TSC桩工程应用及进展

1、TSC桩桩研究发展与工程应用研究发展与工程应用 宝山钢铁股份有限公司宝钢宝钢铁梦结构铁梦结构工程工程研究室研究室20201414年年2 2月月TSC桩桩研究发展与工程应用研究发展与工程应用1 工程地质特征和长桩应用概况2 长桩持力层的选择和停锤标准3 不同长度桩基础沉降的比较4 TSC桩先期试验研究工作5 TSC桩工程应用6 TSC桩检测技术7 组合桩和TSC桩发展8 大直径TSC桩应用展望1 1 工程地质特征和长桩应用概况工程地质特征和长桩应用概况 宝钢三十年 经济观察报2009年7月6日 1978年2月，百废待兴。中央提出建设“十大钢铁基地”的宏伟规划，其时宝钢并不在列。 按照传统的眼光，

2、上海没有矿山、煤炭资源，长江口水深不够，地基软弱地基软弱，并不具备建造钢铁基地的地理环境。 1 1 工程地质特征和长桩应用概况工程地质特征和长桩应用概况 宝钢的厂房及设备基础对沉降、差异沉降和水平位移都有严格的控制要求，根据地质条件，宝钢工程采用30m、45m和约60m三种桩基系列。 宝钢工程桩基使用量统计表1 工程地质特征和长桩应用概况工程地质特征和长桩应用概况2 2 长桩持力层的选择和停锤标准长桩持力层的选择和停锤标准2 2 长桩持力层的选择和停锤标准长桩持力层的选择和停锤标准长桩持力层的选择 中日双方于1979年根据宝钢的地质条件和日本类似地质条件的钢厂建设经验共同确定宝钢一期工程长桩持

3、力层，建议钢管桩打入到N值为50以上的地层内23m。宝钢一期工程1号高炉基础钢管桩停打标准列举如下：钢管桩打入深度60m，贯入度4mm；钢管桩打入深度58m，贯入度2.5mm；钢管桩打入深度58m，贯入度2.64mm；打击次数3500击。以上3条标准，满足其中一条要求着，即可停打，其他工程将在试打后另行决定。2长桩持力层的选择和停锤标准长桩持力层的选择和停锤标准2 长桩持力层的选择和停锤标准长桩持力层的选择和停锤标准4080N63.54080N63.54080N63.520.040.060.080.0depth(m)0.0 标贯值对比(7B焦炉PHC桩钻孔) 标贯值对比(7A焦炉PHC桩钻孔)

4、 标贯值对比(焦炉煤塔PHC桩钻孔)补充钻孔B2试桩钻孔SZ3补充钻孔B3试桩钻孔SZ2补充钻孔B1试桩钻孔SZ19 15 15 3-147 25 3-27 19 15 15 3-147 27 19 15 15 3-147 25 3-27 15 3-23 3 不同长度桩基础沉降的比较不同长度桩基础沉降的比较关于宝钢工程使用钢管桩和选择粉细砂层1附近地层作为桩尖持力层，曾有过激烈的学术争论。在很长的阶段内，采用预应力混凝土管桩（PC桩）不能可靠地打到粉细砂层1附近地层， 只能打到粉质粘土1或3层内，而这样的结果是沉降和差异沉降偏大，从而对生产运行带来隐患。这里以同时布置了钢管桩和混凝土桩的某厂房

5、为例，比较两种桩基沉降和差异沉降随时间发展的情况。3 3 不同长度桩基础沉降的比较不同长度桩基础沉降的比较 3 3 不同长度桩基础沉降的比较不同长度桩基础沉降的比较 3 3 不同长度桩基础沉降的比较不同长度桩基础沉降的比较1-5区的主厂房柱基和重要设备基础都采用钢管桩或钢管混凝土桩，设计持力层为粉细砂层，施工中采用打入深度和贯入度双控指标作为停打标准，实际打入深度约65m，这与其他主厂房柱基和重要设备基础的桩基形式相同；6区主厂房柱基采用预应力混凝土管（PC）桩，桩长45m，这是与宝钢其他主厂房柱基桩基形式重要的不同之处。设置混凝土桩的柱基长期沉降约为设置钢管桩的柱基长期沉降的10倍，而前者的

6、差异沉降约为后者的4倍，这就说明了宝钢工程选用钢管桩的合理性。4 4 TSC TSC桩先期桩先期试验和研究工作试验和研究工作自十五规划项目开始大规模使用PHC桩作为深愈60m长桩取得成功之后，宝钢在第I类和第II类典型地层分布地质条件都使用PHC桩代替SP桩和SCP桩。然而对于典型地层分布III，实践证明PHC桩在穿透较硬较厚的土层1发生较多的断桩现象。宝钢与合作伙伴借鉴日本技术开发TSC桩，按直径分两个规格： TSC400外直径396mm；钢管材质Q235B或Q345B，壁厚为6mm；离心混凝土强度等级为C80，壁厚为87mm。 TSC600外直径596mm；钢管材质Q235B或Q345B，

7、壁厚为6mm；离心混凝土强度等级为C80，壁厚为107mm。4 4 TSC TSC桩先期桩先期试验和研究工作试验和研究工作4 4 TSC TSC桩先期桩先期试验和研究工作试验和研究工作 4 4 TSC TSC桩先期桩先期试验和研究工作试验和研究工作 TSC桩单桩承载力的可靠度桩的承载力取决于地基土所提供的承载力和桩材强度所提供的承载力两个方面。单桩静载压力试验表明，TSC桩穿透较硬较厚的土层1和软弱夹层1进入粉细砂层1后，试验场地地基土提供的TSC400和 TSC600桩的单桩承载力极限值分别大于5400kN和8000kN。对长度为1.2m，外直径396mm，离心混凝土强度等级为C80的薄壁钢

8、管离心混凝土短柱采用自平衡法进行轴向压力试验，破坏形式都为脆性破坏，其极限荷载见下表。4 4 TSC TSC桩先期桩先期试验和研究工作试验和研究工作根据建筑地基基础设计规范对桩材强度应满足桩的承载力设计的要求，结合短柱抗压试验的结果，采用一次二阶矩法对考虑钢管壁厚腐蚀减薄2mm的TSC桩，在常用的活载与恒载组合情况下，计算得可靠度指标都大于3.7，满足脆性破坏构件二级安全等级可靠度指标的要求。5 5 TSCTSC桩工程应用桩工程应用制定产品验收和施工技术两项企业标准。TSC400桩在大规模打桩施工中普遍反映容易打入、施工方便。而TSC600桩在试打桩时发现其完好率比TSC400桩稍低，所以仅在

9、四连铸对中台基础中使用。十一五阶段共应用40余万米，质量全优，应用TSC桩最多的1880热轧项目获优质工程鲁班奖。应对大型深基坑开挖导致桩基侧弯-TSC桩具有较大的抗侧弯变形性能 (kNm)5 5 TSCTSC桩工程应用桩工程应用6 6 TSCTSC桩桩检测技术检测技术-高应变高应变检测检测6 6 TSCTSC桩桩检测技术检测技术-桩孔探测桩孔探测7 7 组合桩和组合桩和TSCTSC桩发展桩发展-组合桩组合桩7 7 组合桩和组合桩和TSCTSC桩发展桩发展-组合桩组合桩7 7 组合桩和组合桩和TSCTSC桩发展桩发展-防腐技术防腐技术7 7 组合桩和组合桩和TSC桩发展桩发展-Q500等级等级高强度钢管高强度钢管征求合作! GB 500172003 钢结构设计规范 Q235 Q345 Q390 Q420GB/T19879-2005 建筑结构用钢板 Q235GJQ345GJQ390GJQ420GJ Q460GJ宝钢钢号2013 Q500C HFW355.65.2mm钢管18,000m 高高强度强度大大口径钢管口径钢管8 大直径大直径TSC桩应用展望桩应用展望-桥梁拦阻船舶设施桥梁拦阻船舶设施20