黄燕辉 成 斌
(镇江市工程勘测设计研究院 镇江 212003 中水淮河规划设计研究有限公司 合肥 230601)
管桩与灌注桩基础的性价比探讨
黄燕辉 成 斌
(镇江市工程勘测设计研究院 镇江 212003 中水淮河规划设计研究有限公司 合肥 230601)
管桩一般由专业工厂生产,采用先张法预应力和离心成型工艺,经过蒸压养护而制成的一种空心圆筒体的等截面钢筋混凝土构件,运往施工现场后,通过锤击或静压的方法沉入地下作为建筑物的基础。国内在20世纪80年代开始研制生产,现已广泛应用在工业与民用建筑、桥梁、港口码头、水利工程等。下面就以镇江市引航道闸站设计为例,对这两种桩基造价及性能进行比较。
管桩 灌注桩 基础处理
引航道闸站位于镇江市引航道内距长江500m处,主要建筑物包括引航道节制闸、泵站及厂房、导流墙及翼墙等,考虑到建筑物对地基的压力较大,拟采用桩基础进行处理,设计对管桩基础和灌注桩基础两种方案进行比选。
工程场地在勘察深度范围内土层可分为如下几层:
1层:素填土,主要由黄色粉质粘土组成,较松散,湿,层厚0.6~2.5m,分布于引航道两岸。
2层:灰色、灰黄色淤泥质粉质粘土,软~流塑,饱和,层厚0.8~1.0m。主要分布于原地表。
3层:灰色、灰黄色淤泥质粉质粘土夹极薄层砂,软~流塑,层厚3.6~4.6m。
4层:灰色粉砂夹极薄层土,稍密,局部土层稍厚,层厚3.6~14.5m。
5层:灰黄色、灰色粉细砂,稍密~中密,下部含砾,含砾量为10%左右,直径3~10mm,层厚30~36m。
6层:灰色中砂,局部为细砂,稍密~中密,此次勘察未钻穿。
具体地质情况见岩土工程勘察综合成果建议值表1。
引航道闸站闸室及泵室下为PC-AB 400(95)管桩基础(与C25混凝土Φ425沉管灌注桩基础对比),桩数625根,导流墙及翼墙扶壁式挡土墙下PHC-AB600(130)管桩基础(与C25混凝土Φ800钻孔灌注桩基础对比),挡墙长549m,管桩根数1305根,扶壁式挡土墙典型断面见图1。
经计算,闸站底板及翼墙下各型号桩基的桩长、承载力、桩数量及造价比较见表2。
由表2可知,PHC-AB 600(130)管桩与C25混凝土Φ800钻孔灌注桩相比,不仅桩径减小了,而且桩长也缩短了将近1/3。传统的沉管灌注桩方案和钻孔灌注桩方案,总造价为4055.4万元,管桩方案造价仅为572.9万元,两种方案造价差别十分明显。
另外,PHC-AB 600(130)管桩的桩身各项性能也不亚于C25混凝土Φ800钻孔灌注桩,表3为这两种桩基桩身的性能指标比较表。
由表3可知,两种桩的桩身各项性能指标很相近,几乎可相互替代。
表1 3个方案出水流道数值计算结果表
表2 桩基造价对比表
表3 桩身性能对比表
图1 扶壁式挡土墙典型断面图
由于管桩对周围的土层有挤密作用,相比相同直径的灌注桩,管桩承载力更高,特别是桩的端阻力,一般管桩端阻力是灌注桩的4倍左右;另外,相比钻孔灌注桩,管桩身质量易于保证和检查,适用于水下施工;再有,管桩施工工序较灌注桩简单、工效也高、工期短,静压桩机施工无噪因,对环境无污染;此外,管桩桩基较灌注桩桩基造价省很多。
当然管桩也有其自身的和缺点:如施工时易引起周围地面隆起,有时还会引起已就位邻桩上浮;长桩需接桩时,在接头处形成薄弱环节,如不能确保全桩长的垂直度,则将降低桩的承载能力,甚至出现断桩,不易穿透较厚的坚硬地层等。
总之,管桩较灌注桩很多方面的优势已十分明显,建议在严格控制施工质量的情况下大力推广使用