浅谈PHC在潮汕冲积平原沉积砂夹层中的应用

精品文档-下载后可编辑浅谈PHC在潮汕冲积平原沉积砂夹层中的应用【摘要】我国管桩发展至今已有近20年的历史。管桩产品从无标准生产，发展到今天拥有较完善的标准体系及比较成熟的生产工艺。近十年来，预应力管桩（PHC）由于其工程造价低、施工速度快等显著优点，被广泛的应用于工程当中。在潮汕冲积平原地区，由于软土地区中存在的沉积砂夹层，给预应力管桩基础的设计和施工带来很大的难度。本文阐述在潮汕冲积平原软土地区中海滨相、三角洲相沉积土层对预应力管桩基础设计和施工的影响，提出软土地区中存在沉积砂夹层的场区预应力管桩基础设计和施工的几点建议。

【关键词】预应力管桩；基础设计和施工；沉积砂夹层

1、引言

潮汕冲积平原位于韩江，榕江，练江三大江河出海口，是以河流搬运为主而形成的三角洲相沉积物。场地土以淤泥、淤泥质土、砂土及粘性土为主，均形成于第四纪晚更新世或全新世，为海陆交互相沉积成因类型。部分地带缺失底积层沉积物；前积层中具有3个大旋回沉积韵律，每个旋回从下往上颗粒由细变粗，具典型的“海退序列”。形成晚期为海边洼地或沼泽地，形成一厚度为20～25m的以淤泥为主的软粘土层。因此，表层或浅部不存在良好的建筑物基础持力层。较好的建筑物基础持力层均分布于前积层3个旋回顶部的砂层，埋深顶面分别为20～25m、30～35m、40～45m；表层形成一厚度较大的以淤泥为主的软粘土层。由于旋回沉积，软粘土层中形成层位不稳定，厚度不均匀的砂夹层。这种场地基础设计主要采用桩基持力层的钻（冲）孔桩基础或预应力管桩（PHC）基础。如果当砂夹层厚度较大、较均匀、密实度较高时，可以做为预应力管桩（PHC）基础的桩基持力层。当砂夹层层位不稳定，厚度不均匀，且存在软弱下卧层；情况比较复杂时，应认真分析勘察报告，考虑是否可以做为预应力管桩（PHC）基础的桩基持力层。如果砂层厚度可以满足做为预应力管桩（PHC）基础的桩基持力层，尚应计算软弱下卧层是否满足承载力要求，且适当考虑地基沉降量。而如果砂夹层无法做为预应力管桩（PHC）基础的桩基持力层，应考虑是否能够穿越砂夹层。

2、穿越沉积砂夹层的几种辅助措施

由于软土地区中沉积砂夹层的存在，给设计和施工带来很大的难度，尤其是基础形式采用预应力管桩（PHC）基础时尤为明显。当砂夹层层位不稳定，厚度不均匀，且存在软弱下卧层；砂夹层无法做为预应力管桩（PHC）基础的桩基持力层时，应考虑如何穿越砂夹层。

预应力管桩（PHC）根据施工工艺分为锤击管桩和静压管桩，两者主要区别：锤击管桩穿透能力强，重型柴油锤可穿透5～6m厚的密实砂层；静压管桩穿透能力弱，只能穿透约2～3m厚的密实砂层。但目前不少城市严格限制锤击管桩在中心城区使用，当遇到较厚砂夹层时，静压管桩须采取有效辅助措施才能穿过砂夹层。目前常用的几种有效辅助措施有：（1）采用开口型钢桩尖。当砂夹层厚度较小，标贯击数较小时，仅采用开口型钢桩尖可送桩到设计标高。（2）水冲法。冲水法的工作原理是当静压管桩碰到较密实而难以击穿的砂夹层时，压桩阻力陡增，很快达到终压值，使得其无法进入砂层中一定深度并最终穿越。此时不能强行压桩，否则会出现浮机、桩机跳动、夹持机构打滑、桩身出现裂缝甚至断裂等情况。采用冲水法辅助沉桩，将钻杆伸入管桩内，用水泵通过钻杆泵送高压水进入管桩，使下面的砂土在高压水压力冲淘下上涌，并通过在夹具平台上人工转动钻杆或上下插打等措施使夹层砂土松动和胶结力减弱，土体阻力减小，这样静压管桩在相对较小的油压下便能顺利穿越密实中粗砂夹层。此方法桩承载力虽能达到设计要求，但不少工程显示建筑物沉降量较大，这是因为高压水对桩四周土层结构破坏及影响范围较大。（3）预钻孔辅助沉桩工法。这种方法为在压桩前，在桩位预先钻孔，直至将砂夹层钻穿，端阻力减小；然后再进行压桩。但这种方法也存在着一定的缺点，当砂层厚度较大时，也可能存在压桩仍无法穿越；另外此方法施工慢，成本高。

3、结论

现根据本人多年的设计经验，提出如下几点基础设计与施工建议：

1、对于面积较大且存在砂夹层层位不稳定、厚度不均匀的地质情况复杂的场区，建议加大勘察孔密度，以便管桩穿越可能性的分析和桩基持力层的确定分析，更好的指导桩基工程设计和施工的实施；同时减少截桩的长度和爆桩、补桩的数量，更好的节约成本。

2、地质情况复杂的场区，应认真理解好地质勘察报告，分析砂夹层作为桩基持力层的可行性，从而确定桩基持力层和单桩竖向承载力。

3、工程开工前应进行工程试桩，选择地质情况具有代表性的点位进行工程试桩。工程试桩时要认真记录各深度的压力值，通过试桩结果检验勘察资料的准确性和检验桩基设计的合理性，并对桩基设计进行适当的调整和优化。

4、当场区管桩数量较大