某机械加工厂房预应力高强混凝土管桩的应用.pdf

建筑技术开发 Bu i l d i n g T e c h n o l o g y De v e l o p me n t 建筑论坛 Ar c h i t e c t u r a l F o r u m 第4 3 卷第7 期 2 0 1 6 年7 月 某机械加工厂房预应力高强混凝土管桩的应用 方坤 ( 山东能源重型装备 制造集团有 限责任公司新汶分公 司，山东泰安2 7 1 2 1 9) 摘要 通过预应力高强混凝土管桩在某机械加工厂房的应用，对比分析了预应力高强混凝土管桩的优点，详细阐述了挤 土效应及防治措施，验证 了此桩型对工期要求短、承载力要求高的项 目尤为适用 。 关键词 P HC管桩 ； 挤土效应 ； 压缩模量 中图分类号 T U7 5 3 3 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 1 5 2 3 X ( 2 0 1 6 )0 7 0 1 5 9 0 2 A M a c h i n i n g Pl a n t PHC Pi p e Pi l e s S h o u l d Fa ngKu n Ab s t r a c t B a s e d o n t h e p r e s t r e s s e d c o n c r e t e p i p e p i l e i n t h e a p p l i c a t i o n o f a me c h a n i c a l p r o c e s s i n g p l a n t ，c o mp a r i s o n o f t h e a d v a n t a g e s o fp r e s t r e s s e d c o n c r e t e p i p e p i l e a r e a n a l y z e d， a n d t h e c o mp a c t i o n e f f e c t a n d p r e v e n t i o n me a s u r e s a r e e x p o u n d e d i n d e t a i l ， a n d v e r i fi e d t h e p i l e t y p e o f s h o r t c o n s t r u c t i o n p e r i o d ，h i g h b e a r i n g c a p a c i t y r e q u i r e me n t o f t h e p r o j e c t i s p a rt i c u l a r l y a p p l i c a b l e K e y wo r d sP H C p i p e p i l e； c o mp a c t i o n e f f e c t ； c o mp r e s s i o n mo d u l u s 1 项目简介 拟建一处机械加工厂房，占地面积约 1 2 4 0 0 m ，场地位于 山东济 南市某厂区 内。构筑物重要性等级 为二级，地基基础设 计等级为乙级，地基等级二级，项目建设计划工期5 个月。据 区域 地质 资料 显示 ，厂 区 范围 内无 活动 性 断裂通 过 ；场地 及 附近 无 不 良地质 作用 ；钻探 结果表 明场地 范围 内地基 上部 岩 土层 主要 有人工 填土 、坡积 土及风化 残积 粉 质粘土 ，中下 部 岩土 层 为强风化 、中风 化砂 砾岩 。场 地 总体 稳定 ，根据 地 基 岩土工程地质性质及拟建建构筑物特点，1 层上部填土土质不 均匀 、强度 较低 ，且 厚度 大 ，2 、3 层 粉质 粘 土强度一 般 、分 布不稳定、土质不均匀，故不宜采用天然地基浅基础，建议 采用穿透能力强的预应力高强混凝土管桩 ( P HC管桩) ，以中 风化砂砾岩 ( 层序号4 ，5 )作桩基础持力层见表 1 ， 2 。 表1 各岩土层物理力学参数建议值 承载力 搅拌桩桩 周 层 力学指标 岩土状态 特征值 天然密 压缩 模 内摩擦 土的摩 阻力 序 土名 的建议值 度 p 量 E s 角 k k P a ( g c m ) MP a ( 。 ) 特征值 g k Pa 1 填十 松散 2 粉 质粘土 可塑 1 3 0 1 8 1 3 0 1 8 2 O 1 8 3 粘 质粘 土 可塑 一 硬塑 1 6 O 1 8 7 4 4 1 1 O 8 2 8 4 强风 化砂砾 岩 半岩半土 5 0 0 5 中风 化砂砾岩 较硬岩 3 0 0 0 表2 桩基设计参数建议值 钻 ( 冲 )孔桩 预制桩 桩侧摩 桩端阻力特征 桩侧摩 桩端阻力特征 岩土 名称 岩土状态 阻力特 值 q p a k P a 阻力特 值 g ， k P a 征值 入土深度 m 征值 g 。 入土深度 m k k P a 西 1 5 1 5 k p a 西 9 9 h l f 素填土 松 散 粉质粘土 可塑 2 O 2 5 粉质粘土 可塑 一 硬塑 3 5 4 5 强风化砂砾岩 半岩半土 8 5 1 0 O 3 6 0 0 中风 化砂砾岩 软岩 4 0 0 0 7 0 0 0 收稿 日期 ： 2 0 1 6 3 - 2 5 作者 简介 ： 方坤 ( 1 9 8 3 一 ) ，男，山东新 泰人 ，工 程师 ，主要从 事工 程建设及管理工作 。 2 预应力高强混凝土管桩的优点 2 1 单桩承载力高 P HC管 桩按 照规 范要 求生产 ，桩 身抗压强 度等 级不低于 C 8 0 ，并且桩身 可以进入密 实的砂岩层及 强风 化层等桩基础持 力层，由于桩尖与原状土质的挤压作用，桩端承载力可提高 6 0 ，桩侧摩 阻力提 高 3 0 。在 本项 目中，02 0 0 的 P HC管桩 单桩的竖向承载力能达到2 4 0 0 k N，相当于0 6 0 0 钻孔灌注桩的 承载力 。 2 2 施 工周 期短 桩体 为工厂 预制，成桩 工序少 ，操作简单 ，成 桩 时间短 ， 可以与基础做到无间歇施工，节省了灌注桩的凝结固化及养 护时间。以本机械加工厂房为例，厂房采用独立柱基础，每 个独立柱基桩 承 台下设计三 根02 0 0 P H C管桩，共 9 6 根。从生 产到施工检测完成仅用时2 0 d ，大大缩短了施工周期。 2 3 桩体施工质量可靠 P HC管桩 桩体最 低抗压 强度 为 C 8 0 。桩体 的成 型质量和 强度质量可靠 ，压桩深度一目了然，静力压桩施工时，可对 桩身的垂直度进行及时纠正，施工过程可监控性强。在质量 控制方面优于灌注桩。灌注桩成孔时，尤其是采用泥浆护壁， 桩体外侧的护壁减低了桩身的承载能力，灌注桩在清孔时， 沉渣 的处理也 对质量产生影 响。 2 4 单位成本造价低 常用设计桩长2 0 m情况下的桩基比较见表3 。 表3 常用设计桩长2 0 m情况下的桩基比较 主要指标 P H C管桩 钻孔灌注桩 _丰要承力方 式 端阻力与侧阻力共同承受荷载 端阻力与侧阻力共 同承受荷载 桩径 ( 外径 ) mm 2 0 0 8 0 0 6 0 0 -1 2 0 0 进入 持力层 软质岩、强风化岩 中微风化岩 造价 ( 元 k N) 3 4 6 8 6 8 2 5 环境无污染，满足环保要求 P HC管桩施工无须成孔护壁工艺，场地无须设置泥浆池， 施 工过程 中也无 须清运泥 浆，没 有施 工场地扬 尘 ，道路抛洒 等环境污染现象。另外，静力压桩工艺消除了施工噪声的污 染及施工时的震动。 3 挤土效应及防治措施 3 1 挤 土效 应 在沉桩过程中，土体向四周挤压，使周围的土受到严重 扰动，改变了土体的应力状态。主要表现为径向位移，桩周 邻近土体因产生不排水剪切而破坏 ，土体在沉桩过程中向桩 ( 下转第1 6 8 页) 1 5 9