锤击预应力管桩的工程实例分析

孙红波

(芜湖市勘察测绘设计研究院，安徽芜湖 241000)

锤击预应力管桩的工程实例分析

孙红波∗

(芜湖市勘察测绘设计研究院，安徽芜湖 241000)

结合芜湖市镜湖世纪城工程4－2＃地块A－2＃楼工程实例，介绍了锤击预应力管桩贯入度的计算及管桩进入火山角砾岩强风化层中每米锤击数的分布情况，及以火山角砾岩强风化层作为桩基持力层应注意的问题，对类似工程具有一定的参考价值。

锤击预应力管桩；贯入度；火山角砾岩；强风化层

1 引 言

预应力管桩是采用先张法预应力工艺和离心成型法制成的一种空心体混凝土预制桩，与其他桩型相比，有桩身质量稳定可靠、强度高、穿透能力强、施工快捷方便、对周围的环境污染比较少、效费比高等优点[1]。预应力管桩由预制厂预制成，一般都用蒸汽养护，桩身混凝土强度高达C70～C80，又有4 MPa～5 MPa的预应力，因此，比方桩更耐打、更能发挥端承力大的特点，为工程界所重视并广泛应用于工程实践中。

随着芜湖市城市建设的不断发展，城市中高层建筑不断涌现，采用较大直径的管桩在24层～32层的高层建筑中应用可收到较好地技术经济效益。本文结合工程实例介绍了锤击预应力高强混凝土管桩在强风化火山角砾岩中的应用情况，并对最后锤击预应力管桩的贯入度和锤击数、设计、施工方面的若干问题做了分析与探讨，可供类似的基础工程参考。

2 工程概况

芜湖市镜湖世纪城是由上海绿地集团开发建设的大型住宅小区，本工程实例为4－2地块2＃楼，24层。由于在本地区锤击法施工预应力管桩经验较少，故把2＃楼作为试点，为后期基础施工提供经验参考。

场地地形基本平坦，地表黄海高程在 5.2 m～6.0 m。场地地貌单元隶属河流Ⅱ级阶地，系河流冲积而成。地层岩性参数表如表1所示。

通过对场地地基土层性状的分析可知，采用锤击预应力混凝土管桩基础，以⑤层土为桩端持力层，能充分发挥该桩型桩身强度高、质量可靠稳定、桩的锤击贯入能力强、单桩承载力高、施工速度快、价格便宜的特点，是合理而经济的选择。

由于⑤层为遇水易软化的强风化岩，故在沉桩后，应对桩端以上约2 m的范围内采取有效的防渗措施，可采用微膨胀混凝土填芯或在内壁预涂柔性防水材料。

地层岩性参数表 表1

3 工程试桩

3.1 最后贯入度的计算值

桩型为 PHC，桩径为d＝500 mm，壁厚为t＝100 mm，型号为A型。试桩桩长为29 m，桩顶标高为黄海高程5.0 m，桩端持力层为⑤层强风化火山角砾岩。根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向承载力特征值如下:

锤击法成桩技术参数如下:柴油锤型号为D63，柴油锤冲击体重量W＝63 kN。根据《锤击式预应力混凝土管桩基础技术规程》(DBJT15－22－2008)中的Hilley(海利)公式:

式中:Ra—单桩竖向抗压承载力特征值(kN)

S—最后贯入度计算值(mm/击)

E—收锤时的冲击能量(mm·kN)

W—柴油锤冲击体的重量(kN)

H—锤落距(mm)

η—锤击效率系数，取0.9

Wp—桩身、桩帽重量之和(kN)

e—回弹系数

C—瞬时弹性变形值

贯入度的计算:

根据计算结果并结合规范，初步要求控制贯入度最后10击累计小于4 cm。

3.2 试桩结果

每米的锤击数见如表2所示。

每米的锤击数 表2

锤击桩试桩结果汇总如表3所示。

锤击试桩结果汇总 表3

3.3 试桩结果分析

根据试桩结果分析，在桩进入⑤层强风化火山角砾岩2 m～3 m就达到了锤击管桩的所需的收锤标准。

4 载荷试验

4.1 试验方法

试验方法按照《建筑基桩检测技术规范》JGJ106－ 2003/J256－2003中有关规定，采用慢速维持荷载法，对桩进行竖向抗压静载试验，以检验单桩竖向承载力能否满足设计要求。

4.2 试验结果

对试验点载荷试验原始数据进行整理，绘制Q～S曲线如图1所示，1＃和3＃桩试验点载荷试验Q～S曲线与2＃桩基本相同，这里从略。

图1 2＃桩Q～S曲线

从Q～S曲线中可以看出，当桩顶试验荷载小时，桩体主要以桩周土的静摩擦力承受外部荷载，曲线变化的主要特征是桩顶沉降很小，呈线性变化；当桩顶荷载继续增加，出现桩周土与桩壁静摩擦阻力最大值。与此同时，随着桩体的不断下沉，桩端强风化火山角砾岩受桩端挤压出现弹性变化，桩侧摩擦力与桩端土共同承受外部荷载。当荷载继续增加，桩侧摩擦力保持不变，而桩端土逐渐被压缩，开始出现塑性变形。当荷载再继续增加时，增加的大部分荷载主要由桩端承载力来承担。

试验结果汇总如表4所示:

试验结果汇总 表4

4.3 检测结论

根据对3根试桩进行单桩竖向静载试验检测，其检测结论为:所测1＃、2＃、3＃共3根试打桩竖向承载力检测值达到4 000 kN，满足设计要求。

5 结 语

通过对锤击预应力管桩的工程实例分析，提出以下几点供同行参考:

(1)锤击预应力管桩施工时的最后贯入度和总锤击数，是收锤标准中的两个主要的指标，应根据不同的地质条件，通过试打桩确定。

(2)在芜湖类似土层地区，桩端进入强风化火山角砾岩2 m～3 m，即可满足锤击管桩所需的收锤标准。

(3)锤击预应力管桩在成桩过程中对桩端的土(岩)层有明显挤密效益，再根据试桩试验得出的Q～S曲线中并未出现明显的陡降，可以得出现行规范提供的单桩承载力公式计算的单桩承载力设计值偏低，因此，在实际工程中可以根据地质条件和试桩结果适当调整单桩承载力的安全系数。

(4)以强风化岩层作为锤击预应力管桩的基础持力层时，应有防止水从桩底渗漏出去的设计构造措施。

[1]DBJT15－22－2008.锤击式预应力混凝土管桩基础技术规程.

[2]JGJ106－2003/J256－2003.建筑基桩检测技术规范.

[3]徐至均，李智宇编著.预应力混凝土管桩基础设计与施工.机械工业出版社

The Analysis of Example of Hanmmering Prestressed Tube－Pile

Sun HongBo
(WuHu Geotechnical and Survey Design Institute，Wuhu 230009，China)

On the base of Building A－2＃Project on Land 4－2＃of Jinghu Century Project in Wuhu，this article introduces the length of penetration of the calculation of hammering prestressed tube－pile，and the scattering of the hammering quantity per meter when the tube－pile enter the strong effloresce band of breccia volcano.Problems on the strong effloresce layer of breccia volcano severing as the bearing stratum of pile foundation should also be paid attention to.This article can be consulted if there are similar projects.

hammering prestressed tube－pile；length of penetration；breccia volcano；strong effloresce layer

1672－8262(2010)02－167－03

TU473

B

2010—02—03

孙红波(1978—)，男，注册土木工程师(岩土)，工程师，主要从事岩土工程勘察和设计工作。