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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,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 工程實例及經(jīng)驗
溫州鹿城倉儲有限公司倉儲區(qū)工程位于溫金大道鹿城段以南,采用薄壁管樁PTC-Aø400(55) -12,12,12,12。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)計要求單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為1500kN。樁基工程實施過程中,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。故本工程實施中嚴(yán)格控制總擊數(shù)不超過1500次。實測各樁累計錘擊數(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 靜載試驗成果分析
曾做了A1、A2、A3三根樁的靜載試驗,A1樁一直進(jìn)行到破壞,A2、A3樁加載至設(shè)計要求的極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值1500kN為止。試驗發(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樁的靜載試驗曲線如此所示。
從A1樁的樁頂沉降隨時間的變化(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時實測樁頂沉降為26.35mm,如假定此Q-s曲線s-lgl曲線A1樁靜載試驗曲線時樁端軸力為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算值為21mm,實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產(chǎn)生明顯影響的原因之一。隨著時間的推移,樁周土粘彈塑性質(zhì)會使側(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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