沉管管桩贯入度的准确控制.doc

沉管管桩贯入度的准确控制文章编号:10099441(2006)030039一O2沉管管桩贯入度的准确控制口口周宏(深圳市道路工程公司,广东深圳518024)摘要:结合工程实例,分析了影响沉管管桩贯入度的因素,介绍了沉管管桩贯入度施工设计方法并与实际控制结果进行了比较.提出了提高贯入度控制准确性的实用方法.关键词:管桩;贯入度;施工设计;准确性中图分类号:TU473.1文献标识码:B引言某大型住宅小区由3幢34层的公寓及1幢3层的会馆组成,均为砖混结构,最大单柱荷载约2000kN.该场地现状为耕地或池塘,地形稍有起伏,测得各勘探点的孔口高程在4.252.38m之间,属山前冲积平原地区.各岩层岩性特征自上而下分述如下:l一1层为杂填土,灰色,杂色,松软,湿;含有植物根系,以粉质黏土及建筑垃圾为主,局部分布,层厚0.003.40m;12层为耕植土,灰黄色,黄灰色,松软,湿;含有植物根系,以粉质黏土为主,局部分布,层厚0.001.60m;2层为粉质黏土,灰黄色,灰色,青灰色,软至软可塑;含少量的铁锰质结核,局部粉粒含量较高;稍有光滑,无摇震反应,干强度中等,韧性中等;局部缺失,层厚0.003.10m;(层为淤泥,灰色,饱和,流塑;含有机质及腐植质;稍有光滑至光滑,无摇震反应,干强度及韧性中等;仅z37,z40见,层厚0.001.50m;(一2层为粉质黏土,灰黄色,青灰色,硬可塑,局部为硬塑;含少量铁锰质斑点;稍有光滑,无摇震反应,干强度高,韧性中等;全场地稳定分布,层厚1.108.40m;43层为粉质黏土,黄色,淡褐红色,硬可塑至硬塑;含少量斑点;稍有光滑,无摇振反应,干强度中等,韧性中等;全场地稳定分布,层厚2.7017.10m;(一1层为全风化粉砂岩,深黄褐色,褐红色,灰褐色,岩石风化成土状,原岩结构构造不清晰.已控制该层层厚7.40m;62层为强风化粉砂岩,深黄褐色,矿物多数变色,结构构造不清晰,矿物成分显着变化,节理裂隙发育,岩芯呈砂土状,局部为碎块状.已控制该层层厚2.30m;7层为中等风化灰岩,灰色,岩芯较完整,呈柱状,个别为碎块状;裂隙较发育,被方解石所充填;岩石较坚硬,岩芯采取率85%左右.已控制该层层厚3.30m.设计要求采用沉管管桩,桩端以中细砂层上部为持力层,桩径为500mm,单桩承载力标准值取值为600kN.1沉管管桩贯入度的影响因素一般认为,桩的贯人度与其极限承载力有直接的关系.贯人度通常是依据现有的打桩动力公式结合当地的成功经验来确定.但沉管管桩贯人度与桩承载力的关系是否可以简单地用经验公式来确定,或是简单地套用当地的成功经验,以及贯人度是否为一项控制性的设计指标,对于这些问题,笔者认为有必要作进一步的探讨.1.1荷载传递机理桩在荷载作用下,桩身上部首先受到压缩,一部分荷载往下部桩身传递,另一部分则在桩与桩周土之间形成摩阻力.当荷载分级逐步加到桩顶时,桩身上部受到压缩而产生相对于土的向下位移,与此同时,桩周表面受到土的向上摩阻力,桩身荷载通过桩周摩阻力传递到桩周土层中去,致使桩身荷载和桩身压缩变形随深度递减.随着荷载的增加,桩身压缩量和位移量增加,桩身下部的摩阻力随之得以进一步发挥.当桩周摩阻力全部发挥达到极限状态后,若继续增加荷载,则荷载量将全部由桩端土承担.桩的这种传递理论,是符合静压试桩的实际的,且已为许多桩的荷载试验所证实.1.2单桩竖向极限承载力标准值单桩竖向极限承载力标准值按GB5o0072002(建筑地基基础设计规范中的经验公式:R.=qpaAP+uqcI(1)计算得到单桩竖向承载力特征值尺.如表l所示,最终设计取值为600kN.建材技术与应用3/2006?39?表l单桩竖向承载力特征值桩孔号桩径持力层进人深有效桩桩端标单桩竖向承载型度/m长/m高/m力特征值R/kN沉Z505oo粉质黏土433.oo8.77.28648.74管Z435oo粉质黏土433.oo9.37.40698.38管桩Z305oo粉质黏土435.08.66.53633.031)有效桩长自21层顶面算起.实际单桩承载力应根据静载荷试验综合确定.2沉管管桩贯入度施工设计贯入度的设计一般依据现有的打桩动力公式,主要有格尔谢凡诺夫公式,工程新闻修正公式,海利公式和当地打沉管管桩公式等.上述经验公式是根据功能原理和试验推导出来的,适用对象为预制桩(包括钢管桩);而沉管管桩与预制桩在施工方法上有很大区别,如果套用上述经验公式来设计管桩的贯入度显然是不恰当的.在工程实践中,这种方法往往偏于安全,结果使工程成本增加.2.1格氏公式e=nAQH丽糟(2)丽)式中:e打桩最后阶段平均每锤的贯入度,cm;n桩及桩垫材料系数,无桩垫时n=0.5;8恢复系数,无桩帽时8=0.25;Q锤重,kN;q桩,桩帽,桩锤的非冲击部分重量,kN;H落锤高度,cm;A桩的横截面积,cm;/12安全系数,永久建筑为2;尺单桩承载力标准值,kN.根据现场设备情况和设计要求,有关参数取值为:Q=30kN,q=26kN,A=1.810cm,H=1000.8=80(cm),R=600kN.将有关数据代入(2)式得:e=0.54(cm/击)2.2当地沉管管桩公式丢+(3)式中:e打桩最后阶段平均每锤的贯入度,cm;Q锤重,kN;月落锤高度,in;A参数,桩径为500mm时A=9:曰参数,桩径为500mm时B=120;,v总锤数,此时取800锤;单桩承载力标准值,kN.将有关数据代入(3)式得:e=0.18(cm/击)3沉管管桩贯入度实际施工控制情况由上述计算可知,当地沉管管桩公式要求较之更加严格.该地的成功经验是:对于桩径500mm,设备锤重为30kN,设定锤落距为1.0in的情况,最后3阵锤击,每阵l0锤,贯入度<6cm.综合考虑计算结果和当地的成功经验,设计规定最后3阵锤击,要求贯入度控制在6cm/10击以下.但在实际施工中,桩管打至设计标高时,大部分桩的贯入度超过了设计要求,个别桩多达2250cm/10击,距设计要求相差很大.为了减小贯入度,对于部分贯入度较大的桩采取了复打的方法.考虑到该小区桩基工程量大,为了工程安全和节省投资,并为后续的施工提供依据,对贯入度较大的以及经过复打的桩,选择了6根桩进行了静载测试.由于此次静载测试的目的并不是进行桩的破坏试验,因而最大试验荷载以满足设计要求为限,至最大试验荷载时未出现极限特征.从静载试验结果可以看出,该地区的管桩沉管贯入度实际值是设计值的28倍(至设计标高时),这时即使不加长桩长或复打,桩的承载力也完全能够达到设计要求,可见贯入度设计值偏小;对于贯入度特别大的桩,经过复打,桩的承载力也能达到设计要求,且最大沉降量未超过极限值.4沉管管桩贯入度的准确性分析从上述测试结果可见,若严格按设计控制贯入度则不甚合理.其原因有以下几点:(1)由于构造上的原因,沉管管桩的预制桩靴比桩管外径大68cm,施工时土对桩管的挤压力减小,致使桩管下沉的阻力减小,因而使沉管的贯入度增大;成桩后管桩的实际桩径往往比管径大6%7%,这是由于桩靴的直径较大所致.由于实际桩径扩大,使得桩的承载力相应地增加,所以,尽管施工时的贯入度相对较大,但静载试验加载至最大荷载时沉降量仍然较小.(2)沉管时由于连续震动,土体内摩擦角变化很大.而在桩身灌注混凝土28d后进行静载试验时,土体结构基本稳定,承载力有一定幅度的提高.(3)复打对桩周土和桩端土进行了挤密,使桩侧摩阻力提高,桩端土的强度提高.(4)打桩公式适用于预制桩和钢管桩估算其打桩阻力,将它用于沉管贯人度的计算只是权宜之计.?40?Research&ApplicationofBuildingMaterials文章编号:10099441(2006)03004102校园排水工程设计与旋工口口樊源(江西省城乡规划设计研究院,江西南昌330006)摘要:结合工程实例,探讨了如何结合室外排水设计规范的规定,合理地进行排水工程的设计与施工.关键词:排水工程;设计;施工中图分类号-TU992.05;TU992.03文献标识码:B引言江西省交通学校校区位于南昌市昌北经济开发区,现占地面积约l2.13公顷,计划通过逐步扩建调整,形成集高职,中专,技校为一体的专业性院校.扩建完成后,学院规模将达到在校生6000人,校园总占地面积31.73公顷.该校区排水工程采用雨,污分流制的排水系统.生活污水和雨水分别在两个各自独立的系统内排放.根据GB儿487室外排水设计规范的要求,设计时考虑校区的综合径流系数取0.8,设计重现期为2年,并特别将主干道上的排水管管径加大.校区道路设计车速为20km/h,路宽为18m左右,道路总长为6km.在车行道上布置雨水口,其间距一般为40m,在平曲面,低点,路口等重要部位加设雨水口.现就该校区扩建中排水工程的设计与施工,谈几点体会.1排水工程设计经过对试验结果及其成因的综合分析,认为可以适当加大贯入度的设计值.为了安全起见,后续桩的贯入度宜控制在2倍设计值范围内;对于个别贯入度较大的桩,采用复打的方法将其控制在相同的范围内.5结语沉管管桩已成为住宅及商住,办公楼等建设的首选桩型,但其自身也存在着一些缺陷和在设计施工中难以把握的指标,管桩沉管贯入度的控制即是其中之一.因此,必须结合工程实际,综合分析贯入度的设计值,现场施工记录以及当地的成功经验,避1.1排水管道断面布置按照以往的设计经验,对于路宽在18m左右的校区道路,一般是将雨水主管设在道路中间,雨水主管两侧接雨水口;将污水主管设在道路一侧人行道上,道路另一侧采用接户井接入污水管.现行的各种口径下水道砖砌窨井收口均采用钢筋混凝土或铸铁圆形盖板,它与周边路面混凝土结构的刚度不一致.此外,窨井周围的回填土与道路面层材料难以压实,造成路面竣工通车后沿盖板四周及四角出现方形的放射性裂纹.而且铸铁井盖座的四周由于有肋的存在,将面层分隔成若干小块,道路使用后出现凹陷现象.每逢下雨,雨水就通过裂纹渗入路面结构层中,在车辆的反复水平作用力和震动冲击下,加速了路面面层的开裂,剥落.同时由于附加应力的增加,容易使铸铁井盖座下强度较低的垫层材料被压碎以及无固定措施的铸铁井盖向车行方向滑移,存在着交通安全隐患.由于窨井四周的路面出现高低不平,车辆的反复冲击作用下最终会造成害井的不均匀沉降.该校区所在地均是由沙土回填至设计标高,地基的不均匀沉降会使路面的破坏更严重.为了保持车行道的平整度和行车的舒适性,除了要求道路路基要达