静力触探试验估算预应力混凝土管桩单桩承载力的工程应用.pdf

广 城携建设 [ 文章编号] 1 6 7 2 — 7 0 4 5 ( 2 O 0 9 ) 0 3 — 0 0 9 9 — 0 4 静力触探试验估算预应力 混凝士管赧单桩承载力的工程应霸 罄 磐 喜 磐 慧 缮 岛 0 I ≥ 0 j j 0 0 0 |j 0 ． ■ 勇 | l 0 。 _ 誊 舅 参 l 。 j l_ 0 善 菇 |叠 ≯ 舅 j 摘要： 本文通过梧 州市某 十六 层 大厦 工程 实例 ， 探 讨 了利 用静 力触探 试验成 果数据 估算静 压预 应 力混凝土 管桩 的单桩 竖向 承 载力的工程应 用， 以资借 鉴。 关键 词： 静压预应 力 混凝 土 管桩静 力触探 [ 中图分类号] T U 4 7 3 [ 文献标识码] B 1 静力触探技术与预应力混 凝土管桩简介 1 ． 1 静力触探 静力触探的基本原理就是用 准静力 ( 相对动力触探而言， 没有 或很少冲击荷载) 将一个内部装 有传感器的触探头以匀速压入土 中， 由于地层 中各种土质的软硬 度不同， 探头所受阻力也不一样， 传感器将这种大小不同的贯人阻 力通过电信号输入到记录仪表中 记录下来， 再通过贯人阻力与土 的工程地质特征之间的定性关系 和统计相 关关系， 来实现取得土 层剖面、 提供浅基承载力、 选择桩 端持力层和预估单桩承载力等工 程地质勘察 目的。 静力触探是应用最广的一种 原位测试技术， 这与它明显 的优 点有 关： ①兼有勘探与测试双重 作用； ②测试数据精度高， 再现性 好， 且测试快速 、 连续 、 效率高、 功 能多； ③采用电子技术， 便于实现 测试过程 自动化。静力触探可直 接在现场连续、 快速、 精确测得各 土层的贯人 阻力指标 ， 掌握各土 层原始状态 ( 相对于土层被扰动 和应力状态改变而言 ) 下有 关物 理力学的性质。在 因地基竖向变 化较复杂， 用一般常规勘探手段 不可能大密度取土或测试来查明 土质变化的情况下， 以及在从饱 和砂土 、 砂质粉土以及高灵敏度 软粘土层 中钻探取样难以达到技 术要求或是无法取样的情况下， 则可使用静力触探连续压入测试 来解决 问题 。但是， 静力触探也 有其不足之处， 如不能对 土层进 行直接的观测、 鉴别， 测试深度不 能超过8 0 m以及不适合应用于含 碎石 、 砾石的土层和密实的沙层 等等。 静力触探 技术应用很广， 主 要为以下几方面： ①划分土层； ② 求取各土层工程性质指标； ③确 定桩基参数。用静力触探可以确 定桩端持力层及单桩承载力， 这 是源于静 力触探机理 与沉桩相 似 。双桥静力触探远 比单桥静力 触探精度高， 在 桩基勘察中应优 先采用。 1 ． 2 预应力混凝土管桩 预应力混凝土管桩是一种较 新型的桩基， 其应用范围也较广， 与传统 的预制桩型相比， 预应力 混凝 土管桩具有 以下特点： ①桩 身强度高， 单桩承载力强； ②桩体 具有 良好的抗弯抗剪抗裂性能； ③具有 良好的穿越土层的能力； ④成桩质量可靠； ⑤施工方便快 捷， 施工周期短； ⑥施工噪音小， o 9 ． ： 7 ． 1 1 尸I移 城 携 设 ． 9 ． ： { 广 城 携 设 ．e．oo．9．： ． ． 尸I移城掳建设 5 ． 8 0 m～9 ． 4 0 m ， 厚度 5 ． 2 0 m一 2 0 m ； 强 风 化 花 岗岩 ⑥ 2 ： 标 高 3． 6 0 m ～4． 2 0 m。 按桩径为 4 0 0 m m ， 估算静压预 应力混凝土管桩的单桩竖向承载 力标准值 ， 桩端进入强风化岩层 1 ． O m ， 桩顶位于地面以下 3 ． 6 m ， 试 验数据及计算结果见表 1 、 表 2 、 表 3。 从表 中可以看 出， C P T 1 3 孔估 算 桩 长 l 9 ． 6 m与 实 际施 工桩 长 1 9 ． 8 m比较接近， 单桩竖向抗压极 限承载力Q 为2 5 0 0 k N 时， 基桩沉 降量为 1 7 ． 4 3 m m ， 满足设计要求； C P T 5 孔估算桩长 1 9 ． o m 与实际施 工桩长 l 7 ． 8 m 稍有差异， 钻孔位置 与桩位置有偏移亦是造成差异的 因素之一， 单桩竖向抗压极限承 载 力 p 为 2 5 0 0 k N时， 沉 降量 为 1 3 ． 5 4 m m ， 满足设计要求。 该大厦 已使用多年， 一直表 现良好， 未出现任何问题。 5 技术分析与总结 5 ． 1 场地地质环境 场地为花 岗岩风化带地 区， 上部主要为砂质粘性土、 全风化 花岗岩、 强风化花岗岩， 各个风化 带岩土层界限模糊， 由上 至下强 度逐渐增大。这种地层结构既利 于静 力触探试验的数据 准确 采 集， 又利于静压预应力混凝土管 桩的顺利施工。 5 ． 2 受力机理 双桥静力触探试验机理是通 过锥头对土的刺入破坏获得锥尖 上 、 下探头阻力， 并通过锥侧壁摩 擦获取探头平均侧阻力。静压预 应力混凝土管桩则是通过刺入破 坏及挤土， 桩底竖向压缩， 桩侧侧 向挤压摩擦， 从而获得较高的单 桩承载力 。因此， 双桥静力触探 机理与沉桩相似， 在桩基勘察中 应优先采用 。 该大厦工程场地地质环境较 利于静力触探及静压预应力混凝 土管桩的施工， 较充分地发挥了 两者相似的受力机理， 因此， 本场 地中， 双桥静力触探试验应用在 估算预应力混凝土管桩单桩承载 力中， 取得了良好的效果。 5 ． 3 估算预应力混凝土管桩单 桩承载力的注意事项 本场地岩土层由上至下强度 逐渐增大， 双桥静力触探试验所 得数据较为准确， 计算结果直接 可以应用。当场地持力层突然变 硬时， 双桥静力触探试验桩端平 面上、 下探头阻力会变得很大， 如 冲沟下伏土层突变为强、 中风化 砂岩或灰岩时， 应用该公式估算 所得承载力不能直接应用， 因为 预应力混凝土管桩难以嵌入较硬 的岩石， 桩底的稳定性难以保证， 应慎用该方法估算承载力。 6 结论 在本工程 中， 采用静力触探 资料估算静压预应力混凝土管桩 的单桩竖向承载力与实际施工桩 长较为接近， 通过静载试验检测， 其单桩竖向抗压极限承载力及沉 降量满足设计要求。 参考文献 [ 1 】 J G J 9 4 - 2 0 0 8 ， 建筑桩基技 术规 范[ s ] ． [ 2 】 G B 1 3 4 6 7 - 9 2 ， 先张法预应 力混凝土 管桩 【 s 】 ． ( 作 者 单 位 ： 梧 州 市 建 筑 设 计 院 ， 广1 a l~ ．J d 5 4 3 0 0 2) @ I． ： ? l