桩尖,预应力管桩的桩尖,估计很多同志也遇到这样的问题,施工单位采用的桩尖总不是标准桩尖,问之则曰桩尖和桩靴其实没有用。想想如果真的没有用,那么为什么设计图纸中要注明桩尖的类型?直接不用不就结了?如果真的不重要,为什么规范中还要有桩尖的详细大样且具体到各部位的尺寸和焊接要求?
个人认为,桩尖应该还是有用,主要目的是为了减少断桩机率,增加桩施打时对土层的穿透能力吧,主要表现在:
1、可平衡桩入土端承受应力。管桩可视作相对均质材料,桩在入土的过程中,入土端在桩锤冲击能、桩自重力和土层反力共同作用下,会承受到非常复杂的应力作用,且各部位的大小不尽相同,加了桩尖后如在桩入土端加了一道约束,且以足够厚的钢板,如钢筋混凝土结构中梁板力的传递,避免管桩直接承受合力作用,而在桩头与土层之间加入一足够强度的介质,作用力通过桩尖中和后,相对均匀传到管桩上,避免管桩因局部应力过大而破坏。
2、以桩尖钢板的变形抵消部分动能。标准桩尖的钢板以其厚度和尺寸,风度不可谓不大,但是在如此巨大的冲击能量下,作为弹性材料的钢板会产生变形,只要反力足够大钢板还有变形的空间,会变形则会吸收桩施打传递的能量,当遇到坚硬岩层时,通过钢板变形吸收部分能量,使管桩不致立即破坏。而很多施工单位使用的非标桩尖采用的钢板厚度、桩尖制作的外形尺寸,与规范要求相去甚远,工程实例中可能还没进入持力层,桩尖早已变形得再无变形空间,与没有桩尖时相差无几,遇到地质土层突变时,巨大的冲击能直接作用于管桩上,哪能不碎?不比用标准桩尖时看桩锤的反弹情况和管桩进尺情况可及时收锤。
3、封底。如果没有封底,土层会进入管桩内腔,随着进尺,进入管桩的土越来越多,到一定程度时不再进入,此时管内的土会对管桩产生一个向外的张力而使管壁混凝土承受巨大的拉应力,这个力单纯靠管桩配的4厘螺旋箍筋及桩头的套箍随怕是有点勉强,承受不住的结果就是破坏,费用还是甲方的,有了桩尖的封底没有泥土进入管腔,可避免这一现象。
如有疏落的地方,望请各位补充、指正,不吝赐教。
经施工现场预打工程桩,马上进行压载至破坏试验,测试数据表明不采用桩尖单桩极限承载力比采用桩尖单桩极限承载力提高5-10%。实验是在莆田梅州湾码头在建电力项目工程进行的,应国外专家要求同时进行还有抗拔,高应变实验。一般民用项目很少做这两样测试和试打工程桩至破坏。很多人奇怪为什么会提高这5-10%承载力。
这个现象很正常。开刃的刀子在重压下切东西也要快些。桩尖就是刀刃。这个5-10%的差距应该是这个原因引起。
请问压至破坏时测得的承载力与桩基验收时静载试验报告中的承载力哪个高?
施工现场打完桩立即进行压载,这时桩周的土体还没有固结,桩周的摩阻力还没有形成,试验得出的结果应该没有桩基础施工完毕以后一段时间再试验得出的承载力高。因此桩基础检测都是要求在桩基础施工完成至少七天以后再进行静载试验的。
正因为有5~10%的差距,证明有桩尖时对土层的穿透能力要强得多,使桩施工时的进深即桩入土深度比没有桩尖时要大,入土深度是决定预应力管桩重要因素,预应力管桩可以算是端承摩擦桩,入土深度越大,承载力中摩擦力起的作用越大。试想象一下,以预应力管桩的桩径,其桩端面积能有多大?把这个面积乘于接触的土层的地耐力,能得到多大的承载力?所以预制管桩承载力的主要来源是摩擦力,从大应变的试验结果可以看出。
在华东长江入海口附近,桩基础承载力的主要来源不可能是端承力,当时我在江苏的一个基础上,使用的也是预应力管桩,桩长最多有近六十米,持力层是粉质粘土层,该项目为二十八层主体地下一层。而根据当地的地质勘察报告,岩层为地表以下两百米左右,此深度尚未核实。也因为这个原因,预应力管桩有了个最小桩长的规定,而这个最小桩长的规定在灌注桩中好象没有发现。