长螺旋干成孔压灌砼桩承载力的分析与应用

长螺旋干成孔压灌砼桩承载力的分析与应用

中冶南方武汉工程咨询管理有限公司湖北武汉430077

摘要:本文结合长螺旋压灌砼桩的施工实例及试桩结果,对淤泥质粘土条件下的单桩承载力特征值的计算进行了全面分析,提出了淤泥质粘土下该桩型承载力计算方法。

关键词:长螺旋干成孔压灌砼桩;粘土抱钻;理论桩径;实际桩径;充盈系数

长螺旋干成孔压灌砼桩源于我国二十世纪九十年代,实际推广应用于二十世纪九十年代末期。由于该桩采用螺旋钻杆非挤土成孔、钻杆内中心管高压(3~4Mpa)泵送砼成桩、最后振动下钢筋笼的施工方法,因而具有适用范围广、桩身质量好、承载力较高、施工周期短、振动小、无污染等优点,在我国北方地区及长江中下游地区广泛应用。

一、本工程概况

某学生公寓为六层砖混结构,共14栋,位于原鱼塘上,其地质情况见下表。该工程设计桩基础为长螺旋干成孔压灌砼桩,设计桩径为Φ500,桩长≥21m,设计要求充盈系数≥1.4,单桩竖向承载力特征值Ra≥1600KN。

本工程地质状况表

二、单桩竖向承载力特征值理论计算与试桩结果的比较及分析

1、Φ500、Φ400试桩的Ra的理论计算

计算参数列表

a、Φ500试桩单桩承载力特征值Ra的理论计算(按d=500,L=19m进行计算)

Ra=Лd∑qsiaLi+Aqpa

=Лx0.5x(13x6+50x0.3+22x8.5+65x3.1+86x1)+Лx0.252x2600

=890+510

=1400KN

b、Φ400试桩Ra的理论计算(按d=400,L=22m进行计算)

Ra=Лd∑qsiaLi+Aqpa

=Лx0.4x(13x6+50x0.3+22x8.5+65x3.1+86x4.1)+Лx0.22x2600

=1048+327

=1375KN

式中

Ra————单桩竖向承载力特征值

qsia————桩第i层土的侧阻力特征值

qpa————桩端端阻力特征值

Li————第i层土的厚度

d————桩径

A————桩身面积

2、理论计算值与试桩结果的比较

以上数据显示Ra理论值比实测值小约30%(其中桩试3偏离值较大是因为实际桩长与计算桩长相差2.3m所致)

3、偏差原因分析

为何Ra理论值比实测值小约30%呢?笔者通过查阅相关资料、分析现场施工过程,认为差值较大的原因在于现场淤泥质粘土导致的“抱钻”效应明显,使得设计Ф500桩实际桩径达到Ф600、设计Ф400桩实际桩径达到Ф500,从而提高了单桩承载力。计算结果如下:

a、Φ500试桩Ra’的理论计算(按d=600,L=19m进行计算)

Ra’=Лd∑qsiaLi+Aqpa

=Лx0.6x(13x6+50x0.3+22x8.5+65x3.1+86x1)+Лx0.32x2600

=1070+735

=1805KN

b、Φ400试桩Ra’的理论计算(按d=500,L=22m进行计算)

Ra’=Лd∑qsiaLi+Aqpa

=Лx0.5x(13x6+50x0.3+22x8.5+65x3.1+86x4.1)+Лx0.252x2600

=1310+510

=1820KN

Ra实测值、Ra理论值、Ra’理论值比较列表

4、结论

通过以上比对可以得出以下结论:

(1)按理论桩径计算,计算值与实际值相差较大(约达30%);

(2)按实际桩径计算,计算值与实际值基本吻合(误差10%以内)。

因此,对于长螺旋干成孔压灌砼桩,以实际桩径作为计算依据的计算方法是比较切合实际的。

在实际应用中,可将充盈系数i转化为实际桩径与理论桩径之比(其值为√i),实际单桩竖向极限承载力标准值为:

Ra’=√iЛd∑qsiaLi+iAqpa

三、该结论在本工程中的应用价值

通过进一步的计算,我们发现将Φ400桩长缩短为21m,完全可以保证Ra’满足设计要求。Φ400工程桩Ra’的理论计算(按d=500,L=21m进行计算):

Ra’=Лd∑qsiaLi+Aqpa

=Лx0.5x(13x6+50x0.3+22x8.5+65x3.1+86x3.1)+Лx0.252x2600

=1175+510

=1685KN>1600KN

笔者据此向设计方及业主提出修改设计建议,并被采纳,为业主节省了投资。

本工程总计施工约800根长螺旋干成孔压灌砼桩(Ф400,L=21m),对163根工程桩进行了低应变检测,其中I类桩141根,占86.5%,Ⅱ类桩22根,占13.5%,无Ⅲ、Ⅳ类桩。对4根工程桩进行了单桩静载试验,对20根工程桩进行了高应变检测,检测数据如下:

以上结果完全达到设计要求。

参考文献

[1]建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)

[2]建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)

[3]桩基工程手册(中国建筑工业出版社)

标签:;  ;  ;  

长螺旋干成孔压灌砼桩承载力的分析与应用
下载Doc文档

猜你喜欢