靜壓管樁設(shè)計若干問題探討

鄧穎

摘要：從結(jié)構(gòu)設(shè)計的角度對預(yù)應(yīng)力砼管樁（施壓）若干問題進行探討，以達到靜壓管樁合理設(shè)計的效果。

關(guān)鍵詞：靜壓管樁；承載力；終壓力

中圖分類號：TU473.12文獻標識碼：A 文章編號：1674―3024（2016）07―125―02

前言

近幾年來靜壓樁以其單位承載力造價便宜，設(shè)計選用范圍廣，施工速度快，工期短，施工文明現(xiàn)場整潔，成樁質(zhì)量可靠，監(jiān)理檢測方便等優(yōu)點而被大量采用.然而靜壓樁也有它自身的缺點和局限性，如所需的施工機械設(shè)備投資大，擠土量大，送樁深度多特別在深基坑開挖后截去的余樁較多，在某些地質(zhì)條件下不宜手用靜壓樁?；谄淙秉c及局限性，設(shè)計時不能盲目采用。下面從結(jié)構(gòu)設(shè)計的角度對靜壓管樁的若干問題進行探討。

1不宜采用靜壓管樁的地質(zhì)條件及其它處部條件

（1）孤石和障礙物多的地層，這種情況下，容易發(fā)生工程質(zhì)量事故有：管樁不能全部沉至設(shè)計持力層，同一承臺樁長有時相差很多，樁身容易偏位或大幅度傾斜，樁尖破損或樁頭被打斷。

（2）有堅硬的夾層時不宜應(yīng)用或慎用。若該層厚度大且無軟弱下臥房時，可以考慮作為管樁的持力層。若該層較厚而其下又為軟弱層或一般土層，管樁必須穿越該土層直到以下堅硬的設(shè)計持力層，這時管樁要么穿越不了，要么破損率相當(dāng)高。

（3）石灰?guī)r地層不宜應(yīng)用。在石灰?guī)r地區(qū)，溶洞、溶溝、溶槽等等，“喀斯特”現(xiàn)象相當(dāng)發(fā)育，樁的承載力較難得到保證。

（4）施壓邊樁時，邊樁以外的凈距小于4米。這是多數(shù)壓樁機的要求。近來廠家發(fā)明了前置式壓樁機，邊樁以外的間距只要1.2米就可以。但此時由于最大壓樁能力的減少，邊樁的單樁設(shè)計承載力應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整。

（5）施工場地的承載力不滿足靜力壓樁機的要求。這時壓樁機會下陷而無法進行壓樁作業(yè)。

2樁端持力層的確定

4000kn以上壓樁力的壓樁機可將8m左右的中密砂層或4～5m密實砂層壓穿，樁尖可進入強風(fēng)化巖層，但很難進入中風(fēng)化巖層，更不可能進入微風(fēng)化巖層。靜壓樁宜以較厚較均勻的強風(fēng)化或全風(fēng)化巖層，堅硬粘性土層，密實碎石（砂、粉）土層作為樁端持力層。進入探力層的深度粘性土、粉土，殘積土不宜小于2.5d，砂土不宜小于2 d，碎石類不宜小于1.5 d，強風(fēng)化或全風(fēng)化不宜小于1 d，當(dāng)樁端以下4～6 d范圍內(nèi)在軟弱夾層時尚應(yīng)算其承載力。

3管樁的中心間距

一般情況下對獨立承臺內(nèi)根數(shù)超過30根，大面積群樁、樁的中心距s≥4d，對獨立承臺內(nèi)樁數(shù)超過9根但少于30根，條形承臺內(nèi)排數(shù)不少于3排的確s≥3.5d。其他情況為s≥3d，其中d為管樁直徑。當(dāng)靜莊采用開口型樁尖時，獨立承臺內(nèi)樁數(shù)超過30要及大面積群樁的最小中心距可適當(dāng)減少，但不得小于3.5 d。當(dāng)采用引孔壓樁，樁的最小中心距可適當(dāng)減少，但不得小于3.0 d。

4樁身和樁尖的選擇

（1）管樁按混凝土抗裂彎矩和根限彎矩的大小分為：a型、ab型、b型，a型樁的有效預(yù)壓應(yīng)力約為3.5～4.2mpa；ab型為5.0 mpa，b型為5.5～60mpa，對一般的建筑工程選用a型或ab型就可以了。

（2）管樁地樁尖形式主要有十字型，圓錐型和開口型。前兩者屬于封口型。開口型樁尖穿越砂層能力強，擠土效應(yīng)較低，一般用在入土深度40米以上且樁徑>500的管樁工程中。成樁后樁身下部約有1/3～1/2的內(nèi)腔被土體充滿，擠土作用可大大減少。封口樁尖成樁后，內(nèi)腔可一目了然，對樁身質(zhì)量及長度可用目測檢查。十字型樁尖加工容易，價錢便宜，破巖能力強，廣泛應(yīng)用在廣東的管樁工程中。

5終壓控制標準可根據(jù)下列條件和原則綜合確定

（1）根據(jù)現(xiàn)場減壓樁的試驗結(jié)果。

（2）參考各種相似工地的施工經(jīng)驗。

（3）終壓力值應(yīng)滿足下式要求：

pze≥γp.k.ra （1）

式中：pze為靜壓樁施工終壓力值，γp為靜壓樁終壓力系數(shù)。ra為靜壓樁豎向承載力特征值，k為樁基安全條數(shù)。

除滿足上式要求外pze尚可按靜壓樁的豎向承載力與終壓力的經(jīng)驗關(guān)系估算：

當(dāng)6m≤L≤8m時 qu=a* pze=（0.60～0.80） pze

當(dāng)8m≤L≤15m時 qu=a* pze=（0.70～1.00） pze

當(dāng)15m≤L≤23m時 qu= a* pze=（0.85～1.00） pze

當(dāng)L≤23m時 qu= a* pze=（1.00～1.15） pze

式中：L為靜壓樁入土深度

qu為入土部分的靜壓樁豎向極限承載力。

a為靜壓樁豎向極限承載力與終壓力的相關(guān)系數(shù)。

pze為靜壓樁的終壓力值

（4）終壓時連續(xù)復(fù)壓次數(shù)應(yīng)根據(jù)樁長及地質(zhì)條件等因素確定，一般不宜超過3次，對入土深度小于8m的樁，復(fù)壓次數(shù)可增至3～5次。

（5）復(fù)壓時每次穩(wěn)壓時間，壓樁力小于3000kn時不宜超過10s；壓樁力大于3000kn時不宜越過5s。

（6）終壓力值不宜大于樁身允許抱壓壓樁力的1.1倍。

6單樁承載特征值的確定

靜壓管樁的單樁承載力特征值可參照省標準《預(yù)應(yīng)力混凝管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定進行計算，有一點要說明的是由于管樁樁身的混凝土強度高，樁尖進入強風(fēng)化巖層或密實的砂層后經(jīng)過劇烈的擠壓，樁少附近的持力層已不是原來的狀態(tài)，樁端承載力比原狀有了提高，故計算中的端阻修正系數(shù)可取上限值。但有時即使采用《技術(shù)規(guī)程》計算公式中修正系數(shù)的上限值，根據(jù)《巖土工程勘查報告》提供的巖土參數(shù)而計算所得的管樁極限承載力設(shè)計值仍遠小于樁身額定承載力。這時若采用計算的得的管樁承載力設(shè)計值將會造成極大的浪費。對這種情況，管樁的承載力設(shè)計值最好根據(jù)靜載試驗來確定，也可按上文中式（1）根據(jù)終壓力值與靜壓樁承載力特征值的關(guān)系式反算出單樁承載力特征值。

7結(jié)束語

雖然靜壓管樁有其自身的缺點及局限性，不能盲目采用。但只要掌握這種樁型的特點，在設(shè)計中注意以上的幾個問題，進行精心的設(shè)計，就能做到技術(shù)選進、經(jīng)濟合理，安全適應(yīng)并能確保質(zhì)量。參考文獻：

[1]03SG409- 2003預(yù)應(yīng)力混凝土管樁[S]

[2]JGJ 94- 2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S]

[3]GB50007- 2011建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S]

[4]GB50202- 2002建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S]