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1、桩尖在大厚度砂层静压法施工中的应用钱家飞（扬州市桩基有限公司,江苏扬州225000）［摘要］:在预应力管桩施工过程中，遇到需穿越厚度平均丿孚度16.09m的密实砂土层时，在既满足设计要求，又不影响周边居民正常生活的情况下，采用桩端增设桩尖的方法进行桩径500mm,桩长为43m的管桩静压法施工。［关键词］:预应力管桩砂层静力压桩桩尖1.工程概况扬州市环洲船用材料有限公司船舶装备-轴舵系项目建筑而积19444m2,结构形式为钢结构单层厂房，共5跨，最大跨度33m,檐口高度24哄地基基础采用预应力混凝土管桩。因厂方高跨采用200t的行车
2、吊，使用荷载较大且地基土层分布特殊，选⑥层粉砂层为持力层，设计桩径为500mm,桩长43m局部44米。低跨和围护为400mm,桩长24m、26m>30m不等,选④层粉砂层为持力层。2.地质条件整个场地各土层厚度分布①、②、⑤、⑥土层分布较均匀，③土层为由南至北层厚减小，④土层为由南至北层厚增大。土层物理力学指标参数如表1所示。表1土层物理力学指标等参数土层平均厚度/m重度/(kN/m3)孔隙比压缩模m/Mpa承载力/kPa土的状态①填土1.5518.40.8694.850可塑、较松散②淤泥质粉质粘土12.4817.21.1693.
3、950流塑③粉砂夹粉土8.9917.90.9139.7150中密、局部稍密④粉砂16.0917.90.87711.5180中密⑤粉砂夹粉土1.9817.41.0207.090稍密、局部中密⑥粉砂未钻穿1&10.85413.9200密实、局部中密ioGieo・iioJ156JH6•i.ior*or»)6-6’工程地质剖面图比■尺16001:400G172..68JI"•I.M4.10-LIO300一心壬slaM塔图1典型地质剖而图1.工程施工难点(1)、设计要求单桩极限承载力要求达3518kN,根据本地区工程实践经验，最终压桩力为单
4、桩极限承载力的1.3〜1.6倍。而设计桩型为PHC500AB100,桩身材料允许极限为4678KN。(2)、500mm设计桩长为43m,局部44m。需穿越平均厚16.09m,度最大厚度达23.10m厚的④层粉砂土层，施工难度较大。2.机械选型④粉砂层平均厚度约16.09m标贯击数N为17.9击属屮密状态，单桥静力触探锥头阻力平均值为9.19MPa,这样的土层通常作为较好的桩端持力层，因该厂房采用2001吊车，对沉降要求高，设计要求穿过④粉砂和⑤粉砂夹粉土层，选第⑥粉砂层作为持力层。预应力管桩的施工方法可采用锤击桩法和静力压桩法，在
5、桩的承载力较大且土层较密实吋常采用锤击桩法进行桩基施工。经过专题讨论后一致认为：锤击桩机施工振动和噪声对周边居民影响较大，不能采用锤击桩法施工，采用静力压桩法施工。3.试桩施工正式压桩施工开始前，按照预应力管桩基础施工规范和设计要求，根据地质资料选择了三根压桩难度较大的桩位进行工艺性试压桩，以确定桩基施工的参数。结果当桩长达到35〜37n)时，桩端己进入④层粉砂约15.5m,桩的终压力值已达到4854KN,且桩身局部出现裂纹、破损，无法继续下压穿越此层。4.方案比选经各方协商并结合当地施工经验可采用如下儿套方案：增大壁厚调整桩型、
6、引孔法、桩尖法。(1)增大壁厚调整桩型。预应力空心管桩在沉桩过程屮，桩端土受挤压后有一部分进入管桩内，随着沉桩的继续深入，涌入管桩内的土芯不断增高，当到达一定高度后，由于管桩内壁与土芯间的摩阻力作用,产生封闭效应，即形成了土塞。土塞提供的端阻力取决于土塞高度的增长率，当土塞高度的增长率较小时，土塞提供的端阻力接近甚至大于平均端阻力。增大壁厚能提高桩身的极限承载力，但由于壁厚加厚，管桩内径变小，土塞效应增大⑵，其遇到的桩端阻力较原桩型也越大。同时不能完全确保增人壁厚调整桩型后能穿越④层粉砂土层，沉桩至设计标高，II桩基材料费用要人量
7、增加，PHC500（125）价格比本工程选用的PHC500（100）要多约35.0元/米。（2）引孔法即用钻机在桩位上预钻一小于设计桩径的土孔，钻穿沉桩过程中不易穿透的土层，并取出部分土壤形成孔洞。此法以减少预应力管桩沉桩过程中的的挤土效应，从而减小桩身侧壁的摩擦阻力。因本工程土层分布局限，④层土埋深较深，平均埋深24.5m,若钻穿④层土需引孔达40m。由于引孔深度过深，从技术和经济角度考虑此法实施可能性较小，另沿江漫滩地下水位较高，容易造成孔壁坍塌，导致土孔再次密实，桩机达不到预期效果，II对施工周期影响较大。（3）桩尖法顾名思
8、义此方案为在桩端放置桩尖，增加桩施打时对土层的穿透能力。桩尖的存在改变了土中应力场的分布，在桩尖下小范闱土体中引起竖向应力、剪应力和径向应力集屮，使其下土体更易进入塑性和侧向挤出，且土质越好，桩尖的作用越明显⑶。考虑到在试桩施工中，未穿透④层粉砂土
