预应力混凝土管桩在某工程中的应用研究

第４０卷第１７期　・１０２・　２　０　１　４年６月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏ１．４０　Ｎｏ．１７　Ｊｕｎ．　２０１４　文章编号：１００９・６８２５（２０１４）１７－０１０２－０２　预应力混凝土管桩在某工程中的应用研究　史（１．烟台市房屋建筑勘察设计院有限责任公司，山东烟台坤　孙鹏辉　２６４０００；２．山东岩土勘测设计研究院有限公司，山东烟台２６４０００）　摘要：针对预应力混凝土管桩的性能特点，结合工程实例，对其竖向及水平向承载力的影响因素进行了分析，并根据其影响因　素，对预应力混凝土管桩的设计、施工提出了合理化建议。　关键词：预应力混凝土管桩，承载力，侧摩阻力，端阻力　中图分类号：ＴＵ４７３．１　文献标识码：Ａ　０　引言　应力混凝土管桩，对于ＰＨＣ一５００—１００　ＡＢ预应力混凝土管桩，其桩　　ｋＮ，其抗裂弯矩为１３８　ｋＮ・ｍ，其桩　预应力混凝土管桩因其桩身混凝土强度高，质量可靠，工期　身受剪承载力设计值为２３３　短，施工速度快，综合造价低等优点而得到了越来越广泛的应用，　身轴向受压承载力设计值３　１５８　ｋＮ。但其也存在着抗剪、抗弯性能差的缺点，限制了预应力混凝土管　２工程概况　桩的应用。　２．１工程地质概况　本工程场地位于某市开发区，其地貌类型为海岸平原。场地　１　预应力混凝土管桩的性能　预应力混凝土管桩除主要承受上部结构物传下来的竖向荷　内地基土在勘察深度范围内划分为ｌ２个工程地质层，即①层耕　　层素填土、②层粉质黏土、③层粉质黏土、③．。层粉细砂、④　载外，还有可能承受来自水平方向的荷载和弯矩，这要求预应力　土、①．。层中粗砂、⑤。层粗砾砂、⑥层角　混凝土管桩应具有良好的轴向抗压性能，较好的水平抗剪及抗弯　层粉质黏土、⑤层粉质黏土、⑤．砾、⑦层强风化片岩、⑧层中风化片岩。各土层的主要物理力学　性能。　　预应力混凝土管桩由于采用高强度混凝土，具有良好的轴向　性质指标如表１所示。该场地地势较平坦，地下水位埋深较浅，　抗压性能，但其水平抗剪及抗弯性能较差。根据图集１０Ｇ４０９预　地基土的工程性质较差。表１　地基土主要物理力学性质指标平均值　岩土名称　①耕土　①．１素填土　层底埋深／ｍ　层厚／ｍ　０．７５　Ｏ．７５　１．２２　１．２２　％　ｏ／ｇ・ｃｍ－３　Ｇ　ｌＬ　ＩＰ　Ｅ　ＭＰａ　ｆ／ＭＰａ　②粉质黏土　③粉质黏土　③．１粉细砂　④粉质黏土　⑤粉质黏土　⑤．１中粗砂　⑤－２粗砾砂　⑥角砾　⑦强风化片岩　⑧中风化片岩　４．７２　ｌＯ．３５　７．１１　１３．７２　２３．４１　加．３０　２８．５２　３３．９４　３７．７９　４２．５４　３．９ｌ　４．９２　２．Ｏｌ　３．ｏ６　７．１５　４．Ｏ５　４．１８　５．６６　４．５２　２．６ｏ　２８．３　３１．４　２６．０　２４．Ｏ　１．９０　１．８５　１．９３　１９．７　２．７２　２．７２　２．７２　２．７２　２．７２　０．８３４　０．９３４　０．７７５　０．７１６　０．７６　１．０３　０．５４　０．３７　１２．５　１２．３　１３．０　１３．０　４．３３　３．２５　５．９９　７．５６　１４．１２　２．２单桩静载荷试验概况　２　５０２．３　ｋＮ，对比表２可以看出，经单桩静载荷试验确定的单桩承　　根据工程场地地层分布情况，拟建场地布置４根工程试验　载力要比勘察报告的推荐值大很多。这是因为管桩属于挤土桩，使得桩周土层密实度得到了提高…。　桩，桩型选用ＰＨＣ－５００一１００．ＡＢ型预应力混凝土管桩，锤击法沉　在施工过程中，桩，进行破坏性试桩，试桩资料如表２所示。经单桩载荷试验确　３．２影响单桩竖向承载力的因素　定的单桩承载力特征值大于设计单桩承载力，均满足设计要求。　表２试桩资料表　试桩　编号　外径　ｍｍ　桩长　桩端　最大　单桩承载　设计单桩　持力层　载荷／ｋＮ　力特征值／ｋＮ　承载力／ｋＮ　单桩竖向承载力由侧摩阻力及端阻力组成。桩受到竖向荷　载的作用，会产生相对桩侧土体向下的位移，而使桩的侧摩阻力　得到发挥。在侧摩阻力逐步发挥并达到极限值后，其荷载增量就　由端阻力来承受。　１）工程地质条件。桩周土及桩端土的特性影响着桩的侧摩　阻力及端阻力的发挥。桩土间的侧向位移是产生桩侧摩阻力的　１　２　３　４　５００　５ｏ０　５００　５０ｏ　３５．Ｏ　４０．０　３８．０　４０．０　⑦　⑦　⑦　⑦　５　５００　６　００ｏ　６　０００　５　５００　２　７５０　３　０ｏ０　３　０００　２　７５０　２　５ｏ０　２　５００　２　５００　２　５０ｏ　主要原因，而侧摩阻力的大小取决于桩周土的类别和强度。桩端　土的剪切和压缩特性决定了端阻力的大小。　３预应力混凝土管桩的应用分析　３．１　试验结果的分析　２）桩的尺寸。根据ＪＧＪ　９４－２００８建筑桩基技术规范推荐的计　根据勘察报告推荐的预应力混凝土管桩极限侧阻力标准值　算公式，桩的侧摩阻力随着桩长的增大而增大。根据实测结果，　但当深度　及极限端阻力标准值，按ＪＧＪ　９４－２００８建筑桩基技术规范估算相　在一定深度范围内，桩的侧摩阻力与深度为正比关系，同桩型预应力混凝土管桩的单桩承载力特征值为２　３７１．９　ｋＮ一　继续增加时，桩的侧摩阻力达到极限值，不再增加。桩径增大，桩　收稿日期：２０１４—０３－３１　作者简介：史坤（１９８９一），男，助理工程师；孙鹏辉（１９８７－），男，助理工程师　第４０卷第１７期　２　０　１　４年６月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏ１．４０　Ｎｏ．１７　Ｊｕｎ．２０１４　・１０３・　文章编号：１００９—６８２５（２０１４）１７—０１０３－０２　形成滑坡的地质因素分析　张治宇　（山西省煤炭地质水文勘查研究院，山西太原０３０００６）　摘要：深入剖析了影响滑坡形成及发展的因素，并从理论角度提出了恢复斜坡力学平衡的措施，归纳总结了改善滑带和滑体土　壤性质的方法，指出在实际工程中，要采取合理的措施，以保持地质的稳定性，降低滑坡事件的发生。　关键词：滑坡，地质因素，措施　中图分类号：ＴＵ４１３．６２　文献标识码：Ａ　０　引言　的条件下，坡度大、高度高的斜坡失稳的概率非常大，常常发生滑　研究斜坡的成因、形态、稳定程度以及发展趋势，　滑坡是矿井和路桥建设中最为严重的一种地质灾害。在露　坡现象。同时，选择　天矿井建设中，剥离地表造成的坡面极易发生滑坡地质灾害，大　有助于了解滑坡的形成与发展过程，提高预防滑坡的能力，　量煤矸石的堆放也可能导致滑坡现象。在路桥建设与维护中也　合理的处理措施　。经常出现滑坡现象。这些滑坡事件造成了很大的破坏和经济损　１．１．２地层岩性条件　失，影响矿井的安全生产与路桥的正常运营。　地层岩性是滑坡产生的物质基础。比如侏罗纪、页岩泥质砂　因此，采取合理的措施，通过改变这些区域的地质形状与构　岩、煤系地层、粉砂层、千枚岩以及三叠纪以前的砂板岩等。这些　造，保持区域地质的稳定性，才能有效降低滑坡事件的发生。　地质岩性的坡面，发生滑坡的概率是不一样的。岩性比较软弱，　１　滑坡的形成条件及分类　在水和其他外应力作用下，已形成滑坡带，使这些地区具备了产　生滑坡的条件。在饱水情况下，其抗剪强度相对较低，易导致滑　坡　。　１．１　影响滑坡形成及发展的因素　１．１．１　地形地貌条件　斜坡是一种常见的地质情况。斜坡的稳定性与其高度、坡　１．１．３地质构造条件　在一些大的断裂构造带周边，由于岩体破碎，构成了破碎岩层　度、斜坡的形态及成因有很大的关系。在斜坡地质条件基本相同　的截面积增大，桩的端阻力也随之增大。但软土中桩径对桩的端　阻力影响有限。　预应力混凝土管桩在本工程中得到应用，通过试桩，提高了　设计单桩承载力，节省了施工成本。　３）施工顺序。施工时，管桩会产生挤土效应或扰动桩侧土　体。挤土效应导致桩侧土体变得密实，而提高桩的侧摩阻力，桩　预应力混凝土管桩应采用合理的桩径和桩长，控制长径比。　单桩静载荷试验应在施工结束后静置一段时间，待扰动土固　　侧土体被扰动后，强度减弱，相应的侧摩阻力也随之减小。施工　结后再进行。预应力混凝土管桩的单桩水平抗剪及抗弯能力较差，施工中　结束静置一段时间后，桩侧土体重新固结使得土体强度随之增　加，甚至可能超过施工前的水平。因此，合理的施工顺序，可以使　可采用最上面一节桩型号或壁厚高于下节桩的配桩方案，或对最　预应力混凝土管桩的侧摩阻力得到更好的发挥。　上面一节桩进行灌芯处理。　４）时间效应。施工时产生的挤土效应对土体产生挤密和扰　参考文献：　林奕禧，等．深厚软土超长预应力高强混凝　动，同时产生超孔隙水压力。成桩时，超孔隙水压力得不到消散，　［１］蔡健，周万清，土管桩轴向受力性状的试验研究［Ｊ］．土木工程学报，２００６，　此时的侧摩阻力较小。超孔隙水压力随着时间的推移消散后，桩　侧土体强度得到恢复，桩侧摩阻力也随之增大。　５）加荷速率。加荷速率快可以提高桩端阻力。　３９（１０）：１０２—１０６．　［２］　周安，陈凯，刘小乐，等．预应力混凝土管桩抗裂抗剪性　３．３影响单桩水平承载力的因素　根据文献，混凝土有效预压应力、壁厚和剪跨比均对管桩的　受剪开裂特征有重大影响　Ｊ。　能研究［Ｊ］．合肥工业大学学报（自然科学版），２０１３，３６　（９）：１０９３—１０９６．　［３］　陈峰．预应力混凝土管桩施工技术及常见问题处理［Ｊ］．　山西建筑，２０１３，３９（１０）：７９－８０．　４结语　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｏｉｌ　ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｐｉｐｅ　ｐｉｌｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ＳＨＩ　Ｋｕｎ’ＳＵＮ　Ｐｅｎｇ—ｈｌｆｉ　（１．Ｙａｎ￣ａｉ　Ｈｏｕｓｉｎｇ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｓｕｒｖｅｙ＆Ｄｅｓ　ｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｙａｎｔａｉ　２６４０００，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏ．，ＬｔＣｄ，Ｙａｎｔａｉ　２６４０００，Ｃｈｉａ）ｎ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｐｉｐｅ　ｐｉｌｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｆｅａｔｕｒｅｓ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｉｔｓ　ｖｅｒｔｉｃａｌ　ａｎｄ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｂｅａｔｉｎｇ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　ｆａｃ—　ｔｏｔｓ　ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｅｘａｍｐｌｅ，ａｎｄ　ｐｕｔｓ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｒａｔｉｏｎａｌ　ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｌｉｇｈｔ　ｏｆ　ｐｒｅｓｔｍｓｓｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｐｉｐｅ　ｐｉｌｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｐｉｐｅ　ｐｉｌｅ，ｂｅａｒｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ，ｌａｔｅｒｌａ　ｆｉｒｃｔｉｏｎ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｔｉｐ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　收稿日期：２０１４－０３－３１　作者简介：张治宇（１９８７．），男，助理工程师