預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基疑難大全ppt課件

1、目錄二、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁二、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁 隨著施工技術(shù)開展和閱歷積累，近些年管樁從沿海軟土地域向內(nèi)陸非軟土地域蔓延，由低烈度區(qū)向高烈度區(qū)蔓延。同時也出現(xiàn)了不少工程事故，設(shè)計及施工應(yīng)掌握其中原理并積累相關(guān)閱歷以有利于該樁型的開展。1、按擠土程度分類 與混凝土灌注樁比較，預(yù)應(yīng)力管樁無泥皮、沉渣，從這個角度講，其單樁豎向承載力應(yīng)比灌注樁高，但管樁是擠土施工，不可防止的擾動原狀土、使地下水滲流變化、破壞整個場地原有的應(yīng)力場，使之失衡，從而導(dǎo)致諸多工程問題。由于擠土效應(yīng)這是管樁工程事故較多的緣由之一。因此有必要根據(jù)擠土程度分類：1擠土樁：閉口管樁2部分?jǐn)D土樁：開口管樁，引孔施工的管樁3非擠土樁普通而

2、言，1假設(shè)選擇管樁，那么在有條件的場地地域應(yīng)運(yùn)用部分?jǐn)D土樁2用大口徑空心樁3長樁，這能較大程度上減少擠土效應(yīng)；同時在一定程度上保管了管樁側(cè)摩阻力和端阻力較灌注樁高的優(yōu)點。擠土量的比較 2、擠土施工場地土的影響 擠土施工將在引發(fā)場地土在施工期間發(fā)生以下變化：1擾動原狀土體。對于高靈敏度的軟土，能夠破壞土體構(gòu)造；2飽和軟粘土中引起較高超孔隙水壓力，對周圍設(shè)備產(chǎn)生不利影響；3改動場地滲流規(guī)律。大面積擠土施工當(dāng)沉樁速率過快將改動原有滲流規(guī)律，使得水壓力發(fā)生變化。4土體偏離原位，朝場地外擴(kuò)展，同時場地隆起。斷樁脫空開裂移位切斷土體位移及引發(fā)的破壞10m10m5m5m淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土淤泥質(zhì)黏土灰色粉質(zhì)黏土粉

3、質(zhì)黏土夾細(xì)砂3、場地土變化對樁根底沉降及承載力的影響 樁根底工程中是經(jīng)過調(diào)查樁基承載力、沉降量以及施工期間土體位移來評價樁型選擇的合理性，因此可以將場地土變化對樁根底沉降、承載力及施工期間對周圍環(huán)境的影響稱為擠土效應(yīng)。1擠土對樁基試樁承載力的影響psp1s1s2psp1s1突變型樁端脫空陡降型 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的靜載荷實驗Q-s曲線多數(shù)除樁端嵌巖以外呈現(xiàn)陡降型的特征，這與1預(yù)應(yīng)力管樁運(yùn)用的場地多為軟土有關(guān)2能夠與樁直徑較小有關(guān)。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁豎向抗壓承載力的計算及闡明預(yù)應(yīng)力混凝土管樁豎向抗壓承載力的計算及闡明 當(dāng)根據(jù)土的物理目的與承載力參數(shù)之間的閱歷關(guān)系確定敞口預(yù)應(yīng)力混凝當(dāng)根據(jù)土的物理目的與

4、承載力參數(shù)之間的閱歷關(guān)系確定敞口預(yù)應(yīng)力混凝土空心樁單樁豎向極限承載力規(guī)范值時，可按以下公式計算：土空心樁單樁豎向極限承載力規(guī)范值時，可按以下公式計算： )(1ppjpkisikpkskukAAqlquQQQ此公式計算基于以下假定此公式計算基于以下假定1土體未擾動，樁與土體嚴(yán)密接觸，故側(cè)摩阻力較泥漿護(hù)壁的高。土體未擾動，樁與土體嚴(yán)密接觸，故側(cè)摩阻力較泥漿護(hù)壁的高。2樁端與持力層嚴(yán)密接觸，土塞效應(yīng)方能發(fā)揚(yáng)。樁端與持力層嚴(yán)密接觸，土塞效應(yīng)方能發(fā)揚(yáng)。3未計入土體再固結(jié)構(gòu)成的側(cè)摩阻力加強(qiáng)效果。未計入土體再固結(jié)構(gòu)成的側(cè)摩阻力加強(qiáng)效果。 擠土恢復(fù)的時效性是雙刃劍。隨著時間推移，場地土恢復(fù)穩(wěn)定，但這個時間能夠

5、長達(dá)一至數(shù)年。在這個過程中雖然側(cè)摩阻力添加，但是沉降也在添加。設(shè)計提高基樁承載力那么樁數(shù)將減少，導(dǎo)致實踐總沉降添加；同時由于再固結(jié)能夠?qū)е鲁信_底脫空，那么荷載全部由樁承當(dāng)，也能夠額外添加沉降。土的名稱土的狀態(tài)qskqpkl99 l161630(壓實)填土2230淤泥1420淤泥質(zhì)土2230黏性土流塑IL12440軟塑0.75 IL1405521085065014001200180013001900可塑0.50 IL0.7555708501700140022001900280023003600硬可塑0.25 IL0.50708615002300230033002700360036004400硬塑

6、0 IL0.25869825003800380055005500600060006800堅硬IL098105紅黏土0 aw1133200.92646中密0.75e0.946669501700140021001900270025003400密實e0.75668815002600210030002700360036004400粉砂稍密10N15244810001600150023001900270021003000中密15306688預(yù)應(yīng)力混凝土管樁預(yù)應(yīng)力混凝土管樁qsk,qpk土的名稱土的狀態(tài)qskqpkl99 l161630細(xì)砂稍密10N152448中密15306688中砂中密15307495

7、粗砂中密153095116礫砂稍密51511613860009500900010500圓礫、角礫中密、密實N63.510160200700010000950011500碎石、卵石中密、密實N63.5102003008000110001050013000全風(fēng)化軟質(zhì)巖30N5010012040006000全風(fēng)化硬質(zhì)巖301016024060009000強(qiáng)風(fēng)化硬質(zhì)巖N63.5102203007000110002擠土對樁基沉降的影響 原場地擾動后場地受荷沉降再固結(jié)沉降 建筑物關(guān)注的是樁基長期沉降量。沉樁終了后，孔隙水壓力逐漸散失，土體再固結(jié)，建筑物隨之下沉；對于土層分布比較均勻的場地，再固結(jié)在平面內(nèi)較

8、均勻，將不添加建筑物兩點間差別沉降，但對建筑物總沉降產(chǎn)生較大影響。 飽和土中采用預(yù)制樁不含復(fù)打、復(fù)壓、引孔沉樁時，應(yīng)根據(jù)樁距、土質(zhì)、沉樁速率和順序等要素，對按等效作用分層綜合法計算的沉降乘以1.31.8擠土效應(yīng)系數(shù)，土的浸透性低，樁距小，樁數(shù)多，沉樁速率快時取大值。 05010015020025030035040010305070樁長(m)實測最終沉降(mm)灌注樁預(yù)制樁天津某工程沉降實測資料住宅，地下1層，地上9層，異形柱剪力墻構(gòu)造，預(yù)應(yīng)力管樁。上圖為開工時沉降。Smax=39mm住宅，地下2層，地上27層，剪力墻構(gòu)造，灌注樁后注漿。上圖為開工時沉降。Smax=17mm 上面兩棟樓位于同一小

9、區(qū)。雖然樁根底提供了等效的承載力，但沉降差別相當(dāng)大。可見荷載量大并不是產(chǎn)生大沉降量的主要要素，主要還是擠土效應(yīng)。4、減小擠土效應(yīng)的措施1設(shè)計措施：增大基樁的最小中心距土類與成樁工藝排數(shù)不少于3排且樁數(shù)不少于9根的摩擦型樁樁基其他情況非擠土灌注樁3.0d3.0d部分?jǐn)D土樁3.5d3.0d擠土樁非飽和土4.0d3.5d飽和黏性土4.5d4.0d鉆、挖孔擴(kuò)底樁2D或D+2.0m(當(dāng)D2m)1.5 D或D+1.5m(當(dāng)D2m)沉管夯擴(kuò)、鉆孔擠擴(kuò)樁非飽和土2.2D且4.0d2.0D且3.5d飽和黏性土2.5D且4.5d2.2D且4.0d2施工措施：施工措施：1可用預(yù)鉆孔來減少排土量。預(yù)鉆孔孔徑可比樁徑或

10、方樁對角線小可用預(yù)鉆孔來減少排土量。預(yù)鉆孔孔徑可比樁徑或方樁對角線小50100mm，深度可根據(jù)樁距和土的密實度、浸透性確定，宜為樁長的，深度可根據(jù)樁距和土的密實度、浸透性確定，宜為樁長的1/31/2； 通常預(yù)鉆孔深度范圍內(nèi)地基土體內(nèi)的超孔隙水壓力可減小通常預(yù)鉆孔深度范圍內(nèi)地基土體內(nèi)的超孔隙水壓力可減小40%50%，地基變位可減小地基變位可減小30%50%。 2應(yīng)設(shè)置排水措施，如袋裝砂井或塑料排水板，可提高土的在施工期間的緊應(yīng)設(shè)置排水措施，如袋裝砂井或塑料排水板，可提高土的在施工期間的緊縮性。袋裝砂井直徑宜為縮性。袋裝砂井直徑宜為7080mm，間距宜為，間距宜為1.01.5m，深度宜為，深度宜為

11、1012m；塑料排水板的深度、間距與袋裝砂井一樣；塑料排水板的深度、間距與袋裝砂井一樣； 其目的是改善地基土的排水特性，加快孔隙水壓力的散失，防止砂土液化。其目的是改善地基土的排水特性，加快孔隙水壓力的散失，防止砂土液化。3可在沉樁區(qū)內(nèi)外開挖地面防震溝或應(yīng)力釋放孔，并可與其他措施結(jié)合運(yùn)用。防震溝溝寬可取0.50.8m，深度按土質(zhì)情況決議； 可減小淺層土體的擠土效應(yīng)，對于深基坑效果有限。4管樁施工不能搶工期。應(yīng)限制每天的沉樁數(shù)量即打樁速率，合理安排沉樁流程，使得超孔隙水壓力能及時散失； 在軟黏性土中，沉樁速度過快，不但顯著添加水壓力、地基土變位，還可使得臨近土體剪切破壞。施工順利那么影響水力梯度

12、的大小和方向。實測闡明，地基變位方向與沉樁施工方向一致。5沉樁終了后，宜普遍實施一次復(fù)打，使樁端置于持力層上，能充分發(fā)揚(yáng)樁端土體承載力，還可隨時間增長；3基坑開挖基坑開挖1基坑開挖前應(yīng)對邊坡支護(hù)型式、降水措施、挖土方案、運(yùn)土道路及堆土位置基坑開挖前應(yīng)對邊坡支護(hù)型式、降水措施、挖土方案、運(yùn)土道路及堆土位置編制施工方案，假設(shè)樁基施工引起超孔隙水壓力，宜待超孔隙水壓力大部分散失編制施工方案，假設(shè)樁基施工引起超孔隙水壓力，宜待超孔隙水壓力大部分散失后開挖。后開挖。2基坑施工順序宜先深后淺。場地土允許的地域應(yīng)先開挖基坑，后沉樁?；邮┕ろ樞蛞讼壬詈鬁\。場地土允許的地域應(yīng)先開挖基坑，后沉樁。3挖土應(yīng)平衡分

13、層進(jìn)展，對流塑狀軟土的基坑開挖，高差不應(yīng)超越挖土應(yīng)平衡分層進(jìn)展，對流塑狀軟土的基坑開挖，高差不應(yīng)超越1m。4挖出的土方不得堆置在基坑附近。挖出的土方不得堆置在基坑附近。5機(jī)械挖土?xí)r須避開樁位，行進(jìn)道路須避開樁位且間隔樁位一定間隔，否那么機(jī)械挖土?xí)r須避開樁位，行進(jìn)道路須避開樁位且間隔樁位一定間隔，否那么應(yīng)采取其他措施確?；觾?nèi)的樁體不受損壞。應(yīng)采取其他措施確?；觾?nèi)的樁體不受損壞。4施工監(jiān)測施工監(jiān)測1對于擠土預(yù)制樁和擠土灌注樁，施工過程均應(yīng)對樁頂和地面土體的豎向和程對于擠土預(yù)制樁和擠土灌注樁，施工過程均應(yīng)對樁頂和地面土體的豎向和程度位移進(jìn)展系統(tǒng)觀測；假設(shè)發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)采取復(fù)打、復(fù)壓、引孔、設(shè)置排水

14、措施度位移進(jìn)展系統(tǒng)觀測；假設(shè)發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)采取復(fù)打、復(fù)壓、引孔、設(shè)置排水措施及調(diào)整沉樁速率等措施。及調(diào)整沉樁速率等措施。2沉樁過程中應(yīng)加強(qiáng)臨近建筑物、地下管線等的觀測、監(jiān)護(hù)。沉樁過程中應(yīng)加強(qiáng)臨近建筑物、地下管線等的觀測、監(jiān)護(hù)。5預(yù)應(yīng)力管樁施工常見問題及處置措施預(yù)應(yīng)力管樁施工常見問題及處置措施1平面偏位，樁身完好性為平面偏位，樁身完好性為I、II類。類。措施：處置承臺。尤其對一柱一樁和二樁的情況。見武漢某工程實例措施：處置承臺。尤其對一柱一樁和二樁的情況。見武漢某工程實例2樁身開裂，對程度承載力有影響。樁身開裂，對程度承載力有影響。措施：措施：a灌芯灌芯b補(bǔ)樁！。見唐山某工程補(bǔ)樁！。見唐山某工程3

15、樁端未到設(shè)計標(biāo)高樁長未滿足設(shè)計要求。樁端未到設(shè)計標(biāo)高樁長未滿足設(shè)計要求。措施措施a預(yù)鉆孔預(yù)鉆孔b保管該持力層。保管該持力層。中砂細(xì)砂中砂黏土粉質(zhì)黏土粉質(zhì)黏土處置類似問題應(yīng)著眼于對承臺和上部構(gòu)造的影響：a承臺內(nèi)力與原設(shè)計不同；b建筑物沉降能夠不均勻。4沉樁終壓力與設(shè)計不符沉樁終壓力Rsm與極限承載力Quk關(guān)系按地域閱歷較為真實。終止壓力與土層分布特性親密相關(guān)，應(yīng)留意當(dāng)?shù)赝翆臃植继攸c。2030m淤泥質(zhì)黏土粉質(zhì)黏土510m細(xì)砂黏土細(xì)砂23m23m23m23m23m黏土細(xì)砂黏土710m粉質(zhì)黏土510m細(xì)砂細(xì)砂abc規(guī)范：最大壓樁力不宜小于設(shè)計的單樁豎向極限承載力規(guī)范值，必要時可由現(xiàn)場實驗確定，可根據(jù)地

16、域靜壓閱歷確定。 5、預(yù)應(yīng)力管樁的樁身承載力與施工工藝系數(shù)6、預(yù)應(yīng)力管樁的程度承載力雙控：位移和抗彎承載力1按位移控制預(yù)估：2單樁程度靜荷載實驗：根據(jù)配筋率確定取值方法。 大配筋率由位移控制，取6或10mm位移對應(yīng)荷載的75%。 小配筋率由樁身抗彎強(qiáng)度控制，取臨界荷載的75%。3位移滿足前提下，驗算樁身抗剪承載力 建筑工程中的預(yù)應(yīng)力管樁根底，在程度荷載作用下計算位移較小，可以為程度承載力有樁身承載力控制，主要指樁身抗彎承載力。 通?；鶚对诔潭群奢d作用下以彎曲破壞為主，因此僅驗算抗彎承載力即可；當(dāng)需求驗算空心截面的抗剪承載力，無明確規(guī)定。300.75haaxEIR7、剪力墻下布置預(yù)應(yīng)力管樁要點、

17、剪力墻下布置預(yù)應(yīng)力管樁要點1剪力墻下布樁與承臺設(shè)置剪力墻下布樁與承臺設(shè)置對于鋼筋混凝土剪力墻下布樁的問題，應(yīng)重點把握以下幾點：對于鋼筋混凝土剪力墻下布樁的問題，應(yīng)重點把握以下幾點： 1應(yīng)盡量做到剪力墻下布樁。剪力墻本身具備極大抗彎剛度，可視為應(yīng)盡量做到剪力墻下布樁。剪力墻本身具備極大抗彎剛度，可視為承臺；承臺；分布筋剪力墻樁2地震作用下剪力墻接受宏大的傾覆彎矩，因此在較長的墻肢兩端應(yīng)布置基樁，如圖；3多層剪力墻構(gòu)造未設(shè)置地下室時，思索鋼筋錨固和施工方便以及部分受壓的問題，宜設(shè)置條形承臺梁，如圖a。 4多層剪力墻構(gòu)造設(shè)置地下室時，假設(shè)采用墻下布樁，那么抗水板常取200250mm，此時可參考圖a設(shè)

18、置條形承臺梁；當(dāng)抗水板厚達(dá)400mm時，那么可在墻下設(shè)置暗梁圖b。5高層剪力墻構(gòu)造，常因根底埋深要求設(shè)置地下室且由于要接受基底反力，筏板厚度不小于400mm，此時按圖b設(shè)置暗梁即可。ab剪力墻下條形承臺梁構(gòu)造剪力墻下條形承臺梁構(gòu)造 2短肢剪力墻下布樁的合理化建議 上部構(gòu)造采用短肢剪力墻而又不能墻下布樁，按荷載重心與樁群形心重合的原那么，工程中經(jīng)常構(gòu)成類似圖a的布樁方式，致使承臺的抗沖切承載力、抗剪切承載力以及彎矩計算都極為困難。 a未優(yōu)化設(shè)計未優(yōu)化設(shè)計工程師在進(jìn)展構(gòu)造設(shè)計時即該當(dāng)預(yù)見到這種情況，從而采取有效措施。1選擇承載力更大的樁型。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)上述不利情況的多數(shù)采用預(yù)應(yīng)力管樁，管樁樁

19、長有限，承載力低，需求樁數(shù)多，樁距要求也大，自然無法做到墻下布樁。因此選擇灌注樁，添加樁長，再用后注漿提高承載力，自然能墻下布樁，如圖b，嚴(yán)厲的說此時荷載重心與樁群形心并不重合，但由于構(gòu)造剛度參與及承臺基樁變形協(xié)調(diào)后，會重新獲得平衡。實際證明，這種方式也具有更好的經(jīng)濟(jì)性。2按復(fù)合樁基設(shè)計。當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)較好，可思索按復(fù)合樁基設(shè)計c，如15層的剪力墻構(gòu)造，總荷載225kPa，地基土承載力特征值140kPa，承臺效應(yīng)系數(shù)取0.6，那么可減少樁數(shù)37%，原5樁承臺可按3樁承臺設(shè)計即可，此時筏板厚度應(yīng)滿足沖切承載力要求。b加大基樁承載力加大基樁承載力c按復(fù)合樁基設(shè)計按復(fù)合樁基設(shè)計3補(bǔ)充墻肢，使原構(gòu)造墻肢加長，便于墻下布樁。對于無地下室的短肢剪力墻構(gòu)造，可以在地面以下至承臺底面高度范圍加設(shè)墻體，將獨立墻肢聯(lián)絡(luò)起來如圖d，兼具承臺梁的作用，由于這類梁高通常達(dá)1.52m，具有