静压桩终压力的确定及其意义

�184�静压桩终压力的确定及其意义黄赞摘要:在静压桩施工中,应灵活合理地运用规范,正确选择终压力,提高单桩承载力。实践证明,超载施压法可提高静压桩的承载力和抗震性能,降低工程造价,具有实用价值。关键词:静压桩;终压力;单桩极限承载力中图分类号:TU473.13文献标识码:B文章编号:1000-4726(2002)03-0184-03DETERMINATIONANDMEANINGOFFINALPRESSUREINSTATICPRESSUREPILINGHUANGZanAbstract:Inconstructionofstaticpressurepiling,techniquecodeshouldbeproperlyandflexiblyobserved.Bearingcapacityofsinglepilecouldbeimprovedbycorrectlyidentifyingthefinalpressure.Engineeringpracticeprovedover-pressingcanimprovethebearingcapacityandanti-seismicfunctionofthepressingpileandinaddition,reducethecostaswell.Keywords:staticpressurepiling;finalpressure;ultimatebearingcapacityofsinglepile静力压预制桩以其质量可靠、施工速度快、无噪声、无污染、综合经济效益高等特点,已在各地得到广泛应用。但由于国家规范对预制桩施工的规定多限于锤击法,对静压法的论述较少,往往造成静压桩的设计、施工不够规范、合理,尤其是对终压力的选用存在错误认识。1静压桩终压力的概念静压桩的压桩力是沉桩过程中为克服桩尖土层的抗冲剪阻力和桩周土摩擦力所施加的压桩机静压力。终压力Pu是桩尖达到持力层终止压桩时出现的最终静压力。单桩竖向极限承载力 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 值Quk是沉桩结束桩周土体产生固结后,桩能满足上部结构要求可承受的最大荷载。终压力与单桩承载力是两个不同的概念。终压力是终止压桩瞬间出现的荷载,其每次出现持续的时间通常仅5~10s,而单桩承载力是桩能抵抗由上部结构传来的长期荷载作用的能力。这个本质区别决定了两者的计算依据不尽相同。因土层结构、桩型截面、桩长、压桩力不同,会出现终压力大于或小于单桩竖向极限承载力的情况。2终压力的意义压桩力过大易压坏桩,而压桩力过小,桩无法达到合适的持力层,桩底嵌固不好,有效桩长不足,单桩承载力不满足设计要求,且易出现多桩承台施工时邻桩上涌的质量事故。安全适宜的压桩力既可保证桩身不受破坏,又可以确保桩端嵌固至合适的持力层,并通过大吨位挤密桩底土体提高桩端土体力学性能,取得较高的桩端土极限端阻力。亦即在同等混凝土强度等级或稍提高等级的情况下,同一种型号(截面、长度)、同一地质条件的桩,只要选用一个适当提高的终压力,即可取得更高的单桩承载力,从而大幅度降低基桩工程造价,这是一个更新观念、灵活合理运用规范而富有意义的结论。我国桩工机械制造业已有长足进步,出现了从240t~800t的压桩机,也为终压力的合理选择提供了各种可能性,也提出了对此进行认真研究的必要。3终压力的计算在终压力瞬间荷载作用下的桩身强度的验算比在上部结构长期荷载作用下简单,只要使用按国标图集选用的桩,一般就无须再进行抗震、疲劳、吊运验算,而只需进行静力抗压强度和压屈失稳验算。由于桩、土的相互作用和静压桩施工的特点,使桩身受终压力压曲的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 变得十分复杂,它受下列诸因素的影响:(1)桩侧土的约束;(2)桩的长度;(3)桩露出地面的自由长度l0;(4)压桩施工送桩时,送桩器未能完全对正桩顶或压桩施工垂直度有偏差(规范要求在0.5%之内),致使桩顶除受轴向压力作用外,还受弯矩和水平力联合作用。所以,要全面考虑上述特点精确地计算压曲荷载极为困难,但经反复论证,压曲黄赞,1969年6月生,广东云浮人,南宁市建筑安装工程公司,工程师,530031,广西南宁收稿日期:2001-10-10建筑技术ArchitectureTechnology第33卷(2002年)第3期Vol.33No.32002年第3期�185�表1常用方桩、管桩最大允许终压力(kN)临界荷载Pcr一般远大于桩的极限荷载标准值Quk,用简化方法验算桩的压曲是安全的。因此,�建筑桩基技术规范(JGJ94-94)第5.5.3条和5.5.4条规定,除桩的自由长度较大的高桩承台,桩周为可液化土或为地基极限承载力标准值小于50kPa的地基土(或不排水抗剪强度小于10kPa)以外,一般不考虑压曲的影响,即取稳定系数�=1.0。此规定也可引用至静压桩终压力作用下桩身强度的验算。综合压桩施工的特点和各地、各部门的规定,现提出一种简化方法计算终压力Pu方桩:Pu!��(Apfck+Asfy∀)(1)预应力管桩:Pu!��Apfck-0.598Appc(2)式中fck###混凝土轴心抗压强度标准值;Ap###桩身截面面积;fy∀##纵向钢筋的抗压设计强度标准值;As###全部纵向钢筋的截面面积;pc###混凝土的有效预压应力值,通常为3.6~6.0MPa;�###稳定系数,一般情况下�=1.0,除非出现�建筑桩基技术规范(JGJ94-94)规定要考虑压曲影响的不利情况;�###压桩安全工作系数,�=0.8~1.0。关于�的取值,按�混凝土结构设计规范(GBJ10-89)的算式推算如下:基桩承载力设计值R!�(Apfc+Asfy∀),R=Quk/1.60,fc=fck/1.35以Pu应不小于Quk计,得出:Pu=1.18�(Apfck+Asfy∀)(3)按(3)式推论得出�=1.18,与实践结果比较,该值偏高。按上海市地基基础设计规范(DGJ08-11-1999),根据实际工程经验并参考国外有关规范,对长期荷载作用下的桩,由桩身结构强度决定的单桩竖向承载力设计值提出如下近似公式:预制桩:Rd!(0.60~0.75)fcAp预应力管桩:Rd!(0.60~0.75)fcAp-0.34Appc而Quk=1.6Rd,fc=fck/1.35,Pu为预制构件在瞬间施工荷载作用,安全等级比Qu降一级,故可设定Pu=1.1Quk,得出:方桩Pu=(0.782~0.978)Apfck(4)管桩Pu=(0.782~0.978)Apfck-0.598Appc(5)按(4)、(5)式推算�值可取0.78~0.98,与实践结果比较,该值略低。按(3)、(4)、(5)式和工程实践,可确定压桩安全工作系数�=0.8~1。对桩长小于10m者可取高值,对桩长大于20m者可取低值。表1为按(1)、(2)式计算的工程中常用桩型截面、长度、混凝土强度等级的终压力Pu,计算值与工程实践基本符合。从表1中可看出,在一般条件下,按国标图集设计的方桩、管桩可承受的终压力比单桩极限承载力大得多,故将使用大于单桩极限承载力的终压力的方法称为∃超载施压法%。这里的超载指的是超过单桩极限承载力标准值而不是超过压曲荷载,即Pcr>Pu>Quk,通常Pu&(1.1~1.7)Quk。从安全角度出发,∃超载施压法%较少考虑桩周土回复的时间效应,将终压力与极限承载力直接比较,既直观又安全。实践中在经验算的终压力作用下桩身压曲破坏者较少,一般会在如下条件下发生。(1)桩身进入的各层土体层,软弱土体(液化土或地基极限承载力标准值小于50kPa)占比例较大,桩身又露出地面高过1.5m以上,桩周缺乏土体侧向约束,又未按此受力条件验算Pu。(2)桩身过长,长细比超过规范要求。(3)施工偏差严重超过规范要求。如压桩垂直度偏差太大或送桩器偏离桩顶平面而产生较大附加偏心矩,大于方桩、管桩所能承受的抗裂弯矩;接桩接头质量较差;或者桩身混凝土构件的尺寸及强度不符合桩长/m截面/mm大于10~2020小于10C30C35C40C30C35C40C30C35C40PHC300-A(壁厚70mm)PHC400-A(壁厚95mm)PHC500-A(壁厚100mm)PHC500-A(壁厚125mm)PHC600-AB(壁厚105mm)2700300035003400380044005100580066002100376052006150650024002700310030003400390045005200590018503300456054005670500∋500350∋350400∋40030003400390038004300490057006500740023604200583068907320注:(按本表取值,桩身质量(包括混凝土强度等级、钢筋、截面尺寸等)应符合国标图集规范要求,否则应适当乘以一定折减系数。)在规范规定须考虑压曲影响的不利情况时,须另行计算稳定系数�。静压桩终压力的确定及其意义第33卷�186�建筑技术国标图集要求,桩身抗弯刚度EI值过小。该条件下被经验算使用的终压力Pu破坏的桩是非常危险的,其在长期荷载作用下也更容易被破坏;若仅因调低Pu而未及时发现桩身的质量缺陷,则其危害性更具隐蔽性,造成的损失更严重。因此,适当提高终压力也是检测桩身质量的一个重要手段。由于现行规范未对静压桩终压力控制标准作专门规定,故各地实践中存在着混乱状况。旧作法即所谓∃满载施压法%是压桩机达到额定压桩力时,桩尖贯入度接近零即终止压桩,而此时有可能出现压桩力过大对桩身造成肉眼无法目测的损害,或压桩力过小未能穿越砂夹层进入合理持力层而存在桩承载力不足和桩基抗震性能差的隐患,完全依赖土体摩擦力上升来弥补遮掩原有的缺陷。施工单位往往按自身拥有的桩机随意选用压桩力,预制桩身质量也因施工单位不同的生产水平出现较大的波动起伏。此外,静压桩施工中保证单桩承载力及合理持力层的两个关键因素即设备能力(主要是指终压力)和桩身质量的不确定性,也制约了勘察单位提供土力学数据及设计单位计算单桩承载力的合理性,造成设计与工程实践之间的一定偏差。4工程实践目前南宁市设计桩长通常在12~18m之间,设计桩端一般在圆砾、砂砾、中砂。由于前述因素的影响,地质勘察 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 往往依据现场原位测试结果(此结果与静压力挤密作用后的工程实际情况差异极大)和�建筑桩基技术规范(JGJ94-94)预制桩的极限端阻力标准qpk(表5.2.8-2)的中间值选取圆砾层的qpk为8000kPa,计算结果单桩极限承载力标准值400mm∋400mm方桩为2000kN,500mm∋500mm方桩为2600kN,若桩端为砾砂、中砂则取值更低。统计 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 施工资料发现,这种作法对小吨位(Pu<320t)压桩机的∃满载施压法%还基本适用,而对大吨位压桩机(Pu&320t)的∃超载施压法%而言,由于大吨位压桩力(3600kN~4200kN)的穿透力较强,可施压边长400~500mm的桩,进入持力层深度更理想,单桩极限承载力标准值可达2500~4600kN,桩的累计沉降量较小(10~20mm)且较均匀,使用效果很好。大量工程实例证实,大于3600kN的压桩力可将8m松散粉砂夹层或4~6m中密~密实粉砂夹层压穿,提高基桩抗震性能,并通过大吨位挤密土体大幅度提高土体承载力,圆砾砂砾的qpk实际取值可达15000kPa,远大于勘察报告的取值8000kPa,这是提高终压力的一个非常重要的贡献。提高终压力的前提是确保桩身质量。因此,预制C35以上强度等级的桩尤其是C80预应力高强混凝土管桩PHC和提高终压力(即选择大吨位压桩机)是静压桩的发展方向,也是国家基础技术政策的指导方向。与使用∃满载施压法%相比,使用∃超载施压法%具有显著的经济效益。例如用320t静压桩机施工的400mm∋400mm方桩,市场价为220元/m,单桩承载力设计值仅1100~1200kN,而用400t静压桩机施工�400PHC管桩,市场价为180元/m,单桩承载力设计值可达1600kN。若以某幢建筑物总荷载为480000kN,桩长20m计,需用约400根400mm∋400mm方桩,造价约176万元;而采用�400管桩只需300根左右,造价约108万元。采用∃超载施压法%比∃满载施压法%至少可节省造价30%。表2列出常用静力压桩选型表,可供使用时参考。5结束语(1)合理选择终压力和确保预制桩桩身质量,是保证静压桩质量的关键。(2)提倡使用∃超载施压法%施工和检测基桩,大幅度提高单桩承载力,对合理利用持力层承载力具有重大的经济价值。参考文献1JGJ94-94建筑桩基技术规范.北京:中国建筑工业出版所,19952桩基工程 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 .北京:中国建筑工业出版社,1995240~2802400~2800300∋300~400∋400�3001700~2800320~3603200~3600400∋400~450∋450�4002100~3600400~4604000~4600450∋450~500∋500�400~�5002800~4600500~6005000~6000500∋500~600∋600�500~�6003500~5500压桩机级别/t最大压桩力/kN单桩极限承载力标准值/kN方桩管桩适用桩型/mm表2常用静力压桩选型参考表