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協(xié)會刊物
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預應(yīng)力高強度混凝土管樁承載力分析——佛山市禪城區(qū)沙口水泵站工程 |
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時間日期：2008-7-4 已被閱讀次：[9986] |
佛山市禪城區(qū)建設(shè)工程有限公司 李濤
[摘 要] 通過對佛山禪城區(qū)沙口引水泵站工程Φ500預應(yīng)力高強度混凝土管樁承載力試
樁成果的分析，結(jié)合理論計算和試驗結(jié)果進行對比，驗證了本工程高強度混
凝土管樁的可行性，對本地區(qū)其它工程管樁豎向承載力的確定具有一定的參
考價值和指導作用。
[關(guān)鍵詞] 預應(yīng)力混凝土管樁 收錘標準 錘擊數(shù) 單樁豎向承載力特征值 高應(yīng)變法
1 工程概況
佛山市禪城區(qū)沙口引水泵站工程是在汾江河上游引水補水的項目建筑物工程，其主要功
能是引水，以改善水質(zhì)，提高汾江河水環(huán)境質(zhì)量。本工程 共三臺1600ZXB10－2型斜式軸流
泵，引水設(shè)計流量27.96m3/s，總裝機容量1065kw；工程等別為三等，主要建筑物等級為3級
，次要建筑物等級為4級，地震設(shè)防烈度Ⅶ度。工程基礎(chǔ)處理主要采用Φ500預制混凝土管樁
和Φ400預制混凝土管樁。本文根據(jù)地質(zhì)情況對Φ500預制管樁（壁厚125mm，強度C80）的施
工過程進行分析，通過計算和試驗分別來驗算單樁豎向承載力特征值，從而證明了本工程混
凝土管樁的可行性，對本地區(qū)其它工程混凝土管樁的設(shè)計與施工具有一定的參考價值和指導
作用。
2 工程地質(zhì)情況
佛山市禪城區(qū)沙口引水泵站工程位于沙口引水閘左岸下游約200m，地貌上屬珠江三角洲
沖積平原腹地，地形總體較開闊平坦。站址處為魚塘及汾江河床，局部為河堤。
根據(jù)鉆探資料，場地地基主要由人工填土（Qs）、第四系三角洲海陸交互相沖、淤泥層
（Qmc）組成，基地巖石下為第三系（E）砂巖、泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、火山巖等組成。
根據(jù)鉆探資料和靜力觸探資料，得出各巖土力學推薦值見表1。
3 試樁
根據(jù)設(shè)計要求樁基施工前應(yīng)先試樁，試樁應(yīng)先確定試樁條件，如設(shè)計樁端持力層、樁長
和收錘標準等。本工程Φ500預制管樁設(shè)計單樁豎向承載力特征值為1950KN，試樁條件對試
樁結(jié)果有較大的影響，進而影響單樁承載力，所以應(yīng)嚴格控制�，F(xiàn)對其分述如下：
3.1 設(shè)計樁端持力層
本工程樁基礎(chǔ)均以強風化泥巖或中風化泥質(zhì)巖作為樁端持力層，樁尖進入強風化泥巖不
少于1m。由于本工程地質(zhì)復雜，強風化泥巖層頂高程起伏較大，不能只僅用此項來確定樁基
承載力，應(yīng)考慮樁長等因素。
3.2 樁長
設(shè)計樁長是根據(jù)地質(zhì)資料估計的長度，計算承載力時可以作為依據(jù)。但在施工中實際樁
長并不完全與設(shè)計樁長相符，實際樁長受地質(zhì)情況的影響收錘條件控制。本工程2根試樁的
設(shè)計樁長均為14m左右。
3.3 收錘標準
本項指標是確定實際樁長和樁基承載力的可靠指標，內(nèi)容包括最后三陣（每陣10擊）貫
入度、最后3m錘擊數(shù)、最后1m錘擊數(shù)、總錘擊數(shù)等。
通過基樁高應(yīng)變法的試驗，本工程設(shè)計2根試樁的收錘標準均為：以D50柴油錘最后三陣
平均每陣10錘，樁身貫入度小于40mm控制。實際施工情況如表2所示。
4 單樁豎向承載力特征值的計算
根據(jù)廣東省標準《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（DBJ15－31－2003），根據(jù)地基土的物理
學指標與承載力參數(shù)等估算單樁豎向承載力特征值公式為：
Ra = Ua qsia Li ＋ qpa Ap （1.1）
公式中，Ra－單樁豎向承載力特征值； qsia－第I土層樁側(cè)摩阻力特征值；qpa－樁端持力
層端阻力特征值；U－樁身截面周長；Li－第I土層的厚度；Ap－樁身截面面積。
根據(jù)地質(zhì)報告中各巖土的力學參數(shù)，利用公式（1.1）計算得單樁豎向承載力特征值Ra
如表3所示。
5 試驗方法及試驗結(jié)果
5.1 基樁高應(yīng)變法試驗
基樁基樁高應(yīng)變法試驗為樁檢驗的動測法，是檢測樁基承載力及樁身質(zhì)量的一項新技術(shù)
，作為靜載試驗的補充。具有使用儀器輕便靈活、檢驗快速不破壞樁基，檢驗結(jié)果較準確、
費用低等優(yōu)點。
基樁高應(yīng)變試驗由廣東省工程勘察院新方法技術(shù)應(yīng)用研究所完成，即用重錘沖擊樁頂，
使樁與土產(chǎn)生足夠的相對位移，以充分激發(fā)樁周土阻力和樁端支撐力，通過安裝在樁頂以下
樁身兩側(cè)的力和加速度傳感器接受樁的應(yīng)力波信號，應(yīng)用應(yīng)力波理論分析處理力和速度時程
曲線，從而判定樁的承載力和評價樁身質(zhì)量完整性。
5.2 基樁高應(yīng)變法試驗結(jié)果
結(jié)果分析：樁身完整，根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)規(guī)范》（GB50007－2002），將單樁豎向
極限承載力除以安全系數(shù)2，即為單樁豎向承載力特征值Ra，經(jīng)計算試驗測得的21＃和37＃
樁的單樁豎向承載力特征值Ra分別為2082kN和2352.5kN，均大于1950kN，故本工程管樁的單
樁豎向承載力特征值能夠滿足設(shè)計要求。
6 結(jié)語
由于本工程設(shè)計要求樁尖進入強風化或者中風化泥質(zhì)巖層，地質(zhì)條件復雜引起樁長相差
較大，故在施工過程中應(yīng)嚴格控制樁的收錘標準。同時，一般情況下，樁較短時，由于樁側(cè)
阻力較小，主要靠樁端承受力，故應(yīng)嚴格控制貫入度；反之，樁較長時，樁側(cè)阻力較大，樁
不易打入，且樁側(cè)阻力較大的情況下，才可適當放松貫入度的控制，但應(yīng)滿足總錘擊數(shù)，尤
其是最后1m錘擊數(shù)的要求。
根據(jù)高應(yīng)變試驗結(jié)果及理論公式計算結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，在類似工程地質(zhì)條件，以及同樣的
打樁方法和收錘標準條件下，Φ500預制管樁（壁厚125mm，強度C80）單樁豎向極限承載力
可達到4160kN，考慮2倍的安全系數(shù)，單樁豎向承載力特征值取2080kN，考慮到工程中的實
際情況及本地區(qū)的普遍應(yīng)用情況，在本設(shè)計中取單樁豎向承載力特征值為1950kN，其實根據(jù)
以往靜載試驗資料，Φ500管樁單樁豎向承載力特征值可以達到2700kN，但實際工程中，由
于施工情況復雜等多種因素的影響，一般在設(shè)計中僅取2000kN，本工程取1950kN，小于試驗
測得的結(jié)果，符合設(shè)計要求。本工程結(jié)合實驗結(jié)果和理論計算結(jié)果對比分析，對本地區(qū)其它
工程確定單樁豎向承載力特征值具有一定的參考價值和指導作用。
本工程根據(jù)高應(yīng)變法測得的單樁豎向極限承載力如表4所示。參考文獻
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出社.2003.6.
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