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预应力管桩和沉管灌注桩对灰岩地层适宜性的对比分析预应力管桩与沉管灌注桩在灰岩地层中的适用性存在一定差异。灰岩地层通常具有岩面起伏大、溶洞发育、局部破碎等特点,对桩基施工提出了较高要求。
预应力管桩采用静压或锤击方式沉桩,施工速度快、质量稳定,但在灰岩地层中易遇到岩面倾斜、溶洞塌陷等问题,导致桩身断裂或偏位,影响承载性能。此外,管桩难以穿透较厚的岩层或大块孤石,适用性受到限制。
沉管灌注桩通过振动沉管成孔、现场浇筑混凝土,适应性强,可穿越软弱夹层进入灰岩持力层db65/t 4050.2-2017标准下载,且可通过调整桩长适应岩面起伏。在存在溶洞或破碎带的地层中,沉管桩可通过填充加固等方式处理地层缺陷,整体稳定性较好。
综上,灰岩地层中沉管灌注桩适应性相对更强,尤其适用于地质条件复杂、岩面不规则的场地;而预应力管桩则更适合岩层较均匀、无明显溶洞发育的环境。工程中应根据具体地质条件合理选用桩型。
龙岗中心城灰岩层以大理岩及石灰岩为主,溶 洞、溶沟、溶脊、溶蚀峰发育,岩面起伏变化较大。灰 岩和花岗岩、砂岩相比有很大的不同。花岗岩、砂岩 以物理风化为主,一般有完整的风化剖面,自上而下 可分为:残积土、全风化、强风化、中风化、微风化几 个风化带。其残积土层自上而下愈来愈坚硬,承载 力愈来愈高。灰岩地层以化学风化为主,没有完整 的风化带,一般情况下是残积土直接覆盖微风化的 灰岩。灰岩残积土孔隙比大、含水量高、一般呈可塑
~软塑状、承载力较低;愈接近基岩,含水量愈高,相 应地,灰岩残积土自上而下由硬变软,承载力变小。
灰岩对预应力管桩的影响
下面分两种情况讨论灰岩对预应力管桩的影 响
3.1灰岩残积土为持力层
由于灰岩残积土承载力较低、愈往下愈松软,往 往导致单桩承载力较小,造成浪费。如某工业园采 用桩径400mm、桩长大于20m的锤击管桩,设计持 力层为灰岩残积土,单桩承载力设计值为1100kN; 静压检测试验单桩极限承载力为1000kN,远远达 不到设计要求,后单桩承载力设计值普遍降为 550kN才满足要求。当收锤标准是以贯入度控制 时,往往不能收锤,最后穿透残积土层,打人基岩层 导致桩端破裂等问题。
这种情况下一般采用静压管桩。由于灰岩岩面 起伏大,往往导致桩端滑动,进而导致斜桩、断桩。 如一个工地勘察时基岩面埋深为30.0m左右,施工 时压桩却为60.0m,这说明许多节桩已滑走。在单 桩承载力设计值较大的情况下,施工压桩压力值相 应很大,桩端在与基岩接触的过程中容易产生疲劳 压碎问题。如果使用锤击管桩,问题会更严重:滑 桩、斜桩、桩端破裂除外,在近桩端由于存在一个拉 应力区,可能会导致桩身拉断。 通过以上分析,说明预应力管桩在技术上是不 太适合灰岩地层的。
沉管灌注桩对灰岩地层适宜性分析
在龙岗中心城区使用沉管灌注桩从480mm的 小直径桩到600~700mm的大直径桩均很成功。 持力层有采用砂岩残积土、全风化强风化带的,也有 采用灰岩及其残积土的。这充分说明了沉管灌注桩 对灰岩地层有较强的适宜性。下面结合工程实践分 两种情况探讨沉管灌注桩对灰岩地层的适宜性。
4.1灰岩残积土为持力层
因为灰岩残积土承载力较低,一般设计为摩擦 桩,采用480mm小直径沉管灌注桩,单桩承载力设 计值为500~700kN不等,以深度和贯人度作为收 锤标准。桩机管架的高度是固定的,因此导管有一 个最大的人土深度。当导管打至最大深度按贯人度 标准仍不能收锤时,可以采取反插、复打等措施以扩 大桩径、增加摩擦力,弥补端承力的不足
为充分利用灰岩的承载力,一般设计为摩擦端 承桩,采用600~700mm大直径沉管灌注桩,单桩
GEOTECHNICALENGINEERINGFIELD
承载力设计值能达到2800~3400kN。由于沉管消 注桩是先打导管,后进行浇注,并且导管的垂直度是 可以在施工过程中观察和控制的,所以不会产生滑 桩、斜桩、桩端破碎现象;只要合理安排各桩的施工 顺序,采用跳打工艺,严格控制好拔管、振动等施工 环节,就能够减少断桩现象的产生。 通过以上分析,说明沉管灌注桩在技术上是适 合灰岩地层的。
5预应力管桩和沉管灌注桩的经济对上
这里以龙岗中心城工程为例,粗略地分析两种 桩型的施工成本。由于同种桩型、同一个工地桩长 可能不一样,所以我们只计算单位桩长造价;由于相 似桩径不同类型的桩承载力设计值不同,所以我们 只计算单位承载力造价(表1)。 从表1中可知,以单位桩长和单位承载力的造 价来衡量,两种桩型的单位造价基本相等。
石家庄某建筑工程塔吊安装拆除施工方案圳市灰岩区预应力管桩和沉管灌注桩单位承载力造
在不含深厚淤泥层的地质条件下,沉管灌注桩 尤其是大直径沉管灌注桩比较预应力管桩更适宜灰 岩地层,并且沉管灌注桩造价不会高于预应力管桩。 承载力设计值较低时,可以灰岩残积土为持力 层.采用480mm小直径沉管灌注桩:承载力设计值
较高时,可直接以灰岩为持力层,采用600~700mm 的大直径沉管灌注桩。
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