预应力管桩总结.pdf

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1、预应力管桩总结深圳总院陈涛（仅供参考）(01)预应力管桩适用范围和不适用的场合1）管桩桩端持力层可选择为强风化岩层（《广东锤击管桩规程》P18面规定：锤击式管桩可打入N>50的强风化岩层）、坚硬的粘土层或密实的砂层。我省汕头、湛江及珠江三角洲某些地区，基岩埋藏太深，管桩桩尖一般坐落在中密至密实的砂层上，桩长约30—40m，这是以桩侧摩阻力为主的摩擦桩或端承摩擦桩、我省其他许多地区基岩埋藏较浅，约10—30m，且基岩风化严重，强风化岩层厚达几米、十几米，这样的工程地质条件，最适合预应力管桩的应用。预应力管桩一般可以打入强风化岩层1—3m，即可打入N=50—60的地方；（《广东锤击管桩规程

2、》P18面规定：锤击式管桩可打入N>50的强风化岩层）2）管桩不可能打入中风化岩和微风化岩层。这是一个基本概念，弄不清这个概念就无法正确应用预应力管桩。3）预应力管桩的应用，同其他任何桩型一样都有其局限性。有些工程地质条件就不宜应用预应力管桩。主要有下列四种：（1）孤石和障碍物多的地层不宜应用；（2）有坚硬夹层时不宜应用或慎用；（3）石灰岩（岩溶）地区不宜应用；石灰岩不能做管桩的持力层，除非石灰岩上面存在可作管桩持力层的其他岩土层。大多数情况下，石灰岩上面的覆盖土层属于软土层，而石灰岩是水溶性岩石（包括其他溶岩），没有强风化岩层，基岩表面就是新鲜岩面；在石灰岩地区、溶洞、溶沟、溶槽、石

3、笋、漏斗等等“喀斯特”现象相当发育。在这种地质条件下应用管桩，常常会发生下列工程质量事故：①管桩一旦穿过覆盖层就立即接触到岩面，如果桩尖不发生滑移，那么贯入度就立即变得很小，桩身反弹特别厉害，管桩很快出现破坏现象；或桩尖变形、或桩头打碎、或桩身断裂，破损率往往高达30—50%。②桩尖接触岩面后，很容易沿倾斜的岩面滑移。有时桩身突然倾斜，断桩后可很快被发现；有时却慢慢地倾斜，到一定的时候桩身被折断，但不易发现。如果覆盖层浅而软，桩身跑位相当明显。即使桩身不折断，成桩的倾斜率大大超过规范要求。③施工时桩长很难掌握，配桩相当困难。桩长参差不齐相关悬殊是石灰岩地区的普遍现象。④桩尖只落在基岩面

4、上，周围土体嵌固力很小，桩身稳定性差，有些桩的桩尖只有一部分落在岩面上而另一部分却悬空着，桩的承载力难以得到保证。在岩溶地区打桩，时常可见到一种打桩的假象：当一根桩的桩尖附近的桩身混凝土被打碎以后，破碎处以上的桩身混凝土随着上部锤击打桩而连续不断地破坏，表面上看，锤击一下桩身向下贯入一点，实质上这些锤击能量都用于破坏底部柱身混凝土并将其碎块挤压到四周的土层中，打桩入土深度仅仅是个假象而已。1994年广州市西郊某工程，设计采用400管桩，用D50柴油锤施打，取Rk=1200KN，其中一条桩足足打入73m，打桩时每锤击一次管桩向下贯入一点，未发现异常，但此地钻孔资料表明0—19m为软土，

5、19.90以下是微风化白云质灰岩，管桩不可能打入微风化岩。为了分析原因，设计者组织钻探队在离桩边约40㎝处进行补钻，当钻到地面以下11—12m处，碰到混凝土碎块而钻不下去，说明下面8—10m厚的地方全填满混凝土碎块，这全是桩身混凝土破碎造成的，在这个工地上，类似这样的“超长桩”占整桩数15%以上，给基础工程质量的检测和补救工作带来许多困难和麻烦。总之，凡是设计以石灰岩做持力层的管桩工程，没有一个设计师的日子是好过的。（4）从松软突变到特别坚硬的地层不宜应用。大多数石灰岩地层也属于这种“上软下硬，软硬突变”的地层，但这里指的不是石灰岩，而是其它岩石，如花岗岩、砂岩、泥岩等等，一般来说，这

6、些岩石有强、中、微风化岩层之分，管桩以这些基岩的强风化层作桩端持力层是相当理想的，不过有些地区，基岩中缺少强风化岩层、或者强风化岩层很薄，且基岩上面的覆土层比较松软，在这样的地质条件下打管桩，有点类似于石灰岩地区，桩尖一接触硬岩层，贯入度就立即变小甚至为零。石灰岩地层溶洞、溶沟多，岩面起伏不平，而这类非溶岩的岩面一般比较平坦，成桩的倾斜率没有石灰岩地区那么大，但打桩的破损率并不低。在这样的工程地质条件下打管桩，不管管桩质量多好，施工技术多高明，桩的破损率仍然会很高，这是因为中间缺少一层“缓冲层”。这个道理如同铁钉一样，铁钉钉入有弹性的木板时，敲一下进去一些，不会发生什么问题；铁钉若想打

7、入坚硬的岩石时，只要敲几下就被敲弯而折屈。这样的工程地质条件在我省广州、佛山、三水、中山、深圳等地都遇到过，打管桩的破损率高达10—20%，因此，有些工程半途改桩型，有些做补强措施，有些也弄得难以收场。实际上，基岩上部完全无强风化岩情况比较少见。但有些强风化岩层很薄，只有几十厘米，这样的地质条件应用管桩也是弊多利少。有些工程整个场区的强风化岩层较厚，只有少数承台下的岩层很薄，那么，这少数承台中的桩，收锤贯入度要放宽，单桩承载力设计值要降低，适当