静压桩在复杂地基工程中的应用与研究

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1、静压管桩在复杂地基工程中的应用与研究（姓名、单位等）文摘根据某工程地基基岩埋藏深、溶洞和土洞发育以及基岩上有软土层覆盖等复杂地基特点，分析了静压预应力管桩的适宜性，并根据施工中出现的问题，分析了产生这些问题的原因，据此对设计进行了修改完善和对施工工艺进行了改进，保证了施工的顺利进行，同时对这种复杂地基上管桩的承载力检测提出了良好的建议，为同类工程的设计、施工和检测提供了借鉴和参考。关键词复杂地基预应力管桩静压桩一、前言近年来，随着科学技术的进步和工程建设的需求，高性能混凝土得到广泛的开发应用，预应力混凝土管桩由于强度高、抗弯性能好、耐久性好、施工快速

2、方便、质量稳定可靠以及经济等原因，广泛应用于工业与民用建筑、多层至高层建筑、铁路、公路桥梁以及港口码头等各类建筑工程，最适宜应用在基岩埋藏深、强风化岩或风化残积土层厚的地质条件中，合适的持力层为强风化岩层、坚硬的粘土层以及密实的砂层等土层。本文根据某工程地基基岩埋藏深、溶洞和土洞发育以及基岩顶面有软土覆盖层等特点，分析、研究了预应力混凝土管桩在复杂地质条件工程应用的设计、施工技术，为推动预应力混凝土管桩在复杂地基工程的应用提供参考。二、工程概况广州新白云国际机场南航基地航空配餐楼位于广州白云区人和镇与花都区东华镇之间，占地面积约2000m2，建筑面积

3、约40000m2，场地为土洞、溶洞和软土发育的石灰岩地区，基岩之上无适合作桩端持力层的土层，基岩面埋深15～50m，埋深变化大，岩面陡峭，沟、坎、洞丛生。设计采用静压Φ500PHCA型高强预应力管桩，根据不同的使用荷载，单桩承载力分别为650kN、1000kN和1200kN，要求压桩施工采用桩间置于石灰岩面上，且终压力值为2倍或3倍单桩承载力值的双控标准。桩尖统一采用十字劲肋钢桩尖，同时，为提高地基稳定性，提高桩的承载力，消除土洞、溶洞和软土对基础的影响，要求视需要对溶洞进行灌注处理，灌注密实后再进行预应力管桩静压，之后灌注土洞和加固软土。4三、场地

4、工程地质特征根据钻探资料揭露，场地岩土层自上而下为：1、冲积粘性土层（2-1）：土性为粘土、粉质粘土组成，局部夹粉土。2、砂土层（2-2）：主要由砾砂、园砾、中砂、粗砂组成，局部地段夹粉砂、细砂和粘性土。3、粘性土层（2-3）：主要由粘土、粉质粘土组成。4、砂土层（2-4）：主要由砾砂、园砾组成，局部地段为粗砂层。5、粘性土层（2-5）：主要由粉质粘土呈软塑或流塑状态组成，局部地段发育土洞。6、下石炭统石灰岩（C1）：所有钻孔均有揭露，呈灰、深灰色，局部地段呈灰黑色，微晶结构，角砾状、块状构造，岩质坚硬。局部地段溶洞较发育，溶洞在垂直方向上规模不等，

5、径深1.00～11.99m，局部地段发育两层溶洞。场地岩土层有以下主要特点：1、场地岩土层中第四系覆盖为人工填土，冲积粘土层，粉土，粗砂，圆砾和残积粉质粘土。基岩为微风化石灰岩。基岩岩面埋深15～50m，埋深变化激烈，在2m距离内高差可达21m，倾角达80度。2、土洞：场地内土洞十分发育，通过钻探发现了63个土洞，洞高0.50～17.76m，土洞直径较小，一般不超过3m，而纵向延伸较大，直至岩面，形似黄瓜。部分土洞与下面的溶洞连通。土洞主要发育于软塑的粘土或粉质粘土层中。内多充填流塑状粘土，也有空洞。3、溶洞：场地内溶洞十分发育，钻探在53个钻孔中发

6、现溶洞，洞高约0.50～17.5m，洞内多充填流塑状粘土，也有空洞，顶板厚薄不一，部分通顶，与土层连通。注浆过程发现区内有七片连通的溶洞分布区，连通距离大于100m。4、软土：发育于灰岩顶部，为流塑状、软塑状粘土或粉质粘土，一般厚1～3m。典型地质剖面如图1所示。图1场地典型地质剖面4四、施工中存在的主要问题及其对策施工中存在的主要问题有以下两个方面：配桩困难和断桩率较高。由于设计要求桩尖至基岩面，终压力值达到2倍或3倍单桩承载力。根据施工情况，桩尖位于土层中时是达不到设计终压力值要求的，因此也只有将桩尖压至基岩面时才能达到终压力值要求，而下伏石灰岩

7、的岩面陡峭，相邻的两根桩到达岩面可相差21m，一般也有6～7m，相差比较悬殊，加上预制管桩是固定节长以及桩顶送入土层深度受限，因此配桩非常困难，配桩余量较大，造成很大浪费。同样由于下伏基岩面变化剧烈而桩尖持力层须为下伏基岩的原因，桩尖到达微风化石灰岩的基岩面时容易发生桩尖不稳，沿岩面滑动而被折断的现象，或者因土层松散、摩擦力低、沉桩快，巨大的压桩力使桩尖猛烈冲击岩面，管桩产生巨大的应力超过其应力极限致使管桩断裂，所以断桩率较高，甚至难以达到设计要求。根据这些现象和原因分析，结合场地岩土层条件，从设计和施工方面，作了如下修改、调整和完善。1、设计方面，

8、本工程由于基岩埋藏深度较深，溶洞、土洞等比较发育，钻孔桩容易塌孔，因此采用静压管桩应该是适合的，但由于场区基