導(dǎo)語：高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁分析論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：經(jīng)過近幾年的實(shí)踐，高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（PHC）以其樁身混凝土強(qiáng)度高，適應(yīng)性廣，耐沖擊性能好，穿透力強(qiáng)，具有承載力高，抗彎抗裂性能好，施工快捷、方便，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于高層建筑基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：樁預(yù)應(yīng)力基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

一、前言

經(jīng)過近幾年的實(shí)踐，高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（PHC）以其樁身混凝土強(qiáng)度高，適應(yīng)性廣，耐沖擊性能好，穿透力強(qiáng)，具有承載力高，抗彎抗裂性能好，施工快捷、方便，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于高層建筑基礎(chǔ)。

二、工程概況

增城市婦幼保健院門診大樓，占地面積約550平方米，呈“▃”字形，共計(jì)九層。首層樓高5.0米，為侯診大廳；二～九層為各門診科室，層高二層3.5米，天面層設(shè)有水池、洗衣房。結(jié)構(gòu)采用框架結(jié)構(gòu)。該建筑物按規(guī)范規(guī)定為二級(jí)建筑物，抗震等級(jí)為三級(jí)，抗震設(shè)防烈度為6度。場(chǎng)地為舊房拆除地，并已清理成平整的場(chǎng)地。

三、場(chǎng)地工程地質(zhì)狀況

通過鉆探揭露，場(chǎng)區(qū)上部為第四系覆蓋土層，下伏為震旦系片麻巖風(fēng)化層。第四系覆蓋土層由人工堆積，沖積和殘積層組成，厚度可達(dá)30－40米，土質(zhì)均勻。

地層由上至下分別為：

（1）雜填土：灰白色，濕，軟弱，由粉土堆填，屬高壓縮性土，工程性能差，層厚4.6米。

（2）粘土：磚紅色，花斑狀，可塑，質(zhì)純，粘滑。屬中壓縮性土，工程性能差，層厚1.3~4.9米。

（3）細(xì)砂：土黃色，飽水，松散，含大量粉粘粒。層厚6.1~7.0米。

（4）粉質(zhì)粘土：灰色，粘滑，軟塑，為沖擊土。屬中壓縮性土，工程性能差，層厚1.2～2.5米。

（5）粉砂：灰黑色，松散，飽和，總體略軟弱，局部為粉土。屬中壓縮性土，工程性能差，層厚1.7～4.7米。

（6）礫砂：土黃色，飽水，中密－密實(shí)，含細(xì)礫石：0.2－0.5厘米大小，呈次圓次棱角形，成分以石英、硅質(zhì)巖為主，含量差別大（10%－70%）?？勺鳛槎鄬咏ㄖ抖顺至?，層厚7.3~11.9米。

（7）a、砂質(zhì)粘性土：灰褐色，稍濕－濕，以硬塑為主，上部較軟，往下漸硬，底部近風(fēng)化花崗巖，原巖結(jié)構(gòu)清晰，含砂量不大，含親水礦物，遇水易軟化、膨脹。為較為理想的樁端持力層，層厚大于4.1米。b、ZK2鉆孔揭露為砂質(zhì)粘性土：褐黃色，稍濕－濕，硬塑－堅(jiān)硬?；◢弾r全風(fēng)化形成的未經(jīng)搬運(yùn)的殘積土。底部為全風(fēng)化巖。為較為理想的樁端持力層，該層未揭示。

本場(chǎng)地地貌簡(jiǎn)單，地形平坦，無不良地質(zhì)現(xiàn)象，屬二類場(chǎng)地；場(chǎng)地水對(duì)混凝土無侵蝕性。地基各土層承載力參數(shù)列于表1。

表1

土層號(hào)巖土名稱預(yù)應(yīng)力混凝土管樁標(biāo)貫

N63.5

qsk(kPa)qpk(kPa)

②-1粘土2011.00

②-2細(xì)砂204.80

③粉質(zhì)粘土3016.50

④粉砂5031.30

⑤砂砂38260041.60

⑥砂質(zhì)粘土35250017.30

⑦全風(fēng)化花崗巖80280057.00

四、基礎(chǔ)方案

（1）本工程選用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（PHC），直徑為D=400，壁厚為125，C80高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁樁身容許承載力為［R］＝1800kPa，承載力標(biāo)準(zhǔn)值Rk=1800kN，樁長(zhǎng)約17~20米，以沖積沙礫層為樁端持力層，樁端進(jìn)入持力層1.0米。接樁采用焊接，樁頭錨入承臺(tái)內(nèi)100，在樁頭內(nèi)插入4Ф22,長(zhǎng)2.0米，其中1.0米。錨入樁內(nèi)并澆C30混凝土封堵。

（2）單樁承載力的確定：高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁單樁豎向承載力是按樁身額定強(qiáng)度來確定，利用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行估算，通過現(xiàn)場(chǎng)靜荷載試驗(yàn)確定。管樁因管樁外徑、壁厚、混凝土強(qiáng)度等級(jí)等因素而承載力不同。樁身額定強(qiáng)度，上?！兜鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》DBJ08-11-89采用了美國(guó)UBC和ACI的計(jì)算公式形式，樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度按下式驗(yàn)算：

σ≤(0.20～0.25)R－0.27σpc

式中σ樁身垂直壓應(yīng)力，單位同R；

R邊長(zhǎng)為20cm的混凝土立方體試塊的極限抗壓強(qiáng)度；

σpc樁身截面上混凝土有效預(yù)加應(yīng)力。

我國(guó)管樁生產(chǎn)廠家流行的算式是套用日本和英國(guó)的公式，即

Rb＝1/4(fc－σpc)·A

式中Rb管樁樁身額定承載力；

fc管樁樁身混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度，如C80時(shí)，取fc＝80Mpa；

σpc樁身有效預(yù)壓應(yīng)力；

A樁身有效橫截面積。

廣東建設(shè)實(shí)業(yè)集團(tuán)公司副總工王離高工提出了華南地區(qū)管樁單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值的經(jīng)驗(yàn)公式：

Rk=100NAp+UpΣqsiLi

式中Rk管樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值；

N樁端處強(qiáng)風(fēng)化巖的標(biāo)貫值；

Ap樁尖（封口）投影面積；

Up管樁樁身外周長(zhǎng)；

Li各土層劃分的各段樁長(zhǎng)；

qsi樁周土的摩擦力標(biāo)準(zhǔn)值，按GBJ7-89規(guī)范附錄十五所列數(shù)值的上限（高值）取用，強(qiáng)風(fēng)化巖的qs值取150kPa。

公式適用范圍：（1）管樁樁尖必須進(jìn)入N≥50的強(qiáng)風(fēng)化層，當(dāng)N＞60時(shí)，取N=60；（2）當(dāng)計(jì)算出來的Rk大于樁身額定承載力Rb時(shí)，取Rk為額定承載力Rb。由于管樁單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值在3500kN以下，因此多數(shù)工程都是以靜荷載試驗(yàn)來確定其承載力。單樁承載力根據(jù)廣東省《預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》（征求意見稿）估算。

按照該規(guī)程公式：

Rk=rsusqsiLi+rpqpAp

式中Rk單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值（kN）；

rs樁周土摩擦力調(diào)整系數(shù)；

us樁身周長(zhǎng)（m）；

qsi樁周土摩擦力標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；

Li各土層劃分的各段樁長(zhǎng)(m)；

rs樁端土承載力調(diào)整系數(shù)；

qp樁端土承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；

Ap樁身橫截面積(m2)。

（3）由于工期較緊，而且附近有已完成的相似的基礎(chǔ)工程可參考，

所以采用按照華南地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算所得的單樁豎向承載力Rk=1800kN作為本工程所采用的單樁承載力。在打樁過程中采用PDA應(yīng)變作為輔助觀察，以有效的控制樁的貫入度，進(jìn)而保證質(zhì)量。由于該工程地處城區(qū)，又是醫(yī)院，不適宜進(jìn)行打入式施工，故采用YZY-240靜力壓樁機(jī)入樁施工，以樁長(zhǎng)為主、按設(shè)計(jì)荷載2倍的壓力壓下時(shí)，卸載后復(fù)壓1~2次的最后貫入度為輔的雙控指標(biāo)。待基礎(chǔ)工程施工完畢后，再按實(shí)際情況依照《建筑樁基技術(shù)》（JGJ94-94）的要求進(jìn)行靜荷載試驗(yàn)檢驗(yàn)單樁承載力。

五、樁的檢測(cè)

（1）樁基質(zhì)量無損檢查：本工程共抽16根樁（占總樁數(shù)的15%）采用低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)反射波法進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)的目的主要通過動(dòng)測(cè)方法檢查樁基的質(zhì)量，包括樁身的完整性（樁身斷裂、樁身各節(jié)的連接情況）及混凝土的質(zhì)量（混凝土的膠結(jié)情況）和動(dòng)測(cè)推算單樁承載力等。檢測(cè)的16根樁，實(shí)測(cè)縱波波形曲線規(guī)律性較好，未見明顯的樁間反射波異常，且均可觀測(cè)到樁底反射波信號(hào)，表明這16根樁樁身完整，連接良好，未出現(xiàn)明顯的樁身質(zhì)量問題（檢測(cè)結(jié)果表略），動(dòng)測(cè)推算的整樁混凝土的平均抗壓強(qiáng)度及單樁承載力能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，均評(píng)為一類樁即良好樁。

（2）靜荷載試驗(yàn)全部采用工程樁進(jìn)行，在考慮了動(dòng)測(cè)結(jié)果、施工情況、平面分布等因素后，選取了下列三根樁進(jìn)行試樁。三根樁的靜載均是加荷至2.0[Rk]時(shí)停止加載試驗(yàn)。

結(jié)果表明：三根樁在各荷載的作用下，樁頂沉降量較小，而且Q－s曲線平穩(wěn)，說明承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。但卸載后，發(fā)現(xiàn)沉降的回彈力偏小。

六、小結(jié)

通過該工程的設(shè)計(jì)實(shí)踐，基本上掌握了高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在增城地區(qū)的地質(zhì)參數(shù)和基本控制條件。由試樁Q－s曲線等綜合分析對(duì)比后，認(rèn)為該基樁設(shè)計(jì)的地質(zhì)參數(shù)在原設(shè)計(jì)取值的基礎(chǔ)上還可以進(jìn)一步提高，在樁施打過程中，控制貫入度小于30（YZY-240靜力壓樁機(jī)）的要求不是十分合理，最后貫入度的取值與壓樁荷載、落距、樁長(zhǎng)、樁的直徑及地質(zhì)構(gòu)造等條件、樁端進(jìn)入持力層的厚度、樁的承載力等因素有關(guān)，對(duì)此還須在實(shí)踐中加以摸索。