预应力管桩成本管控.docx

预应力管桩成本管控一、沉桩现象近年,预应力管桩在工程实践中运用广泛,施工工艺成熟,承载力稳定。但在项目具体实施过程中，经常会出现以下两种情况： 在土质较好的砂土、粉土、黏土地区，按照设计桩长施工后，复压的单桩承载力超出设计值达25%100% 在土质较差的软弱土地区，按照设计单桩承载力极限值压桩时，实际的桩长超设计值达到12倍。二、原因分析究其上述现象的原因，根据沉桩过程中桩土的作用原理，主要考虑是侧阻的退化和侧阻的时效因素。1、侧阻的退化机理(1)土单元主应力方向旋转使径向应力减小。当某一位置的土单元位于桩端以下时，土单元处于压缩状态。沉桩时土单元位于桩身处，土单元处于剪切状态。当土单元中出现剪应力时，主应力方向发生旋转，由于土单元主应力方向旋转引起体变(体积变小)，从而引起桩周土体中的应力场发生变化。(2)桩周土(针对砂性土)拱效应使径向应力减小。沉桩时，在高应力的作用下颗粒部分破碎。在挤土的过程中，产生超孔隙水压力，破碎的颗粒在超孔隙水压力的作用下向外挤出，使远处砂土间的孔隙密实起来，如同拱一样部分阻碍径向应力施加于桩上，从而使作用于桩上径向应力减小，导致桩侧阻的减小。(3)桩土摩擦角的减小。在桩入土之前桩身相对粗糙度较大，入土之后由于细颗粒填充桩身的凸凹表面使相对粗糙度大大减小，致使桩土摩擦角减小很多，从而使桩的侧阻发生了退化。2、侧阻的时效性(1)桩承载力时效性一般是侧阻力的时间效应。沉桩后,随着时间的推移，桩的侧阻力会逐渐增加并趋缓，桩的端阻力虽有变大的趋势，但一段时间后就有所减小，且端阻力占比较大，故单桩承载力呈整体增加的趋势。(2)当桩静压到砂土中时，桩附近的砂土出现较高的剪应力。桩就位后，高的剪应力暂时被限制释放。在高的剪应力下出现剪缩现象，随着土的蠕变，剪应力被释放，砂土呈现剪胀趋势；但桩的存在限制了砂土的剪胀，从而表现为水平有效应力的增加致使承载力随时间增长而增大。(3)在黏性土中，长度较长的静压桩其最终的极限承载力比压桩施工时的终压力要大，在某些土体固结系数较高的软土地区，静压桩最后获得的单桩竖向极限承载力可比终压力值高出1倍2倍，但是黏性土中的短桩，土体强度经一段时间的恢复，摩阻力虽有提高，但因桩身短,侧摩阻力占桩的极限承载力的比例差异不大，最终极限承载力达不到桩的终压力。三、指导意义1、了解预应力管桩的侧阻退化机理和时效性，对实际工程中桩的成本管控具有重大意义，节省了不必要的成本投入，给社会和业主方创造了价值。2、对于软弱土地区，沉桩的压桩力可按照070.8倍单桩承载力标准值控制，待14d后进行复压，避免桩长超长使用，增加成本。3、对于土质较好的地区，沉桩时，长桩长度，粉（砂）土可按照070.8倍设计桩长控制，黏土可按照080.9倍设计桩长控制，待14d后进行复压，减少有效桩长，降低成本。对于短桩可按照0.91.0倍设计桩长控制，待14d后进行复压。