帶樁節(jié)填砂預(yù)應(yīng)力管樁在軟土地基中的三重作用溫州長(zhǎng)城基礎(chǔ)工程有限公司鄒宗煊一、摘要二、新樁型的必然性三、新樁型的結(jié)構(gòu)、制作和施工四、工程實(shí)例五、靜載荷對(duì)比試驗(yàn)六、軸力測(cè)試七、大幅度提高承載力的作用八、改良樁周土促進(jìn)軟土脫水固化作用九、防止地下水對(duì)鋼筋混凝土的腐蝕作用一、［提要］通過(guò)工程實(shí)例介紹帶肋填砂管樁(ZL20031227200.0)在軟土中的三重作用，該樁樁尖擴(kuò)大、樁身帶肋、樁側(cè)填砂，能提高單樁承載力40-60%，降低造價(jià)，打樁引起的孔隙水壓力增高得到及時(shí)釋放，促進(jìn)軟土脫水固化，克服管樁樁身上浮、偏位和斷樁現(xiàn)象。在沿海鹽堿地區(qū)，樁身噴涂改性瀝青，能防止地下水腐蝕鋼筋與混凝土。

二、新樁型的必然性

1.隨著大規(guī)模圍海造地，大量沿海灘涂被數(shù)米厚吹砂或吹泥所復(fù)蓋，巨厚的灘涂淤泥與吹上的泥含水量高達(dá)80-110%，雖經(jīng)塑料插板或堆載或預(yù)壓等初級(jí)地基處理，僅地表數(shù)米強(qiáng)度得以提高，數(shù)米以下高含水高靈敏度的淤泥，采用鉆孔樁難成孔，或成孔后灌混凝土?xí)纬伞按蠖亲印?，充盈系?shù)成信增長(zhǎng)，采用管樁則出現(xiàn)移位、上浮等質(zhì)量問(wèn)題目。競(jìng)其原因因淤泥中水排不出，要將高含水的淤泥中水快速排出，只有塑料板與砂，而經(jīng)濟(jì)實(shí)用的應(yīng)該是砂。2.在渤海灣等大片新建到圍海灘涂或大片鹽堿地中，地下水SO42-、CO22-、HCO3、CL-對(duì)鋼筋與混凝土具有腐蝕性。如河北滄州華潤(rùn)渤海新區(qū)熱電工程場(chǎng)地地下水8個(gè)水樣品，經(jīng)河北省水環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)中心檢測(cè)，在評(píng)價(jià)報(bào)告(編號(hào)HSB2009WJW066)中稱，該場(chǎng)區(qū)地下水PH值，偏酸性，含，含SO42-13038.4-6047.1,對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)是強(qiáng)腐蝕，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋是弱腐蝕，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)是中等腐蝕。由此設(shè)計(jì)了經(jīng)濟(jì)實(shí)用的帶肋填砂管樁或帶肋填砂預(yù)制樁(ZL20112)。三、新樁型的結(jié)構(gòu)、制作和施工1.樁的結(jié)構(gòu)

1.1樁尖擴(kuò)大頭：其直徑等同肋，大于管樁樁徑10-12cm，分開(kāi)口型和閉口型；1.2帶肋管樁（圖2）：樁身直徑400-600mm，肋間距2m，肋高10-12cm，肋外側(cè)寬10cm，肋設(shè)排水孔；1.3樁周填砂：樁周填砂以干砂為佳，或砂礫、或細(xì)顆粒建筑垃圾，當(dāng)樁尖擴(kuò)大頭或肋擠開(kāi)土層，在樁周形成10-12cm寬的空腔時(shí)，砂靠自重連續(xù)充填，充盈系數(shù)在90%以上。

帶肋管樁帶肋管樁四.懷工程泡實(shí)例4.胳1概捆況：該樁宗首次輸在溫寶州大六學(xué)行懇政信拐息中鍋心的優(yōu)裙摟屬基礎(chǔ)洪中使蹲用，餅中心交平面零為1是85笛m長(zhǎng)償?shù)幕∩有伟蹇v式建回筑，銅地面充12蹈層，聞地下茂一層麻，建訂面2質(zhì).8峰萬(wàn)M借2,免框剪觸結(jié)構(gòu)矛，裙撤樓2糕層。換裙殿樓樁鉤基采生用填泊砂管衫樁，敘樁徑Φ一4光00霜，樁櫻長(zhǎng)3怒4m棒。樁附尖擴(kuò)臟大頭括與肋綢直徑瞇為6為00停，肋史間距撐2m殺,持活力層慌為④漂層圓期礫層隸。4.陷2障場(chǎng)地寄土層殲特征態(tài)（下迎圖）這：場(chǎng)地期自上僵而下悼土層每為：芽①粘檔土層擴(kuò)：可健塑～腐軟塑稼狀、厭高壓軟縮性兩；②草淤泥綁層：執(zhí)流塑書(shū)狀、罵高壓宗縮性圣；③編粘土旗層：頑中壓志縮性如；④女圓礫起層：駛中密控狀為暖主；嫁⑤粘胳土層底：高碧壓縮籃性；飯⑥圓顧礫層刃：中訂密狀滲為主叉，層稈厚1究.3燦0～坦6.龍60脹m；勾⑦粘爽土層奪：高掏壓縮晚性；?、嗟[血砂層吃：稍愧密—廢中密炸狀；丑⑨粘違土層門(mén)：高菜壓縮腐；⑩予粘土斗夾中鬼細(xì)砂櫻：中拌壓縮啞性；燦⑾粉逆質(zhì)粘介土：妹可塑袍狀，冊(cè)中壓咬縮場(chǎng)地輔土層注特征君圖4.姻3填歪砂管飾樁的畜設(shè)計(jì)⑴.遺基本糠假定投：a跳)碰樁頂峽承受自全部聾荷載濱，b閃)你樁和據(jù)土的偏剪切筍面發(fā)牛生在掙填砂非與土粥交界什面的騙土的購(gòu)一側(cè)耳，因追此，忽樁側(cè)償阻力解和樁俱端阻彩力估周算以備樁尖垃擴(kuò)大漆頭或搖肋直杰徑為席計(jì)算枝。⑵.連單樁蛇豎向任承載轎力特匪征值疊按下夕式估享算：Ra斃=λ摩×（聲qp閣aA課p+慢up鉤qs挎ia騎li途）式中聚Ra憤─單店樁豎宴向承織載力薄特征賽值；逼qp督a證、q塞si放─端刑阻力鞋、側(cè)骨阻力擊特征響值；掘Ap糊──武樁大非頭截勁面積斧；u柱p─浩樁肋另直徑因計(jì)算衛(wèi)的周飽長(zhǎng)；庸li希─捏第i暖層土愈的厚疏度；廚λ─林安全怎儲(chǔ)備鈔的折殲減系眨數(shù)，少取0吉.7領(lǐng)。填砂繳管樁聾樁身倘強(qiáng)度顆還應(yīng)湊滿足劑樁的越承載牛力設(shè)青計(jì)要貿(mào)求：Q≤狹Ap示fc揀ψc式中促Q(mào)─母相應(yīng)鎖于荷牌載效煉應(yīng)基膛本組堵合時(shí)榜的單麗樁豎朵向力礙設(shè)計(jì)應(yīng)值；芽fc枯─混醒凝土孫軸心測(cè)抗壓鬧強(qiáng)度堂設(shè)計(jì)賭值；Ap防─樁悠身橫貪截面愁積；紐奉ψc破──早工作霉條件哭系數(shù)曉，取堵0.屆75偽。五、進(jìn)靜載運(yùn)試驗(yàn)為了熔了解部填砂肌管樁館受力杏機(jī)制舒與提陡高承述載力沒(méi)的幅霧度，榴結(jié)合技常規(guī)妨工程絞驗(yàn)樁紙分別瞎在裙柿樓A頭、B佳、C服三區(qū)學(xué)各選聰一根坐填砂伴管樁或，在仇主樓炕區(qū)選昏一根綱普通吩管樁泉共4怎根樁役進(jìn)行予軸力決測(cè)試臨和靜手載試煌驗(yàn)，器編號(hào)脹為試漁樁1漂、2嬌、3消、4黎。根模據(jù)單師樁承斃載力衰特征患值估慮算，冤填砂莊管樁蓋比普儲(chǔ)通管辮樁承質(zhì)載力障提高京40論%，詳試樁仿1、友2、長(zhǎng)3極季限承姐載力縮慧估算噸為2乳00竄0K遭N，繞試樁權(quán)4極戴限承站載力趴為1夜80稱0K張N。<3惰>試樁困曲線S（叨mm情）(a絲式)錫Q-糧S曲掀線(b厚)頃S-獅lg件t曲營(yíng)線試樁美-1框靜荷勉載試畜驗(yàn)曲茂線S（弦mm蔽）(a雅)籠Q-鳥(niǎo)S曲竹線(b顛)淚S-峰lg金t曲撈線試樁收-2蔽靜荷赤載試從驗(yàn)曲但線(a報(bào))遭Q-射S曲維線(b屠)帖S-頃lg任t曲氧線試樁哲-3先靜荷命載試飄驗(yàn)曲音線S（秘mm厘）(a辮)知Q-耐S曲掩線(b挖)志S-縱lg誕t曲襲線試樁歪-4煮靜荷尼載試傘驗(yàn)曲特線S（懷mm拐）溫州皺大學(xué)銷(xiāo)行政罷信息能中心槍與建方工學(xué)聾院?jiǎn)翁潣稑O廣限承閃載力漿表工程名稱樁號(hào)樁徑（mm）樁長(zhǎng)（m）設(shè)計(jì)極限承載力（KN）最大加載值（KN）累計(jì)沉降量（mm）殘余沉降量（mm）極限承載力（KN）樁型行政信息中心試樁1φ4003413302217.649.28*26.50＞2217擴(kuò)大頭管樁試樁2φ4003413302100.035.50*23.80＞2100試樁3φ4003413302217.623.5213.14＞2217試樁4φ5003418001801.850.4727.16＞1801PTC500（70）建工學(xué)院辦公樓547#φ500361210121037.7725.94＞1210631#φ500361160116023.2215.06＞1160588#φ500361156115627.9419.84＞1156建工學(xué)院實(shí)驗(yàn)樓338#φ500341309130937.7228.60＞1309438#φ500341309130918.7711.43＞1309489#φ500341309130921.2214.30＞1309（*蜻試樁飾-1員、-教2加增載1證1級(jí)疾時(shí)的狀累計(jì)拋沉降掘量分芒別為表39螺.2條3和摟26克.1辱0m緞m，桑為了葉得到云更多棋資料皆，繼詳續(xù)加欠載至丸樁架飯一角背開(kāi)始滴上抬階傾斜衛(wèi)為止絡(luò)）、4根躍樁靜冊(cè)載Q-紛S曲線散中，3根φ4慈00填砂約管樁Q-耍S曲線崗近似與，極廁限值>2捏10創(chuàng)0K允N，高括出φ5劈燕00普通塑管樁深極限污值2收5%螺。由嫂表1惕看出佩，同夕樣沉吉降23滑～4針5m甜m填砂會(huì)管樁折試樁擾的承益載力排比緊甘鄰的箱溫大域建工霉學(xué)院歷辦公侵樓同合地層孟、同葬樁長(zhǎng)獨(dú)的試54令7、漂63圣1、灰58復(fù)8號(hào)φ5腔00普通需管樁墨極限隆承載犯力提仔高30臉～5牌0%。應(yīng)力還計(jì)設(shè)蹲置：在需恨靜載慈的主媽樓φ間50欄0管巷樁與東裙樓斃三根妻帶肋碰管樁延的管礎(chǔ)腔中呆埋設(shè)棋鋼筋馳應(yīng)力懲計(jì)，筆在管住樁的施管腔希內(nèi)第獲一層度對(duì)稱楊設(shè)置招4只柴應(yīng)力懷計(jì)，睛計(jì)算晴樁身露彈性洽模量定，美埋設(shè)沃位置疼在地送表下破1m斧。樁塊身其炸它部嘩位對(duì)肥稱設(shè)站置2煩只，料每層蘆應(yīng)力駐計(jì)布膀置于擺土層教分界捧面，致樁端材設(shè)置緣瑞2只島，樁宵端以元上4扇倍樁暖徑范培圍處肌再設(shè)恐置2序只應(yīng)斃力計(jì)剩。應(yīng)力氣計(jì)埋甲設(shè)：試驗(yàn)揭管樁僻用閉鍛口樁貍尖，濕將管襲樁打裕至地膚面以雞上3輪0c揚(yáng)m處陷停錘躬，把善按層掃位焊接接應(yīng)卵力計(jì)貼的兩落根通至長(zhǎng)鋼百筋放收入管邁樁空真腔中市，間陪隔3委m將法應(yīng)力割計(jì)導(dǎo)約線與富鋼筋裝綁扎雅，并濕將導(dǎo)鞏線引功出孔鴉口。六.捧軸力婆測(cè)試在管尼樁空誼腔內(nèi)罪澆注坐高強(qiáng)妨度混戒凝土袋至離創(chuàng)管口30槐cm處，筋將導(dǎo)鳥(niǎo)線置予于樁呈頂空某腔中限，用和樁錘宿將管督樁打慣至設(shè)鉗計(jì)標(biāo)眨高，芽使混個(gè)凝土蓋震動(dòng)萄密實(shí)功，引淹出導(dǎo)嫩線，雀在空放腔中會(huì)灌混晶凝土停至管絡(luò)口。量測(cè)港程序既：28天后領(lǐng)進(jìn)行漸靜載才試驗(yàn)僵，采報(bào)用Y累J-險(xiǎn)X4胡靜態(tài)艙電阻圾應(yīng)變浩儀及結(jié)配套宮的平浮衡箱備進(jìn)行喊多點(diǎn)晨量測(cè)室。將浸導(dǎo)線披按編牛號(hào)自課上而濕下分蹤蝶別接習(xí)入平魂衡箱怕，加鞠載前竿將各慮微應(yīng)花變值膝初讀功數(shù)調(diào)筍至“0區(qū)”，加屑載5，直30葬，6撈0，券12梨0m粒in各測(cè)童讀一敲次并醬記錄義，依濟(jì)此類閉推樁軸拌向力Pz計(jì)算遺：①小求各逃測(cè)點(diǎn)歐應(yīng)力仙計(jì)讀餅數(shù)累業(yè)計(jì)增柜量Σ△最R，用△R暢=△響R丘i-寇△R宅i-初1公式烈。②屬求各無(wú)級(jí)荷炭載下鉗各測(cè)盈點(diǎn)斷串面的亮應(yīng)變專ε各測(cè)滿點(diǎn)應(yīng)弦力計(jì)金應(yīng)變貫：用ε卸i柄=σ砌g局/E魂g=浙Pg序/鐮Ag廉E寄g=斗kΣ拾△R責(zé)/豆Ag鏈Eg芽=K吐Σ△漲R公脾式。式中告：σ脾g為瓦樁頂恰荷載鳥(niǎo)Po五作用飯下，捷測(cè)點(diǎn)尼的鋼蘭筋應(yīng)完力（擊KP旅a）上；E攻g為陣鋼筋哲彈性津模量欲，一物般取態(tài)2.奴0×分10練8（辯KP氧a）六；A見(jiàn)g為嶼鋼筋央截面且積（肚cm規(guī)2）鮮；k飼為應(yīng)盯力計(jì)斑率定棒系數(shù)刑（k阻N喝/μ沉ε）義；K悔為應(yīng)逃力計(jì)饑換算爐系數(shù)越（1愁/噸με停），望K=齊k姨/裹Ag尖Eg葛。③各巖測(cè)點(diǎn)饒斷面含樁身捕應(yīng)力雄σg仔h計(jì)才算阿在樁奶頂?shù)伢@表下項(xiàng)約1潔.0將m處西設(shè)置堅(jiān)標(biāo)定付斷面紹，該鄉(xiāng)豐斷面松軸力裁等于掃樁頂遠(yuǎn)荷載丙Po峽，并誤按上轟述方旅法計(jì)昨算各圾級(jí)荷抵載下蔬標(biāo)定怠斷面販的應(yīng)邀變，敞獲得盲標(biāo)定誘斷面呢的應(yīng)炮力-讀應(yīng)變霞關(guān)系捐.饅標(biāo)定效斷面盯應(yīng)力因σ趁=P柔o嫂/A冠,杏A讀為標(biāo)逐定斷抄面截夏面積竹(c括m2椅）；無(wú)相應(yīng)墊的應(yīng)揮變總ε=充KΣ確△R蛛。錯(cuò)④會(huì)樁身恒各斷槍面軸富向力室Pz布：用牲Pz剝=σ惑gh晝A公言式。<4沙>應(yīng)力瘦計(jì)數(shù)賽據(jù)曲姨線試樁些-1須軸力態(tài)圖試樁辱-1充τz劇-S瀉z曲恭線<4誰(shuí)>應(yīng)力束計(jì)數(shù)侵據(jù)曲眠線試樁察-２踏軸力憑圖試樁疼-２禽τz釀-S今z曲賠線從4率根樁化測(cè)試尤成果開(kāi)繪制勉的各晌樁軸炭力圖乘看,敬填砂撲管樁叮側(cè)阻孩力發(fā)鞭揮遠(yuǎn)許高于預(yù)普通書(shū)管樁趴，普專通管摧樁樁振端端專阻在踐單樁盡極限蜓承載山力所甩占比曠例大起于填諸砂管槳樁，煉從而躍證明售填砂允管樁全提高氏單樁造承載幅力潛波力更指大。七.芹填觀砂管念樁大確幅度壤提高失承載沿力的惹作用7.招1仔樁尖墨大頭循的作淺用：脅樁大銀頭采株用鋼胃板制景作，姓可以扔順利錦擠開(kāi)筍地下爸一般割碎石帝與土埋層，尚當(dāng)持養(yǎng)力層鞭是卵子礫石武層時(shí)顏，樁水大頭疤的高受強(qiáng)度歸能承夫受持則力層煤較大鳴的反皺力。鵲樁大誼頭截壤面積甚是管暴樁截準(zhǔn)面積近的2步倍，胖因此慮，樁喬大頭繞在提元高承或載力肉占有好明顯肢優(yōu)勢(shì)椒。7.傾2格肋的擱作用晨：由攪于軟蛋土層穩(wěn)為流墨塑、敢軟塑防或可犬塑狀漢，高樣壓縮殺性，端當(dāng)樁郊尖大燈頭和普肋下掩沉?xí)r恒擠開(kāi)因土層譽(yù)形成蔽空腔孟，2酬m間犬距的擊肋保旁證了嶼樁在抱下沉省過(guò)程耍中樁牽周間點(diǎn)隙穩(wěn)晃定在督10廟cm月，使炭干砂裙憑自馬重充玩盈，保在充補(bǔ)盈的絕前軟拒土無(wú)倘法回益攏。7.信3聲樁周屈填砂刻的作墻用：忍樁周氏填砂鉤與管米樁樁臥身側(cè)床阻力梯為3罰0-淡40就kp固a，仔而填夜砂與球軟土楚間的瞎側(cè)阻算力為造5-探25植kp茅a，奇當(dāng)樁計(jì)身在禁足夠田大應(yīng)辟力下槍產(chǎn)生較切入膽，只忙能沿難最薄辜弱的帆接合程面切晉入。竹委托壘溫州廳工程郊勘察睛院測(cè)仁試四也組（拔樁周商土層涼分別哈為淤禮泥、單淤泥臣質(zhì)粘想土、捆粘土積和粉庸質(zhì)粘筍土四恥種）箭12翻塊按艙1：半4比駝例縮慢小的汁填砂衡管樁驕在軟朱土中恐切入蜜模擬桂樣品鳥(niǎo)試驗(yàn)累，模放擬的溪填砂壩管樁篩在應(yīng)淹力下拔的切犬入滑揀動(dòng)面護(hù)全部曉在填蛙砂與瘦土層輕交界旁面的秘土層擊一側(cè)分。因測(cè)此，束填砂倒管樁份承載敲力估蜻算公躺式中鮮的u精p，長(zhǎng)可以逮按肋核直徑巧計(jì)算舉的周養(yǎng)邊長(zhǎng)阻度，該較管殘樁樁懇身周放長(zhǎng)往磁往要鑒增加你50竭%，能由此沫大幅俊提高狼單樁巾承載準(zhǔn)力。在地糾下室孕基坑溝中可及以看氣到,荷填砂稍管樁闊外8潤(rùn)側(cè)1鴉0c斜m厚懶的填君砂分捎布均訂勻盈創(chuàng)實(shí)，毯填砂蒼外擾怪動(dòng)的足淤泥間己明沾顯失柔水粘快土化調(diào)，顏繩色由膚淺灰院色變除為暗壓灰色箱，離蔬填砂棉越遠(yuǎn)反，淤蓄泥顏疲色越倒接近雞原色矛，手鋪指觸潛按,械離填虧砂越加遠(yuǎn)，扮土越姑軟，促含水藥量越緊高，贏經(jīng)委掀托原抱地質(zhì)催勘察渾單位丘在Z患5工盈程鉆嚼附近賣(mài)管樁系填砂孫外側(cè)作0.床05送、0很.1裁5、階0.我5、患1.定0、眉1.律5m奶處采鐵5個(gè)畝土樣逗進(jìn)行泄土工擠試驗(yàn)布，其縣結(jié)果役如下膊表2瞞。越統(tǒng)接近挖填砂疲，原刊淤泥吹的孔瞎隙水則排出只越多倦，從艘目前割資料造可見(jiàn)唱打樁襯引起畏的壓鐵力孔挑隙水桿的釋曠出范淹圍在并填砂持管樁妄外側(cè)找0.棄5M伯以內(nèi)俘，離妖樁超遼過(guò)1蜘m的饑淤泥及含水返量變附化不犁大。八.海改良藏樁周酬土層堪、促腸進(jìn)軟腦土脫疤水固士化的屈作用樁側(cè)狐土固勁化溫州早大學(xué)道行政盼信息娛中心陣大樓專裙樓拋A區(qū)絞基坑奏底淤停泥土渠物理?yè)Q力學(xué)阿指標(biāo)樣號(hào)距離(m)土深度（m）含水量%濕密度g/cm3干密度g/cm3孔隙比%液限%塑限%塑性指數(shù)%液限指數(shù)%Z5-35.52.8-3.182.31.520.832.27758.329.928.21.88Z5-45.54.5-4.878.21.530.842.28257.829.828.11.72T-10.14.068.81.580.951.90251.926.327.30.78T-20.154.072.31.570..921.98155.227.527.80.97T-30.54.074.81.570.902.05057.229.527.71.64T-41.04.078.01.540.862.18257.229.728.01.70T-52.04.078.61.530.852.23557.929.828.11.73試樁-2地基靠土側(cè)錫阻力趣值勘侄察與娘實(shí)測(cè)碗對(duì)比之表土層厚度（m）勘察提供側(cè)阻力（kpa）實(shí)測(cè)側(cè)阻力（kpa）實(shí)測(cè)與提供側(cè)阻力比值標(biāo)準(zhǔn)值qs極限值qsik①粘土1～1.5122434.81.45②—1淤泥8～1551014.51.45②—2淤泥6～1271419.61.4③—1粘土0.5～32244551.25③—2粘土1～5122431.21.3④圓礫0.5～34080105.71.32⑤粘土0.5～3122430.51.27⑥圓礫1～3408097.61.22含水撈量淤泥騰含水膽量與墓離填府砂層系距離滲的變談化曲啞線九.許防止帶地下愉水對(duì)區(qū)鋼筋脖與混白凝土年的腐性蝕作遮用在我咬國(guó)沿嘩海存攔在的叫大片層鹽堿善地，拼地下蛾水中城SO42-、C撇O2-、H卵CO3、C含L-對(duì)鋼仆筋與脅混凝再土具糕有腐艘蝕性崗，據(jù)壓河北短渤海栗新區(qū)模某熱口電工離程場(chǎng)掀地地綿下水沒(méi)經(jīng)河斑北省嘆水環(huán)氏境監(jiān)稠測(cè)實(shí)徐驗(yàn)中猶心的爐評(píng)價(jià)糠報(bào)告歪稱，瞧該區(qū)雜地下餃水P補(bǔ)H值驗(yàn)，含排C蜓L-，含類SO42-13吸03敵8.祥4-串