預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在溫州地區(qū)的應(yīng)用

1、前言

　　預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，以其工業(yè)化生產(chǎn)程度高，樁身質(zhì)量好，自身強(qiáng)度大，穿透能力強(qiáng)，耐打性好，施工周期短，對環(huán)境影響少，噸位承載力造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于深厚軟土，深埋持力層的二元結(jié)構(gòu)地基顯示了技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性，近兩年來應(yīng)用愈來愈廣。

　　筆者結(jié)合自己具體工程經(jīng)驗(yàn)，對該樁型的承載特性進(jìn)行了分析，從中得出一些有參考價(jià)值的結(jié)論，并也提出了這種樁存在的一些不足之處。

2、工程實(shí)例及經(jīng)驗(yàn)

　　溫州鹿城倉儲(chǔ)有限公司倉儲(chǔ)區(qū)工程位于溫金大道鹿城段以南，采用薄壁管樁，樁端焊以開口型鋼樁靴，采用D2-25型打樁機(jī)，錘重25kN，樁重/錘重為4.場地典型斷面的地質(zhì)情況和靜力觸探參數(shù)。設(shè)計(jì)要求單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為1500kN.樁基工程實(shí)施過程中，有以下幾點(diǎn)是值得重視的。

　　（1）底樁對中調(diào)直：第一節(jié)管樁（底樁）的對中調(diào)直對成樁質(zhì)量起關(guān)鍵作用。對中可保證樁位偏差不超出規(guī)范要求；調(diào)直可防止偏心錘擊。因此要控制管樁垂直度偏差不得超過0.5%，尤其是嚴(yán)格控制底樁垂直度。

　　（2）錘擊沉樁：據(jù)有關(guān)資料，錘擊應(yīng)力沿樁身大致呈漏斗狀分布，上大下小。錘擊拉應(yīng)力呈橄欖形分布。從樁端反射的拉應(yīng)力波，在樁周土阻尼作用下會(huì)逐漸減弱。樁周土越弱，樁身產(chǎn)生拉應(yīng)力越大。此外，每擊一次樁身就受到拉壓交替作用，使混凝土產(chǎn)生疲勞，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低。故本工程實(shí)施中嚴(yán)格控制總擊數(shù)不超過1500次。實(shí)測各樁累計(jì)錘擊數(shù)為631—1251次，貫入度為10cm/5擊—12cm/13擊。

　　（3）接樁：采用鋼端板焊接法，于樁段頂端距地面0.5m時(shí)停錘接樁。先在樁端板上加定位鋼筋，然后將上段樁吊放在下段樁端板上，利用定位鋼筋將上下段樁接直，接頭處如有空隙，應(yīng)采用鍥形鐵片全部填實(shí)焊牢，拼接處坡口槽電焊應(yīng)分層對稱進(jìn)行，焊縫應(yīng)連續(xù)飽滿，其高度及深度均大于8mm.接樁時(shí)上下段樁的中心線偏差不得大于5mm，節(jié)點(diǎn)彎矢高不得大于樁段的0.1%.

3、靜載試驗(yàn)成果分析

　　曾做了A1、A2、A3三根樁的靜載試驗(yàn)，A1樁一直進(jìn)行到破壞，A2、A3樁加載至設(shè)計(jì)要求的極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值1500kN為止。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)A3樁與A2樁的Q-s和s-lgt，曲線相當(dāng)接近，故此處只提供A1和A2樁的靜載試驗(yàn)曲線如此所示。

　　從A1樁的樁頂沉降隨時(shí)間的變化（s-lgt）特性曲線可見，取尾部明顯向下曲折的前一級荷載為極限承載力，故A1樁的極限承載力取1800kN.從樁的卸荷曲線上分析，該樁的殘余沉降量為26.4mm，與加載量為2000kN這級荷載作用下發(fā)生的樁頂沉降量相當(dāng)，因此可以確定基樁發(fā)生的是“刺入型”破壞。A1樁在荷載為1800kN時(shí)實(shí)測樁頂沉降為26.35mm，如假定此Q-s曲線s-lgl曲線A1樁靜載試驗(yàn)曲線時(shí)樁端軸力為0，樁身軸力p（z）呈單一斜率的線性分布，則樁身壓縮量的理論計(jì)算值為21mm，實(shí)際樁身壓縮量肯定比21mm更大一些。即使是如此保守的假定，21mm也已占26.35mm絕大部分，即管樁由于壁薄，其樁身壓縮量占了樁頂沉降量的絕大部分，從而使樁周摩阻力占了單樁極限承載力的絕大部分。這是長管樁在二元結(jié)構(gòu)地基中較為特別的性狀，也是采用開口樁靴和閉口樁靴對單樁極限承載力不會(huì)產(chǎn)生明顯影響的原因之一。隨著時(shí)間的推移，樁周土粘彈塑性質(zhì)會(huì)使側(cè)摩阻力和端阻力產(chǎn)生重新分配，但側(cè)摩阻力始終占主要部分。

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　　A2樁在加載量為1500kN（設(shè)計(jì)要求的極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值）作用下，后期沉降不大，穩(wěn)定時(shí)間短，說明樁的承載性能尚好。從卸荷曲線上分析，回彈量很大，殘余沉降僅0.7mm，說明樁周土仍處于彈塑性狀態(tài)，尚具有良好的承載性能。認(rèn)為1500kN可作為單樁極限承載力是沒有問題的。

4、值得進(jìn)一步研究的問題

　　（1）管樁進(jìn)入現(xiàn)場，應(yīng)進(jìn)一步解決卸樁和堆樁問題，確保沉樁前的管樁質(zhì)量。

　　（2）管樁沉樁未達(dá)到標(biāo)高時(shí)，樁長調(diào)整比較困難，因此對地質(zhì)報(bào)告的要求很高，尤其對持力層起伏變化一定要查得很清楚，否則將給工程造成被動(dòng)。如本工程實(shí)施中就有三個(gè)樁因達(dá)不到標(biāo)高而擊得太多，以至將法蘭頭打碎。經(jīng)動(dòng)測認(rèn)為兩個(gè)樁身完好，不作補(bǔ)樁，一個(gè)樁的樁身破壞明顯，只好補(bǔ)樁，影響了工期。

　　（3）擠土問題：開口管樁雖然能減少擠土效應(yīng)，但據(jù)實(shí)測，管內(nèi)進(jìn)土約占1/3樁長，擠土作用仍較大，不容忽視。

　　（4）樁長規(guī)格偏少，還有相當(dāng)數(shù)量的截樁。

　　（5）為了使管樁進(jìn)入持力層更深，以達(dá)到大的承載力和好的經(jīng)濟(jì)效益，要求樁承受更大的錘擊力和更多的擊數(shù)，這就要求樁有更高的強(qiáng)度和剛度，以抵抗沉樁過程中錘擊應(yīng)力和疲勞破壞。薄壁管樁不能進(jìn)入中等風(fēng)化基巖，很難穿透中密砂礫石層，使應(yīng)用受到限制。

5 、結(jié)論

　　（1）長管樁適用于二元結(jié)構(gòu)地基，尤其是薄壁長管樁，采用錘擊施工（如環(huán)境許可），其市場前景看好。

　?。?）長管樁在二元結(jié)構(gòu)地基中，其荷載-沉降性態(tài)表現(xiàn)為：加載至20—30mm，如沉降穩(wěn)定，就可將此荷載作為單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值使用，繼續(xù)加載，會(huì)產(chǎn)生突然的摯倘肫蘋禂。

　?。?）薄壁長管樁在二元結(jié)構(gòu)地基中，在極限承載力標(biāo)準(zhǔn)作用下，其樁頂沉降主要是由薄壁樁身的壓縮引起的，其反力主要是由樁側(cè)阻力提供的。