黃燕輝 成 斌
(鎮江市工程勘測設計研究院 鎮江 212003 中水淮河規劃設計研究有限公司 合肥 230601)
管樁與灌注樁基礎的性價比探討
黃燕輝 成 斌
(鎮江市工程勘測設計研究院 鎮江 212003 中水淮河規劃設計研究有限公司 合肥 230601)
管樁一般由專業工廠生產,采用先張法預應力和離心成型工藝,經過蒸壓養護而制成的一種空心圓筒體的等截面鋼筋混凝土構件,運往施工現場后,通過錘擊或靜壓的方法沉入地下作為建筑物的基礎。國內在20世紀80年代開始研制生產,現已廣泛應用在工業與民用建筑、橋梁、港口碼頭、水利工程等。下面就以鎮江市引航道閘站設計為例,對這兩種樁基造價及性能進行比較。
管樁 灌注樁 基礎處理
引航道閘站位于鎮江市引航道內距長江500m處,主要建筑物包括引航道節制閘、泵站及廠房、導流墻及翼墻等,考慮到建筑物對地基的壓力較大,擬采用樁基礎進行處理,設計對管樁基礎和灌注樁基礎兩種方案進行比選。
工程場地在勘察深度范圍內土層可分為如下幾層:
1層:素填土,主要由黃色粉質粘土組成,較松散,濕,層厚0.6~2.5m,分布于引航道兩岸。
2層:灰色、灰黃色淤泥質粉質粘土,軟~流塑,飽和,層厚0.8~1.0m。主要分布于原地表。
3層:灰色、灰黃色淤泥質粉質粘土夾極薄層砂,軟~流塑,層厚3.6~4.6m。
4層:灰色粉砂夾極薄層土,稍密,局部土層稍厚,層厚3.6~14.5m。
5層:灰黃色、灰色粉細砂,稍密~中密,下部含礫,含礫量為10%左右,直徑3~10mm,層厚30~36m。
6層:灰色中砂,局部為細砂,稍密~中密,此次勘察未鉆穿。
具體地質情況見巖土工程勘察綜合成果建議值表1。
引航道閘站閘室及泵室下為PC-AB 400(95)管樁基礎(與C25混凝土Φ425沉管灌注樁基礎對比),樁數625根,導流墻及翼墻扶壁式擋土墻下PHC-AB600(130)管樁基礎(與C25混凝土Φ800鉆孔灌注樁基礎對比),擋墻長549m,管樁根數1305根,扶壁式擋土墻典型斷面見圖1。
經計算,閘站底板及翼墻下各型號樁基的樁長、承載力、樁數量及造價比較見表2。
由表2可知,PHC-AB 600(130)管樁與C25混凝土Φ800鉆孔灌注樁相比,不僅樁徑減小了,而且樁長也縮短了將近1/3。傳統的沉管灌注樁方案和鉆孔灌注樁方案,總造價為4055.4萬元,管樁方案造價僅為572.9萬元,兩種方案造價差別十分明顯。
另外,PHC-AB 600(130)管樁的樁身各項性能也不亞于C25混凝土Φ800鉆孔灌注樁,表3為這兩種樁基樁身的性能指標比較表。
由表3可知,兩種樁的樁身各項性能指標很相近,幾乎可相互替代。

表1 3個方案出水流道數值計算結果表

表2 樁基造價對比表

表3 樁身性能對比表

圖1 扶壁式擋土墻典型斷面圖
由于管樁對周圍的土層有擠密作用,相比相同直徑的灌注樁,管樁承載力更高,特別是樁的端阻力,一般管樁端阻力是灌注樁的4倍左右;另外,相比鉆孔灌注樁,管樁身質量易于保證和檢查,適用于水下施工;再有,管樁施工工序較灌注樁簡單、工效也高、工期短,靜壓樁機施工無噪因,對環境無污染;此外,管樁樁基較灌注樁樁基造價省很多。
當然管樁也有其自身的和缺點:如施工時易引起周圍地面隆起,有時還會引起已就位鄰樁上浮;長樁需接樁時,在接頭處形成薄弱環節,如不能確保全樁長的垂直度,則將降低樁的承載能力,甚至出現斷樁,不易穿透較厚的堅硬地層等。
總之,管樁較灌注樁很多方面的優勢已十分明顯,建議在嚴格控制施工質量的情況下大力推廣使用