预应力混凝土管桩承载力计算与实验结果的对比分析.pdf

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第8期
广东土木与建筑
No8
2006年8月
GUANGDONG ARCHITECTURE CIVIL ENGINEERING
AUG 200
预应力混凝土管桩承載力计算与实验结果的对比分析
李涛
(佛山市佛利建设工程有眼公司广东佛山528000)
摘要:通过对某引水泵站エ程500预应カ高强度混凝土管柱承載力试柱成果的分析,结合理论计算,验证了
采用高强混疑土管桩的可行性,同时对本地区其它エ程管桩竖向承载カ的确定具有一定的参考价値。
关词:预应力混凝土管桩;收锤标准;锤击数;单桩竖向承載力特征値;高应变法
系(E)砂岩、泥岩、粉砂质泥岩、火山岩等组成。根据
工程概况
钻探资料和静力触探资料,得出各岩土层物理力学
推荐值见表1
佛山市禅城区沙口引水泵站工程是在汾江河上
游引水补水项目的构筑物,其主要功能是引水,并通3桩基试验
过2个调蓄池的调蓄,从而改善汾江河水质和提高
河水环境质量。本工程共设3台1600ZXB10-2型斜
根据设计要求,桩基施工前应先试桩,确定试桩
式轴流泵,引水设计流量为27.96m/s,总装机容量条件包括设计柱端持力层、柱长和收锤标准等,本工
1065kW;工程等别为三等,主、次要建筑物等级分别程500预制管柱设计单柱竖向承载力特征值为
为3级和4级,地震设防烈度为Ⅶ度。
1950kN,试桩条件对试桩结果有较大的影响,进而
本工程地基基础处理主要采用500和400影响单桩承载力,故应严格控制。现分述如下:
预制混凝土管桩,本文根据地质情况对∮500预制管3.1设计桩端持力层
桩(壁厚125m,强度为C80)的施工过程进行分析,
本工程桩基础以强风化或中风化泥质岩作为桩
通过计算和试验分别验算单桩竖向承载力特征值,端持力层,桩尖进入强风化泥岩1m以上。由于地质
从而证明了本工程混凝土管桩的可行性,并为今后条件复杂,强风化泥岩层顶高程起伏较大,故不能仅
本地区其它工程混凝土管桩设计与施工提供参考。以此确定桩基承载力,而应考虑桩长等因素。
工程地质条件
表1各岩土カ学参数推荐值(按DBJ15-31-2003)
土层状态标贯试验承载力桩側摩阻力柱端阻力值q。(kPa)
层
岩土层
或
平均值特征值特征值qa(kPa)预制桩入土深度(m)
佛山市禅城区沙口序名称
密实度
击)(kPa)预制桩其它柱9-1616-30
引水泵站工程位于沙口①素填土自重固结
12
引水闸左岸下游约200m②淤泥、淤泥质土流塑
4.1
处,地貌上属珠江三角洲③粉细砂
松散
冲击平原腹地,地形总体④淤泥质土
流塑
2.5
较开阔平坦。站址处为鱼
粉质粘土
可塑
塘及汾江河河床,局部为⑥淤泥质土、淤泥流塑
粉砂
稍密
18
河堤。
⑧粉质粘土、粘土可塑-硬塑14.7
1300
1600
根据钻探资料,场地⑨
细砂
中密
17.8
20028
2500
地基主要由人工填土
⑩全风化岩密实砂状25
500
3500
(Q)、第四系三角洲海陆①强风化岩半岩半土状5017001080
4000
交互相冲、淤泥层(Q")、の中风化岩较坚硬
组成,基地岩石下为第三3微风化岩
P=19. 9MPA
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2006年8月第8期
李涛:预应力混凝土管桩承载力计算与实验结果的对比分析
AUG 2006 No
3.2桩长
设计桩长是根据地质资料估计的长度,计算承载5试验方法及试验结果
力时可以作为依据,但施工中实际桩长并不完全与
设计桩长相符,实际桩长受地质情况的影响和收锤5.1基桩高应变法试验
条件的控制,本工程2根试桩的设计桩长均约14m。
该法属桩基检验中的动测法,是检测桩基承载
3.3收锤标准
力及桩身质量的一项新技术,可作为静载试验的补
本项指标是确定实际桩长和桩基承载力的可靠充,具有仪器轻便灵活、检验快速、不破坏桩基,检验
指标,包括最后3阵(每阵10击)贯入度、最后3m结果较准确、费用低等优点。
锤击数、最后1m锤击数、总锤击数等
基桩高应变试验由省工程勘察院新方法技术应
通过基桩高应变试验,本工程设计2根试桩的用研究所完成,即用重锤冲击桩顶,使桩与土产生足
收锤标准均为:以D50柴油锤最后三阵平均每阵10够的相对位移,以充分激发桩周土阻力和桩端支撑
锤,桩身贯入度<40mm控制,实际施工情况见表2。力,通过安装在桩顶以下柱身两侧的力和加速度传
表2实际施工最后3阵贯入度、入土桩长及总锤击数
感器接受桩的应力波信号,应用理论分析处理力和
人土
打桩锤型
总锤最后3阵锤
速度时程曲线,从而判定桩的承载力和桩身质量。
栟桩径
号(mm)长
锤重落距击数贯人度
5.2基桩高应变法试验结果
锤型
(m)
(t)(m)(击)(cmn/10锤)
本工程根据高应变法测得的单桩竖向极限承载
21500125柴油锤50202432.7+2-5+2.3力见表4,结果表明桩身完整,根据GB50007-2002
750012.4柴油锤5.02.03902.5+2.2+2.0
《建筑地基基础设计规范》,将单桩竖向极限承载力
除以安全系数2,即为单桩竖向承载力特征值,经计
4单桩竖向承载力特征值计算
算试验测得的21和37桩单桩竖向承载力特征值
分别为2082kN和23525kN,均大于1950kN,故本工
根据广东省标准DBJ15-31-2003《建筑地基基程管桩的单桩竖向承载力特征值能满足设计要求。
础设计规范》,根据地基土的物理力学指标与承载力
参数等估算单桩竖向承载力特征值的公式为:
6结语
R,=U2qu, l,*qma
式中:R。为单柱竖向承载力特征值;qa为第土层
由于本工程设计要求桩尖进入强风化或中风化
柱侧摩阻力特征值;qn为柱端持力层端阻力特征泥质岩层,地质条件复杂引起桩长相差较大,故施工
值;为桩身截面周长;4为第立土层的厚度;A,为过程中必须严格控制桩的收锤标准。同时在一般情
桩身截面面积。
况下当桩较短时,由于桩側阻力较小,主要靠桩端承
表3单桩承力计算表
受力,故应严格控制贯人度,反之若桩较长,桩侧阻
桩U
A,UEgn以qnA。R2
力较大,则桩不易打人,且桩侧阻力较大情况下,オ
)(kN)(kN)(m2)
可适当放松贯入度的控制,但应满足总锤击数尤其
211.5707960.1963584311782021
是最后1m锤击数的要求。
371.5707960.1963582711782005
(下转第9页)
根据地质报告中各岩土的力学参数,利用式(1)
计算得出单桩竖向承载力特征
表4试验参数及动测结果
值,见表3,可见21和37桩单
试验参数
实测参数
曲线