預應力管樁基礎在高層建筑中的問題及處理措施
預應力管樁基礎在高層建筑中的問題及處理措施
【摘要】預應力混凝土管樁在現(xiàn)代建筑行業(yè)施工尤其是在高層建筑中的應用越來越廣泛，在現(xiàn)實施工過程中，在預應力管樁基礎中常常遇到的問題的原因通常有地質條件、擠土效應、和收錘標準控制不當?shù)葞讉�方面的因素，通常情況下我們可以采取擴大承臺法、修改設計法、改變施工法、以及復合地基基礎法等多種方法來解決和處理這些問題。從而達到減少工程事故的發(fā)生的目的。本文結合具體的建筑工程實例，對如何達到預應力管樁基礎承載力的設計取值以及針對施工中經(jīng)常出現(xiàn)的問題進行了相應的探討。
【關鍵詞】預應力管樁；基礎設計；注意事項
【 abstract 】 prestressed concrete pipe pile construction industry in the modern construction especially in high-rise building more and more wide application, in reality the construction process, in the prestressed pipe pile foundation often encountered in the reason of the problem of there are usually geological conditions, compaction effect, and receive hammer aspects such as improper control standard of factors, normally we can take expand pile caps is law, change of design method, construction method, and the change of composite foundation of basic law method to solve and deal with these problems. So as to reduce the engineering accident of purpose. Combining with the construction of the concrete examples of how to achieve prestressed pipe pile foundation bearing capacity of the design value and the view of the construction of the often appears in the corresponding discussion.
【 keywords 】 prestressed pipe pile; The foundation design; note
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一、前言
隨著社會和經(jīng)濟以及科學技術的快速發(fā)展和進步．各類高層建筑在新興城市中拔地而起。在高層建筑的整個建筑物的投資中基礎部分往往占有很大的比重，而且基礎部分的施工周期相對較小，而且在整個結構施工過程中占用時間相對較長。預應力管樁具有其性價比高、施丁周期短等優(yōu)點，因此預應力管樁在沿海地區(qū)的建筑工程中被較為廣泛的應用。但在預應力管樁的應用中也面臨著如何實現(xiàn)對預應力管樁進行合理化的設計并且優(yōu)化，以及在如何兩者的平衡對于保證工程安全、節(jié)約建設投資、降低工程造價等方面起著極為重要的作用。這對相應的工程設計人員提出了更高的要求，設計人員必須做好對相應建筑物的的相關勘察報告工作，并且對相應的數(shù)據(jù)進行認真仔細分析，進而選擇得到并且優(yōu)化相應的基礎方案。設計人員在預應力管樁設計時應該從下面幾個方面進行相應的問題分析。
二、幾個常見的重要問題的相關探討
(一)不宜應用預應力管樁的相應工程地質條件問題
預應力管雖然在工程中得到了的廣泛應用，但在一些特定的地質條件下就不太適合，并不能適用于任何情況的場地。在選擇預應力管樁的的持力層時要盡量選擇諸如強風化巖層，密實的砂或者層堅硬的粘土層以及碎石層等地質類型，預應力管樁在強風化巖層中一般可以打入1～3m．即可以打入深度約N=50～60的地層，中風化巖和微風化巖卻不能被打入。在某地區(qū)一個六層宿舍樓的地基工程中，原先的設計方案是采用φ300PHC和400PHC的預應力管樁，機械選用用D35的柴油錘進行施打。由于該場區(qū)巖基的埋深比較淺，最淺處達到了12m，最深處為20m，因此在正常的地質條件下可以無可爭議的采用預應力管樁。但是施工結果卻顯示，在該工地打樁的50根預制管樁中出現(xiàn)斷樁數(shù)為11根，管樁的破損率超過了20％，相關的單位及時召開了施工事故的分析會議，經(jīng)過有關專家的探討研究，初步確定認為有三個可能的原因：第一可能是管樁質量有問題；第二可能是打樁施工出現(xiàn)問題；最后一種肯能為地質出現(xiàn)問題。經(jīng)過專家的多方論證最后得出的結論是認為管樁質量從流程上應該合格，施工過程符合設計的要求，工程地質條件的不適應，最終造成打樁破損率高的主要原因。
通過研究相應的地質資料，最終得出結論是，巖基埋深比較較淺．深度平均在13～14m左右，大部分是中到微風化巖，處于基巖上部的強風化層厚度會很薄，甚至會缺少。在這種具有從松軟突然轉變到非常堅硬的特點的地層中進行預應力樁的施打工作，預應力管樁的破損率會變得非常高。其中一個原因就是沒有相應的“緩沖層”，樁尖在沒有其他巖層阻擋的情況下，突然碰到中、微風化的硬巖，同時樁身四周存在的是一些摩擦力較為小的松軟層，在這種情況下，強大的打樁沖擊力會通過樁尖集中，將力量傳遞給巖面，最終通過壓力波的形式反射回來，從而使樁身的混凝土受到擠壓而遭到破壞。施工方最終采取了改變樁型設計的措施，充分利用施工地區(qū)中風化巖基埋藏深度較淺的有利條件，進而選擇采用鉆孔灌注樁的方案，這個施工方案最終取得了較為良好的施工效果，并且提高了工程的技術經(jīng)濟效益。在另外一個地處山腳坡地上的基礎工程中，工程設計中，要求采用φ500預應力管樁，并且采用50型柴油錘進行施打。工作人員在施打過程中在管樁打到石面時發(fā)現(xiàn)，多根樁尖沿巖面發(fā)生了滑移，同時部分樁身突然發(fā)生傾斜而產生了折斷現(xiàn)象，有的預制管樁雖然沒有發(fā)生滑移現(xiàn)象，但是樁身出現(xiàn)了突然下沉的現(xiàn)象，工作人員根據(jù)這個現(xiàn)象得出結論此樁可能發(fā)生了破碎。最后，根據(jù)工程地質報告，得出結論是在該場區(qū)處于山坡地段，地形傾斜幅度相對較大。該地區(qū)存在著一些未風化的巖塊以及孤石等，不太適宜采用預應力管樁的施工方法。
(二)由于擠土效應引發(fā)的相關質量問題
預應力管樁的類型屬于擠土樁，當采用封口樁尖時，所產生的擠土效應更為明顯，由此引發(fā)的建筑質量問題更是屢見不鮮。在某地區(qū)的一個五層綜合樓工程中，采用了預制管樁基礎，在基礎工程的施工完成1個月后，相關質檢人員采用小應變檢測的方式進行質量抽檢，進而來確定樁基的完整性。在整個質量抽檢中，總共選取了50根預制管樁，監(jiān)測結果發(fā)現(xiàn)：樁體完整的A類樁數(shù)量為15根，占總數(shù)的30％，而樁體存在問題的B類樁數(shù)量達到25根，占樁體總數(shù)的50％。而余下的為樁身完整性差，質量不合格的C類樁數(shù)量為10根，達到總數(shù)的20％，通過繪制相應的數(shù)據(jù)曲線，發(fā)現(xiàn)為數(shù)不少的樁在接頭處發(fā)生了脫落現(xiàn)象，還有一
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