn),避1.1 排水管道斷面布置按照以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于路寬在18m左右的校區(qū)道路,一般是將雨水主管設(shè)在道路中間,雨水主管兩側(cè)接雨水口;將污水主管設(shè)在道路一側(cè)人行道上 ,道路另一側(cè)采用接戶井接入污水管.現(xiàn)行的各種口徑下水道磚砌窨井收口均采用鋼筋混凝土或鑄鐵圓形蓋板,它與周邊路面混凝土結(jié)構(gòu)的剛度不一致.此外,窨井周圍的回填土與道路面層材料難以壓實(shí),造成路面竣工通車后沿蓋板四周及四角出現(xiàn)方形的放射性裂紋.而且鑄鐵井蓋座的四周由于有肋的存在,將面層分隔成若干小塊,道路使用后出現(xiàn)凹陷現(xiàn)象.每逢下雨,雨水就通過(guò)裂紋滲入路面結(jié)構(gòu)層中,在車輛的反復(fù)水平作用力和震動(dòng)沖擊下,加速了路面面層的開(kāi)裂,剝落.同時(shí)由于附加應(yīng)力的增加,容易使鑄鐵井蓋座下強(qiáng)度較低的墊層材料被壓碎以及無(wú)固定措施的鑄鐵井蓋向車行方向滑移,存在著交通安全隱患.由于窨井四周的路面出現(xiàn)高低不平,車輛的反復(fù)沖擊作用下最終會(huì)造成害井的不均勻沉降.該校區(qū)所在地均是由沙土回填至設(shè)計(jì)標(biāo)高,地基的不均勻沉降會(huì)使路面的破壞更嚴(yán)重.為了保持車行道的平整度和行車的舒適性,除了要求道路路基要達(dá)到