国际酒店静压桩基设计.doc
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1、本科毕业设计(论文)三亚望海国际酒店静压桩基设计专业名称:年级班级:学生姓名:指导教师:河南理工大学土木工程学院二一年六月十日河南理工大学毕业设计(论文)任务书 专业班级:学生姓名: 一、题目:三亚望海国际酒店静压桩基设计二、起止日期 2012 年 3 月 20日 至 2012 年 6 月 10日三、 主要任务与要求 通过三亚望海国际酒店静压桩基设计、施工,了解高强度预应力混凝土PHC管桩在沿海地区的使用以及在内地推广的展望。 指导教师: 职称: 院 领 导: 签字(盖章) 年 月 日河南理工大学毕业设计(论文)评阅人评语题目:三亚望海国际酒店静压桩基设计 评 阅 人: 职称: 工作单位: 年
2、 月 日河南理工大学毕业设计(论文)评定书题目:三亚望海国际酒店静压桩基设计 指导教师: 职称: 年 月 日河南理工大学毕业设计(论文)答辩许可证答辩前向毕业答辩委员会(小组)提交了如下资料:1、设计(论文)说明共页2、图纸共张3、指导教师意见共页4、评阅人意见共页经审查, 岩土与地下工程 专业 同学所提交的毕业设计(论文),符合学校本科生毕业设计(论文)的相关规定,达到毕业设计(论文)任务书的要求,根据学校教学管理的有关规定,同意参加毕业设计(论文)答辩。指导教师: 签字(盖章) 年 月 日根据审查,准予参加答辩。 答辩委员会主席(组长) 签字(盖章) 年 月 日河南理工大学毕业设计(论文)
3、答辩委员会(小组)决议土木工程 学院 岩土与地下工程 专业 2 班 学的毕业设计(论文)于 2012 年 06 月 日进行了答辩。根据所提供的毕业设计(论文)材料、指导教师和评阅人意见以及在答辩过程中学生回答问题的情况,毕业设计(论文)答辩委员会(小组)做出如下决议。一、毕业设计(论文)的总评语二、毕业设计(论文)的总成绩: 三、答辩组组长签名:答辩组成员签名:答辩委员会主席: 签字(盖章) 年 月 日53摘 要 改革开放以来,我国经济建设带动了土木工程的迅速发展,大量的高层建筑、民用住宅、公用工程、大跨度桥梁、高速公路、港口、码头等工程均需优质的桩基础。预应力静压管桩是重要的桩基材料,它是体
4、现了当代混凝土制品高新技术水平的预制混凝土桩,与其他桩基础相比它主要具有施工时无噪音、无震动、无油烟,环保性强,适合在市区和其他对噪音、震动有限制的场地施工,比如学校、医院、办公楼及住宅小区、精密仪器房等附近区域等,而且目前有些城市已禁止在市区内锤击打桩,静压施工法是一种理想的选择;送桩深度比打入式桩要深,且送桩后桩身质量可靠,接桩方便;可以24小时施工,无季节性限制,经济效益高,相对于其他桩型具有单位承载力造价低、桩身质量有保障、承台小、施工周期短等优点。静压桩基目前已在我国沿海地区及东三省得以广泛应用。为我国经济建设和国民经济的发展作出了重大贡献。本文以三亚望海国际酒店静压桩基设计为实例,
5、介绍PHC静压桩在沿海城市的应用。关键词:预应力管桩、静压桩、PHC桩、承台。Abstract Chinas economic construction has led to the rapid development of civil engineering Since the reform and opening up. A large number of high-rise buildings, residential, public works, long-span bridges, highways, harbors, terminals and other works requir
6、e the quality of the pile foundation. Prestressed Static Pressure Piles pile material, it reflects the contemporary high-tech level of concrete products precast concrete piles and compared with other pile foundation it has many advantages for example, low construction noise, no vibration, no fumes,
7、environmentally friendly, limit the construction of venues suitable for urban areas and other noise, vibration, such as near schools, hospitals, office buildings and residential quarters, precision instrument room and other areas, and some cities have been prohibited in the urban area,so hammering p
8、iling static pressure construction method is an ideal choice; send the pile depth than deeper into the pile and the pile quality and send piles and reliable, then pile; 24-hour construction, seasonal restrictions, high economic efficiency. the low cost unit bearing capacity of pile quality, pile cap
9、 small, short construction period, etc. for other types of piles. Static pressure pile can be widely applied in Chinas coastal areas and the Northeast. It makes a significant contribution to Chinas economic construction and national economic development. Sanya Wanghai International Hotel static pile
10、 foundation design for instance, to introduce PHC jacked pile in the coastal city.Keywords: Prestressed pipe pile , composite foundation of PHC piles, pile cap. 第1章 目 录绪论1.1预应力混凝土管桩简介1.11预应力混凝土管桩发展与展望我国应用预应力管桩最早的地区之一是台湾省,从20世纪60年代开始就大量应用。北京丰台桥梁厂从60年代中期开始批量生产,尔后在铁路工程中大量应用。1980年日本人在香港设厂生产预应力高强度混凝土管桩(P
11、HC桩),从此此香港、澳门等地大量应用预应力管桩。1983年铁道部大桥工程局将在南京生产的管桩运到深圳推广应用,开创了广东应用管桩的先例。1984年5月,广东省建筑构件工程公司与广东省基础工程公司及广东省建筑科学院研究合作,开始研究和推广预应力管桩,并于1985年开始施打应用。1986年第一批近2万米的550mm管桩出口澳洲应用获得成功,尔后又在广东境内大规模推广。上海地区原交通部三航局混凝土制品厂于1987年全套引进了日本生产预应力高强管桩(PHC桩)的设备,并于1988年正式投产,生产600mm、800mm、1000mm的较大直径的预应力高强管桩。经过约三十年尤其是在近十年的推广应用,预应
12、力管桩得到迅速的发展,据不完全统计,到1997年底,我国现有管桩生产厂近80家,主要分布在广东和华东地区。广东现有厂家约50家,年生产能力达1200万米以上,1998年一年内生产应用梁超过1000万米,十年来应用总数超过3600万米。上海市现有管桩生产厂近10家,浙江宁波有34家,此外,澳门、海南海口市、福建福清市、江苏连云港市等地都设有管桩厂。目前有不少厂家的产品已达国际先进水平。19891992年,由苏州水泥制品研究院牵头全国11个单位组成的管桩规范起草小组编制了我国首部先张法预应力混凝土管桩GN13476-201-91,首次列入了预应力管桩的施工规范条款。1991年冶金工业部颁发了预应力
13、钢筋混凝土管桩施工技术规程YBJ235-91.1995年广东开始编制预应力混凝土管桩基础技术规程,将管桩基础的勘察、设计、施工及质检等技术工作规范化,该规程于1998年0约1日起正式执行。几乎在同时,上海市也着手编制预应力管桩设计和施工规范。这些工作均表明我国应用预应力管桩技术已进入较成熟阶段。应用区域已不仅限于珠江三角洲及长江三角洲,凡我国沿海区域、长江、黄河等江河流域、湖泊软土地区以及有冲积层、坡积层、风化残积层地区都可以应用预应力管桩。预应力管桩在我国的应用方兴未艾。1.12预应力管桩使用的地质条件及其优缺点 预应力管桩沉桩方法有很多种,目前我国主要采用的有锤击法和静力压桩法。由于锤击法
14、施工中柴油锤工作时振动剧烈、噪音大,有些城市已经限制使用。所以近几年来,广东等地区开发了大吨位静压预应力管桩的施工工艺静力压桩机最大的压力达到40006800kN,可将500mm、550mm的管桩压到设计持力层。又由于管桩沉入土中,挤土效应较明显,为了减少打桩时挤土所带来的危害,或者为了穿透较厚的砂夹层,各地又开发了预钻孔后植桩的施工工艺,一般是长螺旋钻机钻孔,然后用压桩机将管桩压到设计持力层。除了一些纯摩擦型管桩采用桩长控制而不需要选择桩端持力层外,一般管桩都需要选择桩端持力层,如强风化岩层、全风化岩层、坚硬的黏土层或密实的砂土层等。在珠江三角洲默写地区,基岩埋藏太深,管桩桩尖一般坐落在中密
15、或密实的砂层上,桩长约3040mm。上海地区一般以层灰色粉细砂或层粉质粘土夹粉砂层作为桩端持力层,桩长5070m,所以上海地区生产的管桩最小直径为500mm。宁波地区管桩桩尖一般进入层粉砂中砂12m,桩长4555m。这些都是以桩侧摩阻力为主导端桩承摩擦桩。广东沿海特别是珠江三角洲广大地区,基岩埋藏较浅,约1030m,且基岩风化严重,强风化岩层较厚,其上一般还有一层风化残积土。这样的工程地质条件,最适合预应力管桩的应用。广东已应用3000多万米管桩,70%80%是以强风化岩土层作为桩端持力层。此外还有淤泥软土地区,如广州经济技术开发区,强风化岩层埋深一般为20m左右,其上只有23m硬塑粘土,再起
16、上就是10多米厚的淤泥软土,一根20m左右长的管桩,上部1617m只锤击几下就沉下去,只有在最后23m才有较多的锤击数,但只要管桩桩尖进入强风化岩层13m,这种地质条件下,仍能获得较高的设计承载力。管桩一般可打入强风化岩层13m,但很难打入中风化岩层,更不可能打入微风化岩层,这是应用管桩的一个基本概念。按照广东习惯,强风化岩层以标准贯入击数50来判断,管桩一般可打入N=5070的中风化岩层中。当有意选用预应力管桩时,应多进行现场标准贯入试验,各土层均应测试一次以上,其中遇到砂夹层、残积土层,每2m左右测试一次,拟选作持力层每1m左右测试一次。遇标贯击数大于100击的土层时,可不再往下测试,但钻
17、孔深度仍应符合有关规范规定。管桩施工技术人员如能分析地质勘察成果,对保证管桩的施工质量大有益处。 预应力管桩有如下优点: 1.单桩承载力高。由于管桩桩身混凝土强度高,并可打入密实的砂夹层及强风化岩层,桩尖进入强风化岩层或密实的砂层后,经过剧烈的挤压,桩尖附近的强风化岩层或密实的砂夹层已不是原来的状态,桩端承载力可比原状提高80%100%,所以管桩顶设计承载力比同样直径的沉管灌注桩和钻孔灌注桩取的高,如500100管桩最高设计承载力用到2700kN,相当于600和700的钻孔灌注桩。 2.设计选用范围广。由于管桩外径规格多,单桩承载力可从600kN开始到4500kN,既适用于多层建筑,也适用于5
18、0层以下的高层建筑,在同一建筑物中,还可采用不同直径的管桩,容易解决布桩问题,也可充分发挥每根桩的承载能力,使桩均匀沉降。 3.对桩端持力层起伏变化达的地质条件适应性较强。因为管桩桩节长短不同,搭配较灵活。 4.单位承载力造价便宜。管桩每米造价比沉管灌注桩贵,但单桩承载力高;管桩单方混凝土造价比挖孔桩、钻孔桩高,但持力层比挖孔桩钻孔桩浅,所以每吨承载力造价在一般情况下是最便宜的。 5.运输吊装方便,接桩快捷。 6.成桩长度不受施工机械的限制。管桩成桩长度,短者56m,长者6070m,可根据地质条件灵活搭配。 7.施工速度快、工效高、工期短。尤其是PHC桩,从生产到使用的最短时间只需三四天;一栋
19、23万建筑面积的高层建筑,一个月左右便可打(压)完桩;二三个星期便可测试检查完毕。 8.桩身耐打(压),穿透力强 。 9.施工文明,现场整洁。 10.成桩质量可靠。管桩是工厂化生产,桩身质量可靠,加上耐打(压)性较好,只要按施工要点认真操作,成桩质量在各种桩基中是最可靠的。 11.监理检测方便。尤其是采用闭口桩尖,桩长和装设质量可用肉眼直接手段进行监测,深得业主放心,也可减轻监理工作强度。预应力管桩也有它的缺点和局限性: 1.所需施工机械设备投资大; 2.施打管桩时噪音大,震动剧烈,挤土量大,会造成一定的环境污染和影响; 3.由于送桩深度受限制,在深基坑开挖后截去的余桩较多; 4.有些地质条件
20、是不宜应用预应力管桩。1.13不宜应用预应力管桩的地质条件一、 孤石和障碍物较多的地层不宜应用主要原因是容易发生如下工程质量事故:(1) 管桩不能全部沉至设计持力层,有时在同一承台内,有的桩可打至持力层,有的桩打不下去,桩长相差很多;(2) 桩尖接触到孤石或地下障碍物时,桩身会突然偏离原位或大幅倾斜;(3) 管桩桩尖破损、桩身折断和桩头被打烂。二、 有坚硬夹层时不宜应用或慎用 有些地区基岩以上的覆盖层中,存在着一层或多层坚硬夹层。所谓夹层,有些是极密实的砂层,有些是密实的卵石层,有些钙或硅质胶结的砾石、碎石层,还有一些是贝壳岩化的硬夹层或贝壳碎片胶结层等等。如果这些夹层厚度大且又无软弱下卧层,
21、可以考虑作为管桩的持力层。若厚度遇到只有12m甚至几十米,其下又为软弱层或一般土层,管桩必须穿越这个夹层直到以下坚硬的设计持力。但这个夹层又很坚硬,标贯试验击数有时大到100以上,管桩遇到这类夹层时,要么贯穿不了,要么破损率相当高。此时可采用钻孔灌注桩较适宜。当存在着较厚而密实的砂层或卵石层时,最好采用试打桩的方法来判断打桩的可行性,不宜轻易采用预应力管桩的方案。在较厚密实的砂夹层或卵石层中施打预应力管桩,可能会发生以下现象和事故:(1) 在贯穿砂层的过程中每米桩的锤击数剧增,有时高达400500击/m,一根桩总锤击次数超过2000击,个别高达30004000击,这样有可能使桩身混凝土产生疲劳
22、破坏。(2) 桩身特别是桩头的破损率增大,打桩破损率可高达10%以上。(3) 有的桩可贯穿砂夹层,而有的桩却不能贯穿,致使同一承台内桩持力层不同,桩长悬殊。当地基土层中存在较厚而迷失的砂夹层时,宜选用高强度管桩即PHC桩,而且最好选用AB类或B类桩而不宜选用A类桩。宜选用锥形桩尖甚至开口桩尖来代替常用的十字型平头钢桩尖。所选用的柴油锤宜比常规用的柴油锤大一级。宜选用500mm的PHC桩来代替550mm的PC桩。在布桩密集的大承台基础中,宜选用大直径或厚管壁的管桩,如500-100PHC桩,单桩设计承载力约为20002300kN,500125厚壁PHC桩,单桩设计承载力可提到24002600kN
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