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锤击式沉管灌注桩贯入度控制标准的探讨

[11-20 17:25:56]   来源:http://www.65jz.com  施工技术   阅读:8690

概要:u——桩身周边长度;qsik——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值;li——按土层划分的各段桩长。贯入度的设计一般依据现有的打桩动力公式[3],主要有格尔谢凡诺夫公式、工程新闻修正公式、海利公式和广东打沉管灌注桩公式等。上述经验公式是根据功能原理和实验推导出来的,适用对象为预制桩(包括钢管桩);而灌注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设计灌注桩的贯入度,显然是不恰当的。在工程实践上,这种方法往往偏于安全,结果是使工程成本增加。3工程实例本例为东莞某学校的桩基实际工程。该小区位于东江形成的三角洲平原,属于冲积地貌,地形平坦,场地土层分层描述如表1.设计要求采用锤击沉管灌注桩,桩端以中细砂层上部为持力层,桩长L=22m(从场地地坪算起),桩径?=480mm,单桩承载力标准值为600kN.沉管贯入度计算:(1)格氏公式式中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;ε——恢复系数,无桩帽时ε2=0.25;Q——锤重,kN;q——桩、桩帽、桩锤的非冲击部分重量,kN;H——

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  u——桩身周边长度;

  qsik——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值;

  li——按土层划分的各段桩长。

  贯入度的设计一般依据现有的打桩动力公式[3],主要有格尔谢凡诺夫公式、工程新闻修正公式、海利公式和广东打沉管灌注桩公式等。上述经验公式是根据功能原理和实验推导出来的,适用对象为预制桩(包括钢管桩);而灌注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设计灌注桩的贯入度,显然是不恰当的。在工程实践上,这种方法往往偏于安全,结果是使工程成本增加。

  3工程实例

  本例为东莞某学校的桩基实际工程。该小区位于东江形成的三角洲平原,属于冲积地貌,地形平坦,场地土层分层描述如表1.

  设计要求采用锤击沉管灌注桩,桩端以中细砂层上部为持力层,桩长L=22m(从场地地坪算起),桩径?=480mm,单桩承载力标准值为600kN.

  沉管贯入度计算:

  (1)格氏公式

  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;

  ε——恢复系数,无桩帽时ε2=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,cm2;

  m——安全系数,永久建筑为2;

  Rk——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=1.810cm2,H=100×0.8=80cm,Rk=600kN

  将有关数据代入格氏公式后得:

  e=0.54cm/击

  (2)广东打沉管灌注桩公式

  式中e——打桩最后阶段平均每锤的贯入度,cm;

  Q——锤重,kN;

  H——落锤高度,m;

  A——参数,桩径?=480mm, A=9;

  B——参数,桩径?=480mm,B=120;

  N——总锤数,此时取800锤;

  Rk——单桩承载力标准值,kN.

  将有关数据代入广东打沉管灌注公式后得:

  e=0.18cm/击

  由上述计算结果可知,广东公式要求较之更加严格。该地成功经验为:对于桩径?=480mm、设备锤重为30kN、设定锤落距为1.0m情况,最后三阵锤击,每阵10锤,贯入度<6cm.综合考虑计算结果和当地成功经验,设计规定,最后三阵锤击,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,大部分桩贯入度都超过了设计要求,个别桩多达22~50cm/10锤,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用了灌砂复打,挤密砂土的新方法。考虑到本小区桩基工程量大,基桩总数约为3 000余根,为了工程安全和节省投资,并为后续施工提供依据,为此对贯入度较大的以及经灌砂复打的桩,选择了6根桩进行了静载测试,有关数据如表2、3.

  因为此次静载测试目的并不是做桩的破坏试验,所以最大试验荷载以满足设计要求为限。至最大试验荷载时,没有出现极限特征。

  从测试试验结果看出:(1)该地区的灌注桩沉管贯入度实际值是设计值的2~8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达到设计要求。可见贯入度设计值偏小。(2)对于贯入度特别大的3号桩,经灌砂复打,测试结果表明,桩的承载力也能达到设计要求,且最大沉降量仍未超过规范极限值。可见,若严格控制贯入度不甚合理,

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