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关于预制桩在工业建筑中的应用分析

发表时间：2021/5/13 来源：《城市建设》2021年4月作者：雷萌

[导读] 混凝土预制桩是采用锤击或静压方式将预制桩（管桩、方桩）压入持力层中。预制桩单位面积承载力较高，桩身砼的密度大，抗腐蚀性能强，施工效率高，桩打入持力层后其周围的土层被挤密，进而提高地基承载力。

新疆城乡勘察设计研究院有限责任公司雷萌 830000

摘要：混凝土预制桩是采用锤击或静压方式将预制桩（管桩、方桩）压入持力层中。预制桩单位面积承载力较高，桩身砼的密度大，抗腐蚀性能强，施工效率高，桩打入持力层后其周围的土层被挤密，进而提高地基承载力。本文结合工程实例探讨分析预制桩的选择及静载验证设计参数，为本地区的类似工程设计提供参考。
关键词：预制桩；设计；检测
        1、工程概况
        本项目区位于新疆库尔勒石油石化产业园区，场地原始地貌为山前洪积平原，堆积的第四系堆积物厚度可达百米，地形平坦开阔，整体地势大致呈北高南低，东高西低。本项目为大型化工项目，包含罐组区、成品库一～三、消防事故池、PTA主装置区、综合动力站、制氢装置、循环水站、除盐水、综合给水、管架、110KV变电站等建筑。
本项目地层构成如下：
        ①粉土：土黄色～青灰色，层厚0.0～4.3m。上部含较多植物根系，孔隙较发育。摇振反应中等，干强度低，韧性低。层中多夹有粉质粘土、粉细砂薄层或透镜体，局部区域内以互层状出现。松散～稍密，稍湿～湿。
        ②细砂：青灰色，埋深0.0～4.3m，层厚0.4～4.5m，颗粒级配不良，矿物成分以长石、石英及暗色矿物为主，含少量云母。局部含少量的砾石颗粒，磨圆度一般，呈亚圆形，粒径0.5～2mm，局部夹粉土薄层或透镜体。稍湿～饱和，松散～稍密。
        ③粉土：土黄色，埋深5.0～11.3m，层厚1.3～7.9m。切面较粗糙，孔隙不发育，摇振反应中等，干强度较低，韧性低，手搓有轻微砂感。该层中多夹有粉砂薄层或透镜体，局部以互层状出现。稍湿～湿，中密～密实。
        ④粉土、粉砂互层：土黄色-青灰色，埋深8.8～16.2m，层厚2.8～14.2m。粉土与粉砂呈互层状分布，粉土切面较粗糙，孔隙不发育，摇振反应中等，干强度较低，韧性低；粉砂砂质均匀，可见长石、石英、云母等矿物，颗粒粒径接近粗玉米粉大小，手搓偶有黏着感。岩心呈散状，局部饼状。湿～饱和，中密。
        ⑤粉土：土黄色～黄褐色，埋深13.8～25.0m，层厚5.8～21.4m。切面粗糙，摇振反应轻微，干强度高，韧性较高，局部手搓有轻微砂感。该层中多夹有粉质粘土及粉细砂薄层或透镜体，部分区域内以互层状出现。稍湿～湿，密实。
        ⑥粉土：青灰色，埋深23.6～37.5m，切面粗糙，摇振反应轻微，干强度高，韧性较高，局部手搓有轻微砂感。该层中多夹有粉质粘土及粉细砂薄层或透镜体，部分区域内以互层状出现。湿，密实。
        本项目地下水埋深在3.8～5.5m（绝对标高908.72～914.92m），水位以上第①层粉土具有Ⅰ级(轻微)非自重湿陷性，弱～中溶陷性，水位以下第②层细砂具有轻微液化。
        2、地基处理
        因本项目PTA主装置区所需承载力及变形要求相对较高，同时考虑到水位下细砂具有轻微液化，故最终选用预制混凝土方桩基础。PTA主装置空压机房设计总桩数353根，桩长23m，截面边长400mm，桩身混凝土强度等级C50，最外层钢筋混凝土保护层厚度≥45mm，混凝土抗渗等级≥S10，桩端持力层为第⑤层粉土层，设计要求单桩竖向承载力特征值为1000kN。桩基设计参数如下：

3、检测
本项目预制混凝土方桩施工完毕后选取工程总桩数的1%共计4根桩，完成单桩竖向抗压静载试验。静载检测结果汇总如下：

各检测桩Q-s曲线、s-lgt曲线如下：

        4、结论
        由静载试验结果可见，4个试验桩沉降量均较小，Q-s曲线比较平缓，无明显陡降段。依据《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2014）第4.4.2、4.4.4条，每根桩的单桩竖向抗压极限承载力取最大加载值，即4根桩的单桩竖向抗压极限承载力均为2000kN，其单桩竖向抗压承载力特征值均为1000 kN，满足设计要求。
        静载试验结果也反向验证了本项目预制桩设计参数取值较合理，为本区域类似工程的桩型、桩长选择提供了可借鉴的经验。