论文部分内容阅读
摘要:对于预应力管桩在某滨海工业园区海相地层的应用,笔者结合具体工程实例,通过对场地工程地质分层、場地稳定性、地下水腐蚀性评价,不良地质条件、地震效应的分析,以及经济分析及评价,结合拟建A工程的特点和要求,有针对性的进行了承载力参数确定及单桩承载力估算,有效提供了地基基础评价方案,从而得出一些有基础设计参考价值的建议和结论。后期通过运用静载荷试验、低应变动测的检测方法,来验证了本次基础设计的可行性。
关键词:预应力管桩 海相地层 基础设计应用
中图分类号:TU757文献标识码: A
前言
预应力管桩作为一种常见的桩型,以其工业化生产程度高、工程造价较便宜,具有强度高、质量较可靠、穿透能力强、承压性能好、施工周期短、检测时间短、施工现场文明整洁等特点,可采用静压法或锤击法施工,适用于一般黏性土及填土、淤泥和淤泥质土、粉土、非自重湿陷性黄土等土层中使用,大量应用于各种建筑的基础中。特别是沿海地区,由于软弱土层厚、持力层埋藏较深,更适合于采用预应力管桩作为建筑的桩基础,显示了技术上和经济上的优越性,近两年来应用愈来愈广。
一、工程概况
拟建A工程项目位于某滨海经济开发区以东的G地块。总用地面积45122平方米,总建筑面积41074平方米,由1-5号厂房及办公楼组成。各建筑物的特征见表1:
拟建建筑物的建筑结构安全等级为Ⅱ级,框架结构,设计拟采用桩基础。
二、场地工程地质条件
(一)拟建场地地形地貌:拟建场地现为废弃的海涂水产品养殖基地,场地内洼地较多,场地地形较平坦,通视良好,地面相对高程在2.90-3.80m。
(二)工程地质分层评价
勘察表明:场地地貌属海积平原,场地土层较稳定。拟建场地主要为海相、海陆交替沉积地层,评价分述如下:
1层素填土,层厚0.50-1.20m,为新近填土,力学性质差,不能作为拟建建筑物的天然地基;
2层粉质粘土,厚0.70-1.20m,可塑渐变为软塑,高压缩性,工程力学强度较低。局部缺失,其厚度薄,且有巨厚的软弱下卧层,不能作为拟建建筑物的天然地基;
3层:上层淤泥质粉质粘土、层厚10.60-11.70m。中层淤泥,呈流塑状,为海相沉积,是场地主要软弱土层,具有含水量高、孔隙比大、强度低等特点,层厚:8.20-11.00m。下层含淤泥质粉质粘土,流塑状,为海相沉积地层,高压缩性,工程力学强度低,层厚:4.30-7.90m。此层均不能作为拟建建筑物的基础持力层;
4层:上层粉质粘土,层厚:4.00-7.10m,软塑状,中偏高压缩性。中层粉质粘土,层厚:7.20-15.90m,软塑状,高压缩性。下层粉质粘土,层厚:0.80-10.10m,软-可塑状,中偏高压缩性。各层力学强度低,并在全场均有分布。层顶埋深27.30-50.00m,层底标高-54.25~-29.06m。此层均为海相沉积地层,不可作拟建建筑物的基础持力层;
5层:分为3层。5-1层粘土,层厚:0.40-9.10m,硬塑状,局部可塑状,中压缩性,力学强度较高;底部含粉质粘土夹层(层厚:0.00-2.60m),可塑状,中压缩性,力学强度一般。5-2a 层粉质粘土,层厚:0.00-13.50m,可塑状,中压缩性,力学强度一般。5-2b 层粉质粘土,层厚:0.00-9.50m,中压缩性,力学强度较好。本层层顶埋深42.90-58.70m,层底标高-61.27~-42.39m。此层为陆相渐变为滨海相地层,5大层组合可作为预应力管桩基础持力层;
6层含粉质粘土,中—密实状,中压缩性,工程力学强度一般;底部含粉质粘土夹粉土夹层,层厚:1.80-2.10m,可塑状,中压缩性,工程力学强度一般。本层层厚:0.50-15.00m,层顶埋深49.10-63.50m,层底标高-67.10~-51.94m。
7层粉质粘土,可塑状,中压缩性,工程力学强度一般。6大层与7层组合层可作为预应力管桩基础持力层。最大揭露层厚为3.60m,层顶埋深65.20-70.00m。
(三)不良地质作用
拟建场地内未发现有影响工程稳定性的不良地质作用,但存在如下三个方面的问题:1.拟建场地为一个废弃水产品养殖场,场地内分布有较多的池塘及塘淤泥;2.场地内分布有较厚的软弱土层,该土层易使建筑物产生地基变形等问题;3.场地内地表水对混泥土结构有弱腐蚀性,地下水对长期浸水的钢筋混泥土结构中的钢筋有弱腐蚀性。
(四)场地及场地的地震效应
据区域水文资料反应,拟建场地覆盖层厚度大于80m,结合本工程勘察资料,按《建筑抗震设计规范》(GB1-2001)表4.1.3~4.1.6判定,场地土的类型属软弱土,场地类别为Ⅳ(三)类。根据《中国地震区划图》和《中国地震动峰值加速度区划图》,本建筑场地所在测区地震裂度为小于6度区,其地震动峰值加速度<0.05g,设计地震分组为第一组。
(五)场地稳定性评价和适宜性评价
根据区域资料分析,本地区所能发生的地震一般都小于4级,属于地震少、震级小、地基相对稳定区域。结合钻探揭露,拟建场地20m深度范围内不存在砂性土层,故场地不存在地震液化现象,也未发生滑坡、坍塌等不良地质作用。故场地整体稳定性较好,适宜本工程建设。
(六)地表水、地下水化学分析及腐蚀性评价
在场地西北角取了地表水样进行化学分析,结果表明:场地地下水水质类型为氯化物-钠型盐水,地表水水质类型为氯化物-钠型咸水,对混凝土结构存在弱腐蚀性,地下水对长期浸水的钢筋混凝土结构中的钢筋存在弱腐蚀性。
三、经济分析及评价
由于工程场地属海相沉积地基, 未经碾压的填土层下是很厚的软弱的淤泥层, 天然地基不可取; 沉管灌注桩根据以往经验, 容易造成断桩或缩颈,而且随着施工深度的增加,沉管的拔出就更加困难。钻(冲) 孔灌注桩, 施工中遇到软弱的淤泥层容易形成桩身夹泥的现象,增加深度,施工更困难。经过对这几种方法的技术经济比较发现, 它们或者是造价过高, 或者是工期太长, 难以满足建设单位要求(见表1)。
表1 A工程基础方案比较表
与钻孔灌注桩相比,可节约30%成本,工期短。因此, 本场地应用预应力管桩显示了技术上和经济上的优势,此方案在造价和工期上也具有明显的优势。
四、承载力参数确定及单桩承载力估算
(一)承载力设计参数确定
各工程岩土(亚)层天然地基承载力值faK是按《建筑地基基础设计规范》(DB33/1001-2003);预应力管桩桩周土摩擦力特征值qsai及桩端承载力特征值qpa 是按《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)和《建筑地基基础设计规范》(DB/1001-2003),以实测土试指标及原位测试数据、埋藏分布条件为依据,经查表计算对比,并结合地区经验后综合确定。
(二)单桩竖向承载力特征值估算
单桩竖向承载力特征值估算根据《建筑地基基础设计规范》(DB33/1001-2003)推荐公式:预应力管桩采用公式:“Ra=μp∑qsai.Li+Ap. q pa”。 以Z1、Z7 、Z711、Z14、 Z20、 Z27、 Z29、 Z31、 Z42、Z45、Z52号孔为例进行估算,单桩承载力及有效桩长、桩顶标高统一以相对高程3.1m起算。估算结果祥见表3。
单桩承载力特征值估算表表3
注:该预估表仅供设计部门参考。
五、地基基础评价方案
(一)地基基础方案
根据场地工程地质条件、拟建建筑物结构荷载特点、施工环境及当地建筑经验等综合因素分析,拟建基筑物基础方案建议如下:
一号、二号厂房基础方案:采用预应力管桩基础,桩径选用φ500~600mm,选择5-1、5-2b组和组合作为桩端持力层,在B区选择6层作为桩端持力层,桩端进入持力层深度不少于3倍D(D为桩的直径),按贯入度和有效桩长双重控制;
三号厂房及办公楼基础方案:采用预应力管桩基础,桩径选用φ550~600mm,选择6层作为桩端持力层,桩端进入持力层深度不少于3倍D(D为桩的直径),按贯入度和有效桩长双重控制;
四号厂房基础方案:采用预应力管桩基础,桩径选用φ550~600mm,以6层组合作为桩端持力层,桩端进入持力层深度不少于3倍D(D为桩的直径),按贯入度和有效桩长双重控制;
五号厂房基础方案:采用预应力管桩基础,桩径选用φ550~600mm,以6层组合作为桩端持力层,桩端进入持力层深度不少于3倍D(D为桩的直径),按贯入度和有效桩长双重控制;或桩径选用φ550~600mm,有效桩长55.0-58.0m。
设计时应结合上部荷载进行验算,确定桩径和桩长。
(二)沉桩的可能性分析及施工工艺建议
经钻探揭露,场地内地层主要为粘性土与粉性土,适宜预应力管桩的施工。局部地段粉性土含量较高,采用静压法施工会有一定的阻力,故施工工艺建议采用锤击法进行施工。
(三)对周围环境的影响分析及施工方法建议
由于预应力管桩为挤土桩,施工过程中,会产生一定的挤土效应,可能会对拟建场地西边的道路等设施造成一定的影响,建议施工前在拟建场地的西边做好应力释放或应力释放沟,并加强对西边的道路等附属设施进行变形观测。施工方法建议采用跳打法。
六、结论与建议
针对拟建建筑物结构特点和荷载大小,结合场地地质条件,结论与建议如下:
(一)结论
1.根据场地工程地质条件、结合建筑物结构荷载分析,拟建场地不具备浅基础条件;持力层选择分区:在图中的A区5-1、5-2b层组合是预应力管桩较为理想的基础持力层。在B区6层是预应力管桩较为理想的基础持力层。在C区由于6层的埋深及厚度变化较大、层内夹层较多、工程力学性质较不均匀,故选作持力层时桩端土承载力应按“地基土物理力学指标设计参数表”中所提供数值折减使用,此范围可选择6层组合作为持力层,或以5-2a层作为持力层。
2.拟建场地内未发现有影响工程穩定性的不良地质作用,场地20m以内的土层不存在液化的可能性,属对建筑抗震有利地段,场地的稳定性较好,适宜拟建工程的建设。
3.勘查期间测得钻孔稳定水位高程在0.0~0.45m之间。地下水对混凝土结构无腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋有弱腐蚀性;地表水对混凝土结构有弱腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性。
4.拟建场地土的类型属软弱土,场地类别为Ⅲ类;场地所在测区为抗震设防烈度小于Ⅵ度区,设计基本地震动峰值加速度小于0.05g,设计地震分组为第一组。
(二)建议
1.拟建建筑物建议采用预应力管桩基础方案:
A、一、二号厂房桩径选用φ500~600mm,在 “持力层分析选择图”中的A区,以5-1、5-2b组和组合作为桩端持力层,在B区以6层作为桩端持力层,桩端进入持力层深度不少于3倍D(D为桩的直径),按贯入度和有效桩长双重控制;
B、 三号厂房、办公楼桩径选用φ550~600mm,以 6层作为桩端持力层,桩端进入持力层深度不少于3倍D(D为桩的直径),按贯入度和有效桩长双重控制;
C、四号厂房桩径选用φ550~600mm,以6层组合作为桩端持力层,桩端进入持力层深度不少于3倍D(D为桩的直径),按贯入度和有效桩长双重控制;
D、五号厂房桩径选用φ550~600mm,采用摩擦桩,有效桩长55.0-58.0m。
2. 由于预应力管桩为挤土桩,建议施工前在拟建场地的西边做好应力释放或应力释放沟,并加强对道路等设施进行变形观测。
3.预应力管桩施工时应控制好垂直度,接桩质量,施工工艺采用捶击法,施工顺序采用跳打法。
4. 地表水对混凝土结构存在弱腐蚀性,施工前应排除地表水体,保持场地干燥;地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋有弱腐蚀性,预应力管桩施工中应对焊接处涂上防腐层,防腐措施参照《工业建筑防腐设计规范》(GB50046)执行,以防止地下水对焊接处的腐蚀。
5.工程桩施工前应结合场地工程地质条件,选择具有代表性的地段先试桩,并进行静载荷试验,以确定单桩承载力值和确定施工工艺特点及成桩质量控制要求。工程桩完工后,按规范要求进行桩基检测试验。
七、静载荷试验、低应变动力测试的验证
(一)静载试验
1、在预应力管桩施工过程中,先后进行了两次静载荷试验,第一次测试15根桩,第二次测试6根桩。
2、本次静载荷试验采用钢梁与沙包组成的反力装置,用一只500吨液压千斤顶加荷,整个测试过程均由RS-JYC桩基静载荷测试分析系统监控量测,根据《建筑桩基检测技术规范》JGJ106-2003有关规定,本次试验采用快速维持荷载法。
3、单桩竖向静载荷试验结果:第一次测试15根桩,有12根桩的单桩极限承载力均能满足设计要求,另3根桩因桩头部破损,单桩极限承载力不能满足设计要求,采取相应的工程措施进行补救。第二次测试6根桩,6根桩的单桩极限承载力均能满足设计要求。
(二)低应变动力测试
1、对已施工完成的预应力管桩,已分别对4#、1#、2#厂房、办公楼进行了4次低应变动测试验,3#厂房还未完成施工,故暂无数据。
2、测试结果如下:(见下表)
结果表明:Ⅰ类完整桩57.7%,Ⅱ类基本完整桩34.9%,Ⅲ类缺陷桩7.4%,Ⅰ、Ⅱ类合格桩占92.6%,可以满足工程要求。对于Ⅲ类缺陷桩,主要为桩身局部有裂缝和开裂,在有开裂处采用C30混凝土浇至桩顶的方法进行补救。
(三)验证结果
通过上述静载荷试验、低应变动力测试表明:本工程采用预应力管桩在技术上能够满足设计和建设单位的要求,经济上也具有明显的优越性,对于本场地的特有的海相地层,用数据验证了在基础设计中应用预应力管桩桩基础是可行的。
参考文献:
[1]王离. 预应力管桩的设计、施工和工程质量控制. 广州建筑,1991年1期,47 -11-19,47页
[2]邓维刚. 谢华裕.预应力管桩在典型海相沉积地基中的应用. 四川建筑科学研究,2000 年3月第26卷第1 期
[3]黄苏宁,石磊. 预应力混凝土管桩基础设计应注意的问题. 林业科技情报,2006年38卷2期 ,-28-29页
[4]杨斌, 张成利,邬忠强等. 预应力混凝土管桩的设计与应用. 《江苏广播电视大学学报》-2004年15卷3期 -38-40页
[5]DBJ/T5—22—98,预应力混凝土管桩基础技术规程
关键词:预应力管桩 海相地层 基础设计应用
中图分类号:TU757文献标识码: A
前言
预应力管桩作为一种常见的桩型,以其工业化生产程度高、工程造价较便宜,具有强度高、质量较可靠、穿透能力强、承压性能好、施工周期短、检测时间短、施工现场文明整洁等特点,可采用静压法或锤击法施工,适用于一般黏性土及填土、淤泥和淤泥质土、粉土、非自重湿陷性黄土等土层中使用,大量应用于各种建筑的基础中。特别是沿海地区,由于软弱土层厚、持力层埋藏较深,更适合于采用预应力管桩作为建筑的桩基础,显示了技术上和经济上的优越性,近两年来应用愈来愈广。
一、工程概况
拟建A工程项目位于某滨海经济开发区以东的G地块。总用地面积45122平方米,总建筑面积41074平方米,由1-5号厂房及办公楼组成。各建筑物的特征见表1:
拟建建筑物的建筑结构安全等级为Ⅱ级,框架结构,设计拟采用桩基础。
二、场地工程地质条件
(一)拟建场地地形地貌:拟建场地现为废弃的海涂水产品养殖基地,场地内洼地较多,场地地形较平坦,通视良好,地面相对高程在2.90-3.80m。
(二)工程地质分层评价
勘察表明:场地地貌属海积平原,场地土层较稳定。拟建场地主要为海相、海陆交替沉积地层,评价分述如下:
1层素填土,层厚0.50-1.20m,为新近填土,力学性质差,不能作为拟建建筑物的天然地基;
2层粉质粘土,厚0.70-1.20m,可塑渐变为软塑,高压缩性,工程力学强度较低。局部缺失,其厚度薄,且有巨厚的软弱下卧层,不能作为拟建建筑物的天然地基;
3层:上层淤泥质粉质粘土、层厚10.60-11.70m。中层淤泥,呈流塑状,为海相沉积,是场地主要软弱土层,具有含水量高、孔隙比大、强度低等特点,层厚:8.20-11.00m。下层含淤泥质粉质粘土,流塑状,为海相沉积地层,高压缩性,工程力学强度低,层厚:4.30-7.90m。此层均不能作为拟建建筑物的基础持力层;
4层:上层粉质粘土,层厚:4.00-7.10m,软塑状,中偏高压缩性。中层粉质粘土,层厚:7.20-15.90m,软塑状,高压缩性。下层粉质粘土,层厚:0.80-10.10m,软-可塑状,中偏高压缩性。各层力学强度低,并在全场均有分布。层顶埋深27.30-50.00m,层底标高-54.25~-29.06m。此层均为海相沉积地层,不可作拟建建筑物的基础持力层;
5层:分为3层。5-1层粘土,层厚:0.40-9.10m,硬塑状,局部可塑状,中压缩性,力学强度较高;底部含粉质粘土夹层(层厚:0.00-2.60m),可塑状,中压缩性,力学强度一般。5-2a 层粉质粘土,层厚:0.00-13.50m,可塑状,中压缩性,力学强度一般。5-2b 层粉质粘土,层厚:0.00-9.50m,中压缩性,力学强度较好。本层层顶埋深42.90-58.70m,层底标高-61.27~-42.39m。此层为陆相渐变为滨海相地层,5大层组合可作为预应力管桩基础持力层;
6层含粉质粘土,中—密实状,中压缩性,工程力学强度一般;底部含粉质粘土夹粉土夹层,层厚:1.80-2.10m,可塑状,中压缩性,工程力学强度一般。本层层厚:0.50-15.00m,层顶埋深49.10-63.50m,层底标高-67.10~-51.94m。
7层粉质粘土,可塑状,中压缩性,工程力学强度一般。6大层与7层组合层可作为预应力管桩基础持力层。最大揭露层厚为3.60m,层顶埋深65.20-70.00m。
(三)不良地质作用
拟建场地内未发现有影响工程稳定性的不良地质作用,但存在如下三个方面的问题:1.拟建场地为一个废弃水产品养殖场,场地内分布有较多的池塘及塘淤泥;2.场地内分布有较厚的软弱土层,该土层易使建筑物产生地基变形等问题;3.场地内地表水对混泥土结构有弱腐蚀性,地下水对长期浸水的钢筋混泥土结构中的钢筋有弱腐蚀性。
(四)场地及场地的地震效应
据区域水文资料反应,拟建场地覆盖层厚度大于80m,结合本工程勘察资料,按《建筑抗震设计规范》(GB1-2001)表4.1.3~4.1.6判定,场地土的类型属软弱土,场地类别为Ⅳ(三)类。根据《中国地震区划图》和《中国地震动峰值加速度区划图》,本建筑场地所在测区地震裂度为小于6度区,其地震动峰值加速度<0.05g,设计地震分组为第一组。
(五)场地稳定性评价和适宜性评价
根据区域资料分析,本地区所能发生的地震一般都小于4级,属于地震少、震级小、地基相对稳定区域。结合钻探揭露,拟建场地20m深度范围内不存在砂性土层,故场地不存在地震液化现象,也未发生滑坡、坍塌等不良地质作用。故场地整体稳定性较好,适宜本工程建设。
(六)地表水、地下水化学分析及腐蚀性评价
在场地西北角取了地表水样进行化学分析,结果表明:场地地下水水质类型为氯化物-钠型盐水,地表水水质类型为氯化物-钠型咸水,对混凝土结构存在弱腐蚀性,地下水对长期浸水的钢筋混凝土结构中的钢筋存在弱腐蚀性。
三、经济分析及评价
由于工程场地属海相沉积地基, 未经碾压的填土层下是很厚的软弱的淤泥层, 天然地基不可取; 沉管灌注桩根据以往经验, 容易造成断桩或缩颈,而且随着施工深度的增加,沉管的拔出就更加困难。钻(冲) 孔灌注桩, 施工中遇到软弱的淤泥层容易形成桩身夹泥的现象,增加深度,施工更困难。经过对这几种方法的技术经济比较发现, 它们或者是造价过高, 或者是工期太长, 难以满足建设单位要求(见表1)。
表1 A工程基础方案比较表
与钻孔灌注桩相比,可节约30%成本,工期短。因此, 本场地应用预应力管桩显示了技术上和经济上的优势,此方案在造价和工期上也具有明显的优势。
四、承载力参数确定及单桩承载力估算
(一)承载力设计参数确定
各工程岩土(亚)层天然地基承载力值faK是按《建筑地基基础设计规范》(DB33/1001-2003);预应力管桩桩周土摩擦力特征值qsai及桩端承载力特征值qpa 是按《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)和《建筑地基基础设计规范》(DB/1001-2003),以实测土试指标及原位测试数据、埋藏分布条件为依据,经查表计算对比,并结合地区经验后综合确定。
(二)单桩竖向承载力特征值估算
单桩竖向承载力特征值估算根据《建筑地基基础设计规范》(DB33/1001-2003)推荐公式:预应力管桩采用公式:“Ra=μp∑qsai.Li+Ap. q pa”。 以Z1、Z7 、Z711、Z14、 Z20、 Z27、 Z29、 Z31、 Z42、Z45、Z52号孔为例进行估算,单桩承载力及有效桩长、桩顶标高统一以相对高程3.1m起算。估算结果祥见表3。
单桩承载力特征值估算表表3
注:该预估表仅供设计部门参考。
五、地基基础评价方案
(一)地基基础方案
根据场地工程地质条件、拟建建筑物结构荷载特点、施工环境及当地建筑经验等综合因素分析,拟建基筑物基础方案建议如下:
一号、二号厂房基础方案:采用预应力管桩基础,桩径选用φ500~600mm,选择5-1、5-2b组和组合作为桩端持力层,在B区选择6层作为桩端持力层,桩端进入持力层深度不少于3倍D(D为桩的直径),按贯入度和有效桩长双重控制;
三号厂房及办公楼基础方案:采用预应力管桩基础,桩径选用φ550~600mm,选择6层作为桩端持力层,桩端进入持力层深度不少于3倍D(D为桩的直径),按贯入度和有效桩长双重控制;
四号厂房基础方案:采用预应力管桩基础,桩径选用φ550~600mm,以6层组合作为桩端持力层,桩端进入持力层深度不少于3倍D(D为桩的直径),按贯入度和有效桩长双重控制;
五号厂房基础方案:采用预应力管桩基础,桩径选用φ550~600mm,以6层组合作为桩端持力层,桩端进入持力层深度不少于3倍D(D为桩的直径),按贯入度和有效桩长双重控制;或桩径选用φ550~600mm,有效桩长55.0-58.0m。
设计时应结合上部荷载进行验算,确定桩径和桩长。
(二)沉桩的可能性分析及施工工艺建议
经钻探揭露,场地内地层主要为粘性土与粉性土,适宜预应力管桩的施工。局部地段粉性土含量较高,采用静压法施工会有一定的阻力,故施工工艺建议采用锤击法进行施工。
(三)对周围环境的影响分析及施工方法建议
由于预应力管桩为挤土桩,施工过程中,会产生一定的挤土效应,可能会对拟建场地西边的道路等设施造成一定的影响,建议施工前在拟建场地的西边做好应力释放或应力释放沟,并加强对西边的道路等附属设施进行变形观测。施工方法建议采用跳打法。
六、结论与建议
针对拟建建筑物结构特点和荷载大小,结合场地地质条件,结论与建议如下:
(一)结论
1.根据场地工程地质条件、结合建筑物结构荷载分析,拟建场地不具备浅基础条件;持力层选择分区:在图中的A区5-1、5-2b层组合是预应力管桩较为理想的基础持力层。在B区6层是预应力管桩较为理想的基础持力层。在C区由于6层的埋深及厚度变化较大、层内夹层较多、工程力学性质较不均匀,故选作持力层时桩端土承载力应按“地基土物理力学指标设计参数表”中所提供数值折减使用,此范围可选择6层组合作为持力层,或以5-2a层作为持力层。
2.拟建场地内未发现有影响工程穩定性的不良地质作用,场地20m以内的土层不存在液化的可能性,属对建筑抗震有利地段,场地的稳定性较好,适宜拟建工程的建设。
3.勘查期间测得钻孔稳定水位高程在0.0~0.45m之间。地下水对混凝土结构无腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋有弱腐蚀性;地表水对混凝土结构有弱腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性。
4.拟建场地土的类型属软弱土,场地类别为Ⅲ类;场地所在测区为抗震设防烈度小于Ⅵ度区,设计基本地震动峰值加速度小于0.05g,设计地震分组为第一组。
(二)建议
1.拟建建筑物建议采用预应力管桩基础方案:
A、一、二号厂房桩径选用φ500~600mm,在 “持力层分析选择图”中的A区,以5-1、5-2b组和组合作为桩端持力层,在B区以6层作为桩端持力层,桩端进入持力层深度不少于3倍D(D为桩的直径),按贯入度和有效桩长双重控制;
B、 三号厂房、办公楼桩径选用φ550~600mm,以 6层作为桩端持力层,桩端进入持力层深度不少于3倍D(D为桩的直径),按贯入度和有效桩长双重控制;
C、四号厂房桩径选用φ550~600mm,以6层组合作为桩端持力层,桩端进入持力层深度不少于3倍D(D为桩的直径),按贯入度和有效桩长双重控制;
D、五号厂房桩径选用φ550~600mm,采用摩擦桩,有效桩长55.0-58.0m。
2. 由于预应力管桩为挤土桩,建议施工前在拟建场地的西边做好应力释放或应力释放沟,并加强对道路等设施进行变形观测。
3.预应力管桩施工时应控制好垂直度,接桩质量,施工工艺采用捶击法,施工顺序采用跳打法。
4. 地表水对混凝土结构存在弱腐蚀性,施工前应排除地表水体,保持场地干燥;地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋有弱腐蚀性,预应力管桩施工中应对焊接处涂上防腐层,防腐措施参照《工业建筑防腐设计规范》(GB50046)执行,以防止地下水对焊接处的腐蚀。
5.工程桩施工前应结合场地工程地质条件,选择具有代表性的地段先试桩,并进行静载荷试验,以确定单桩承载力值和确定施工工艺特点及成桩质量控制要求。工程桩完工后,按规范要求进行桩基检测试验。
七、静载荷试验、低应变动力测试的验证
(一)静载试验
1、在预应力管桩施工过程中,先后进行了两次静载荷试验,第一次测试15根桩,第二次测试6根桩。
2、本次静载荷试验采用钢梁与沙包组成的反力装置,用一只500吨液压千斤顶加荷,整个测试过程均由RS-JYC桩基静载荷测试分析系统监控量测,根据《建筑桩基检测技术规范》JGJ106-2003有关规定,本次试验采用快速维持荷载法。
3、单桩竖向静载荷试验结果:第一次测试15根桩,有12根桩的单桩极限承载力均能满足设计要求,另3根桩因桩头部破损,单桩极限承载力不能满足设计要求,采取相应的工程措施进行补救。第二次测试6根桩,6根桩的单桩极限承载力均能满足设计要求。
(二)低应变动力测试
1、对已施工完成的预应力管桩,已分别对4#、1#、2#厂房、办公楼进行了4次低应变动测试验,3#厂房还未完成施工,故暂无数据。
2、测试结果如下:(见下表)
结果表明:Ⅰ类完整桩57.7%,Ⅱ类基本完整桩34.9%,Ⅲ类缺陷桩7.4%,Ⅰ、Ⅱ类合格桩占92.6%,可以满足工程要求。对于Ⅲ类缺陷桩,主要为桩身局部有裂缝和开裂,在有开裂处采用C30混凝土浇至桩顶的方法进行补救。
(三)验证结果
通过上述静载荷试验、低应变动力测试表明:本工程采用预应力管桩在技术上能够满足设计和建设单位的要求,经济上也具有明显的优越性,对于本场地的特有的海相地层,用数据验证了在基础设计中应用预应力管桩桩基础是可行的。
参考文献:
[1]王离. 预应力管桩的设计、施工和工程质量控制. 广州建筑,1991年1期,47 -11-19,47页
[2]邓维刚. 谢华裕.预应力管桩在典型海相沉积地基中的应用. 四川建筑科学研究,2000 年3月第26卷第1 期
[3]黄苏宁,石磊. 预应力混凝土管桩基础设计应注意的问题. 林业科技情报,2006年38卷2期 ,-28-29页
[4]杨斌, 张成利,邬忠强等. 预应力混凝土管桩的设计与应用. 《江苏广播电视大学学报》-2004年15卷3期 -38-40页
[5]DBJ/T5—22—98,预应力混凝土管桩基础技术规程