预应力管桩沉桩方式的选择
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发布时间：2024-09-25 16:19
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时间：2024-10-01 19:31
本文对拟建场地工程地质条件进行了分析、评价，论证了基础方案，选择出最合理基础类型－桩基础，并对预制桩静力压桩法和锤击打入沉桩两种桩基础比较，选择，并进行了论证。
静压沉桩
一、场地工程地质条件
1 工程概况：
拟建工程为一栋3层剧院、一栋2～3层妇女儿童活动中心和地下停车场。其中剧院楼高3层，长109.65 m ，宽110.00 m ，控制高度30 m ，建筑面积24970.65 ? ；妇女儿童活动中心高3层，长181.60 m ，宽111.40 m ，控制高度30 m ，建筑面积45616.82 ?。采用框架结构。根据《辽阳市河东新城文化中心岩土工程勘察报告》辽阳市河东新城文化中心工程地质条件和水文地质条件，确定了相关工程地质参数，在此基础上按规范进行工程地质条件详细评估,再进行基础设计。
2 场地工程地质条件
2.1 场地地形、地貌特征
拟建场地位于辽阳市新云大街与依山路交叉路口东侧、河东路与宏伟路交叉路口西侧，地表水系较发育。场地内地形高差为3.40米，地貌单元属于下辽河冲击平原冬缘。大地构造单元属于辽东台隆中部的太子河～浑江台陷西缘，基岩埋藏较深，第四系覆盖层较厚。
2.2 场地内各岩土层的分布及物理力学性质
通过钻探揭露知，场地内共有五层岩土层，分别为（1）杂填土（Q4al）、（2）素填土（Q4al）、（3）细中砂（Q4al）、（4）1、卵石（Q4al）、（4）、卵石（Q4al）。
锤击沉桩
二、场地类别和各岩土工程地质条件评价
1 场地类别和场地土类型
拟建场地覆盖厚度4.9～10.30米，场地进行了孔内土层剪切波速度测试,各个孔的测试等效剪切波速Vse为159.9m／s，综合评价该场地场地土属中软土,场地类别属于Ⅱ类建筑场地。辽阳地区地震基本烈度为七度，抗震设防烈度为七度，设计地震为第一组，设计基本地震加速度为0.10g ,设计特征周期为0.35s。
2 场地土工程地质条件评价
（1）杂填土（Q4al）：该土层土质不均，结构松散、杂乱，不宜做持力层。承载力特征值为90kPa，
（2）素填土（Q4al）：土质不均，不宜做多层建筑物持力层。承载力特征值为120kPa，
（3）细中砂（Q4al）：无地震液化问题。承载力特征值为300kPa，卵石（Q4al）（4）1 、卵石（Q4al）（4）分布广，厚度大，层位较稳定，承载力较高，为良好的桩基础桩尖持力层，但其局部疏密不均，时夹砂和粘性土透镜体，若采用桩基础，在确定桩长时应予以考虑。承载力特征值为550kPa，
综上所述，该工程为*工程，场地为二级场地，地基等级属二级。
三、验算单桩承载力
确定单桩竖向极限承载力标准值=1.256（1.7×20＋3.5×58＋4.1×110＋5.3×120）＋2500×0.1256=1976.944（kN）
四、单桩竖向抗压静载试验
1第一次静载试验
辽阳市河东新城文化中心第一次采用静压桩基施工三根预应力管桩型为PHC-AB400（95）-6a，进行单桩竖向抗压静载试验，目的是通过静载试验判定单桩竖向承载力特征值为提供依据。初步设计单桩竖向承载力特征值为1200 kN，施工桩长试1#：3.20米、试2#：4.70米、试3#：4.40米。由静压桩机构成反力系统。采用慢速维持荷载法，
2单桩竖向抗压静载试验结果
试验桩在预应力混凝土PHC-AB400（95）-6a管桩基础上截去裸露在地表多余部分进行的。根据对3根单桩竖向抗压静载试验资料整理。得出试桩荷载一沉降关系曲线，各桩的Q-s曲线由缓变形随荷载增大变为陡降型，直至桩头破坏。通过试验结果并结合地质资料可以看出预应力混凝土管桩未能进入持力层5d=2.0m，桩长小于8.0 m。单桩竖向承载力特征值小于1200 kN，
3 第二次静载试验
第二次由机械打入式沉桩方法打入五根预应力混凝土PHC-AB400（95）-10a，桩端封口沉桩，
4 桩竖向抗压静载试验结果
试验桩在预应力混凝土PHC-AB400（95）-10a管桩进行的，采用堆载法。根据对5根单桩竖向抗压静载试验资料整理。得出试桩荷载一沉降关系曲线（见附图），各桩的Q-s曲线由缓变形随荷载增大变为陡降型。通过试验结果并结合地质资料可以看出预应力混凝土管桩未能进入持力层5d=2.0m，桩长大于8.0 m。单桩竖向承载力特征值大于1100 kN，（后经设计确认该工程单桩竖向承载力特征值取值为1000 kN）。
五、混凝土预制桩的沉桩对比
1锤击打入沉桩
桩锤的选用应考虑地质条件，桩型，布桩的密集程度，单桩竖向承载力及施工条件等因素，桩打入时应符合下列规定
（1）桩帽与送桩帽与桩周围的间隙应为5～10mm；
（2）锤与桩帽，桩帽与桩之间应加设弹性衬垫，如硬木，麻袋，草垫等；
（3）桩锤，桩帽或送桩应和桩身在同一中心线上；
（4）桩插入时的垂直度偏差不得超过0.5%；
（5）按标高控制的桩，桩顶标高的允许偏差为－50～+50mm
（6）斜桩倾斜度的偏差，不得大于倾斜角（指桩纵向中心线与铅垂线的夹角）正切值的15%
2 静力压桩法沉桩
静力压桩法是以设备本身自重（包括配重）作用力，液压驱动，用静压力将桩压入地基土中的一种沉重工艺。这种施工工艺具有无震动、无噪音、无污染、无冲力和施工应力小的特点。有利于沉桩振动对邻近建筑物和精密设备的影响，避免对桩头的冲击损失，降低用钢量。在沉桩过程中还可以测定沉桩阻力，为设计和施工提供参数，预估和验证单桩极限承载力，检验桩的工程质量。对辽阳地区静力压桩法施工的适用范围不大，未能将桩压入相应的持力层。
六、结论与建议
（一）拟建建筑物的基础所采用的预应了管桩直径选用400 ，采用一柱二桩、一柱三桩、一柱四桩、一柱六桩型式。采用锤击打入沉桩，单桩竖向承载力可以满足设计要求。
（二）制定合理的沉桩施工组织计划合理安排沉桩顺序，控制沉桩速度是降低挤土效应、防止出现事故的主要措施。沉桩顺序应背离保护对象由近向远处沉桩，在场地空旷的条件下，宜采取先*后四周、由里及外的顺序沉桩。每天的沉桩数量不宜过多，使挤土引起的空隙水压力能有足够的时间消散，可以有效地减少挤土效应。
