預(yù)應(yīng)力砼管樁在合肥地區(qū)應(yīng)用過程中的幾個(gè)突出問題

1、預(yù)應(yīng)力砼管樁在合肥地區(qū)應(yīng)用的幾個(gè)突出問題報(bào)告人：1前言預(yù)應(yīng)力砼管樁自2006年開始在合肥應(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) 2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)問題靜壓樁終壓力問題 開口和閉口管樁的承載力問題 浮樁與偏位的問題 管樁的質(zhì)量檢測(cè)問題 缺陷樁的處理問題 3靜壓樁終壓力問題 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

2、壓法施工，不論抱壓還是頂壓，都存在施工終壓力(Pu)如何確定的問題，目前我省設(shè)計(jì)部門多以單樁設(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4靜壓樁終壓力問題 1 國內(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中長樁：15mL23m，Qu=(0.91.1) Pu長樁： L23m，Qu=(1.051.25) Pu劉俊龍（2005）總結(jié)266根試樁資料，提出綜合系

3、數(shù)Qu/Pu隨樁長的變化規(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 5靜壓樁終壓力問題 2 通過靜載試驗(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

4、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)，通過試驗(yàn)結(jié)果最終確定樁長與壓樁力是當(dāng)前最有效的方法。 6開口和閉口管樁的承載力的問題我院在合肥某工程做了兩組靜壓管樁樁端分別為開口和閉口靜載對(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)，其中兩根樁為開口樁端，另

5、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)果見下頁表，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7開口和閉口管樁的承載力的問題開口樁和閉口樁(十字板樁尖)靜載試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果表試樁號(hào)樁端類型樁長(m)樁端持力層承載力Qu(kN)沉降量(mm)S1開口19粉土夾砂層600020.44S2開口18粉土夾砂層600016.16S3十字板樁尖19粉土夾砂層600012.69S4十字板樁尖18粉土夾砂層600015.52分析上表，同一工程場地，樁長相同，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

6、同。其原因是開口管樁在沉樁過程中，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。通過上表分析也可以看出，開口樁的沉降量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。8浮樁與偏位的問題 1 浮樁預(yù)應(yīng)力混凝土管樁雖為中空，在沉樁過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度能夠達(dá)到樁長的1/3

7、，即稱“土塞效應(yīng)”，樁體排擠開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)于長樁（一般超過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9浮樁與偏位的問題 2 樁體偏位預(yù)應(yīng)力

8、砼管樁施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制樁的偏位，如樁偏位過大，超過規(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)生偏位過大的主要原因有以下幾種：2.1樁過密產(chǎn)生擠土效應(yīng)密集群樁施工過程中很容易產(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)樁位的方法來避免樁產(chǎn)生偏位。2.2場地土質(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基坑開挖水平位

9、移過大如基坑開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。10管樁的質(zhì)量檢測(cè)問題 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11管樁的質(zhì)量檢測(cè)問題 2 低應(yīng)變完整性檢測(cè)低應(yīng)變法主要用來檢測(cè)樁的完

10、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：類別分類原則樁身完整。樁身有輕微缺陷，不影響樁身結(jié)構(gòu)承載力的正常發(fā)揮。樁身有明顯缺陷，對(duì)樁身結(jié)構(gòu)承載力有影響。樁身存在嚴(yán)重缺陷，必須進(jìn)行工程處理。12管樁的質(zhì)量檢測(cè)問題 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/徑比超過一定的數(shù)值，反射波能量就損失

11、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，且無法定量缺陷的大小。13管樁的質(zhì)量檢測(cè)問題 2根壞樁,樁徑500mm,樁長10m,樁身中部存在7m長的縱向裂縫,裂縫最大寬度達(dá)5mm,采用低應(yīng)變法測(cè)其樁身完整性。14管樁的質(zhì)量檢測(cè)問題 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15缺陷樁的處理問題 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6m)的斷裂，一般采用挖孔樁的方法，開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16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，通過靜載試驗(yàn)結(jié)果確定有效樁長、終壓力；2 靜載試驗(yàn)結(jié)果證明：開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，開口樁的沉降量略大于