对建筑施工中静压管桩的挤土效应研究
静压桩施工的挤土效应分析及控制措施探讨
建筑科学2017年6期︱83︱静压桩施工的挤土效应分析及控制措施探讨庞威修广西建工集团第三建筑工程有限责任公司,广西 南宁 530001摘要:静压桩沉桩时的挤土效应是一个很复杂的课题,本文结合具体的工程概况,在简要探讨静压桩挤土效应形成机理及其影响的基础上,具体阐述了减少挤土效应的综合防护控制措施,以期为类似工程实践提供参考。
关键词:静压桩;挤土效应;控制措施中图分类号:TU74 文献标识码:B 文章编号:1006-8465(2017)06-0083-01对地面造成较强压力是所有建/构筑物的特性,因天然地基承载力有限,因此要利用桩基础来进行巩固。
静压桩具有无噪音、无振动、承载性能稳定、施工速度快等诸多优点,成为当前城市工业与民用建筑、桥梁、港口码头等工程中较常用的桩基形式。
但静压桩属于挤土桩型,施工中所产生的挤土效应会对周边环境造成诸多不良后果,如道路隆起、已完成桩上浮倾斜、周围地下管线断裂、邻近建/构筑物开裂等等,尤其是在用地紧张地区及密集的建筑群中挤土效应产生的负面影响更为严重。
本文结合所主持的某住宅楼工程静压桩基础施工实践,就静压桩的挤土问题及控制措施进行粗浅探讨。
1 工程概况 城市中心的住宅楼工程,建筑面积约40000m 2,由3栋33层高层住宅与共用五级人防地下室组成。
根据《工程地质勘察报告》该场地各岩土层主要为饱和黏性土、粉性土和砂土,其中从第①层~第⑤层的灰色粘土为饱和软土层,第⑥层为粉土层,第⑦层灰黄色砂质粉土层,地质状况属于高压缩性且不均匀、含水量高、密度小的第四纪沉积物。
工程桩基设计采用PHC-AB600-110-54型高强预应力管桩,即桩径φ600mm,壁厚110mm,桩长54mm,桩数共349根。
桩基持力层为⑦2层,单桩竖向承载力特征值为3165kN,静载值为5064kN。
地基土从第①层~第⑥层的PS(比贯入阻力)≤1.3MPa,沉桩阻力小,而第⑦层的PS(比贯入阻力)达11.72MPa,土层厚度达4.2-5.1m,故对φ600管桩而言沉桩阻力较大,因此桩基施工采用YZY 一800型静力压桩机,以便沉桩质量满足设计和施工规范要求。
静压PHC管桩施工挤土效应的机理分析及防治措施
性” 产生较大的剪切变形 , , 并形成具有很 高孔 隙水压 力的扰动 重塑 区, 降低 了土 的不排水 抗剪强度 , 促使 桩周 围邻 近土体 因 不排水剪切而破坏 , 与桩体积等量的土体在沉桩过程中沿着桩 周围发生较大的侧 向位移和 隆起 。在地 面附近的土体 是 向上 隆起 , 而在地面 以下较深层 的土体 , 由于覆 盖土层压力 作用而 不能 向上隆起 , 便往水平方 向挤压 。群桩施工中的迭加作用会 导致 已打入的桩与附近管线产 生较大 的侧 向位移 和上浮 。随 着桩群越密 , 桩基 面积越大 , 地基 的软弱 土层越厚及含 水率越 高, 土的位移越大 , 也就 导致地面 隆起高度越大 , 施工过程 中主 要表现在以下几个 方面 :) 桩时 , 1压 由于桩周 围土层被 压密或 挤开 , 使得土体产生水平移动与 垂直隆起 , 并且 对周边建 ( ) 构 筑物及地下管线造成一定 的影 响 ;) 2 压桩导致 土中超孔 隙水压 力升高 , 就使土体受破坏 , 而未破 坏的土体 也会 因超孔 隙水压 力的不断传播 与消散而产生蠕变 , 以致于土体 水平位移 与垂直 隆起 ;) 3 压桩过程 中, 桩周 围土体被剧烈扰动 , 的原始结构受 土 到破 坏 , 的 工 程 性 质 发 生 改 变 ; ) 端 停 歇 于 硬 土 层 内 的 时 土 4桩 间过长 , 以及施工方法与施工顺序不得当 、 每天压桩数量过多 、 沉桩速率过快 、 桩过 密等情 形都 有可 能加剧 挤土 效应 的产 布
自上个世纪 9 O年代 以来 , 预应力高强混凝土管桩( 以下简 称P HC管桩) 应用 于厦 门沿海 滩 涂与 软 土地 区 的房 屋建 被 筑、 桥梁 、 码头等工程 中, 尤其 是近几年来 , 随着管桩 生产企业 的增多 、 施工工艺的逐渐成熟 , HC管桩 已成为厦 门地区广泛 P 采用的桩基型式 。目前 , 该种 桩型在 国内经济较发达 的沿海地 区被普遍推广应 用 , 它在许多地区 已取代其 它的各种传统桩型 而成为桩基工程 中的主导桩型 , 具有广泛的应用前景 。 P HC管桩具有 以下优点 : 用工 厂化 成批量生产 , 采 其质量 稳定可靠 ; 桩身混凝土强度 高、 穿透 能力强 、 桩承载力高 ; 单 对 不同地 质条件与不 同沉桩 工艺 的适 应性强 ; 施工速 度快 、 噪音 小、 对环境无污染 、 检测方便 、 工程 成本低 。因此 , HC管桩被 P 越来越多的设计人员所采用 , 也让越来越 多的人认识 到采用该 桩型的优越 性 。然 而 , 压 P 静 HC管桩 属 于排土 置换桩 , 桩 压
静压管桩挤土效应分析及控制措施探究
变 形 . 形 成 具 有 很 高 孔 隙 水 压 力 的扰 动 重 塑 区 . 土 的不 排 水 先 施 工 桩 的 影 响 。 并 使 抗 剪 强 度 降 低 . 使 桩周 围 邻 近 土 体 因不 排 水 剪 切 而破 坏 . 桩 促 与 223预 钻 孔 取 土 打 桩 .. 体 积 等 量 的 土体 在 沉 桩 过 程 中 沿着 桩 周 围发 生 较 大 的 侧 向位 移 该 法 是指 压 桩 前 预 先 在 桩 位处 或 沉 桩 区域 内 钻孔 取土 . 少 减 从 和 隆 起 在 地 面 附 近 的 土 体 向 上 隆起 . 在 地 面 以 下 较 深层 的 土 压 桩 时 的排 土体 积 . 而使 得 对 周 围 土 体 的挤 压 效 应 降 低 。 当 预 而 钻 孑 位 布置 在 非 桩 位 处 时 . 沉 桩 时 桩 周 土体 向 四周 挤 压 腾 出 一 L 为 体 . 覆 盖 土 层 压 力 作 用 而 不 能 向 上 隆 起 . 像 水 平 方 向挤 压 因 便 避 减 _ 群 桩 施 工 中 的迭 加 作 用 会 造 成 已打 人 的 桩 与 附 近 管 线 产 生 较 大 定 空 间 . 免 土 体 隆起 位 移 或水 平 位 移 过 大 , 少 对 1 程 周 围环
摘要 : 当前 , 会 各 界 对 静 压 桩 挤 土效 应 带 来 的 各 种 问题 越 发 关 注 , 文 从 静 压 桩 挤 土效 益 机 理 出发 , 点 介 绍 了施 工 中挤 土 社 本 重
效 应 的控 制 措 施 并结 合 某 工 程 实践 进 行 总结 , 可供 广 大 工程 技 术人 员借 鉴参 考 。 关 键 词 : 压 管桩 静 挤 土效 应 控 制
静压管 桩于上世纪 5 O年 代 初 在 我 国 部 分 沿 海 地 区 首 用 . 因 应 力 的 传 递 与超 孔 隙 水 压 力 的 消 散 却 需 要 一 个 时 间过 程 压 桩 具 有 施 工 无 噪 音 、 废 气 、 振 动 、 冲 击 力 、 泥 浆 、 放 管 桩 时 , 无 无 无 无 排 超孔 隙水 压力 增 长 速 度 比其 消 散 速 度 要 快 得 多 . 而在 压 桩 间 质量可靠 、 工速度较 快等优点 . 施 目前 已成 为 商 品 房 建 设 中最 常 隙 , 孑 隙水 压 力 会 明 显 回 落 因 此 . 制 沉 桩 速 率 对 于 保 护 邻 超 L 控 用 的桩 基 形 式 。 然 而 . 因静 压 管 桩 属 于排 土 置 换 桩 压 桩 施 工 所 近建 ( ) 物 与 地 下 管 线 不 受 损 坏 极 为 关 键 。施 工 中 . 有 计 划 构 筑 应 产 生 的 挤 土效 应 对 周 边 环 境 影 响极 大 .严 重 时甚 至 可 能 导 致 邻 地 控 制单 桩 一 次 性 压 人 时 间 及 每 日压 桩 数 量 . 能一 味求 快 . 不 为 近 建 ( 筑 物 的 表 面 开 裂 及 结 构 破 坏 、 路 隆 起 、 下 管 线 断 裂 方 便 土体 受挤 压 后 向 外 缓 慢 扩 散 . E 施 工 成 桩 数 量 以 1 构j 道 地 每 l O根 之 等 工程 事 故 的 发 生 。现 结 合 实 践 经 验 , 静压 管 桩 挤 土效 应 及 其 内 为 宜 。此 外 , 就 因沉 桩 速 度 过 快 会 造 成 土 体 变 形 大 , 度 过 慢 又 速 对 周 边 建 筑 物 的影 响 以及 相 关 控 制 措施 进 行 粗 浅 探 讨 . 以供 参 会 影 响 施 工 进 度 . 因此 应 根 据监 测数 据 及 时 调 整 沉 桩 速度
试论静压管桩挤土效应的防治措施
试论静压管桩挤土效应的防治措施在城市化进程不断加快的背景下,建筑工程技术也在随之不断更新与推广。
工程中的静压预应力管柱施工中,需要重视机械自重与静压力的共同作用。
相比于传统施工模式来讲,这种模式不仅具有较高的实用性,也能够大幅度提升施工效率,在工程项目中得到了广泛推广,同时,各施工单位还要正视相应的挤土效应,注重防治措施的探究。
标签:静压管桩;挤土效应;防治措施前言对于静压管桩来讲,虽然拥有承载力高,施工周期较短以及施工质量较高等优势,但其在压桩施工过程中,往往都会产生挤土效应,极易造成周围土体出现侧向、竖向位移的现象,严重的甚至还会导致场地附近的建筑物产生裂缝、管道断裂等一系列损坏现象。
因此,在具体施工中,各施工单位应充分认识到挤土效应可能带来的不利影响,并紧紧围绕实际施工情况,探索出更科学有效的防治措施,增强施工质量。
1 静压管桩挤土效应首先,管桩变形与超孔隙水压力。
一方面,对于管桩变形来讲。
在将管桩压进土里的过程中,避免会将其周围的土向四周挤压,不仅会侵占周围地基土的空间,还会导致其原来部分的土体出现变形,严重破坏其受力平衡状态,尤其是对于一些施工工程桩位密度较大的项目来讲,会产生更加显著的挤土效应,再加上挤土会产生的垂直力相对较强,往往会导致周围土体的大面积鼓起,在上浮力作用下,会引发浮桩现象,且对工程整体质量与安全造成严重影响;另一方面,对于超孔隙水压力来讲。
在相关施工区域的软弱土里,若超孔隙水压力的土体平衡状态受到不同程度的扰动,不仅会导致深度土层出现位移现象,若其压力未能得到及时有效的分散,极易导致管桩阻力的快速增加,给管桩的贯入产生严重阻碍,此外,在孔隙水压力慢慢消退之后,桩端与桩四周的承载力也都会发生不同程度的变化,从而影响到工程整体质量与建设进度,并带来较大的经济损失[1]。
其次,给环境带来的一系列影响。
静压管桩施工通常都属于挤土类型,其在沉桩过程中,不可避免的会对四周土体产生不同程度的扰动,且还可能会影响、改变其土体原有的应力状态。
静压管桩挤土效应及其控制措施
静压管桩挤土效应及其控制措施静压管桩是一种常用的桩基础,其深入土层,将上部结构的荷载通过桩身传递给深部的土层,以降低建筑的沉降并确保建筑物的安全性。
然而,在施工过程中,静压管桩会产生挤土效应,对周围环境造成不良影响,如建筑物开裂、道路隆起和地下管线断裂等事故。
因此,必须采取适当的措施来减少挤土效应的产生。
静压管桩在施工过程中,其挤土效应主要表现为两个方面。
一方面,在挤土的过程中,桩周的土体发生变形,对周围建筑物产生影响;另一方面,在压桩前后土体的应力状况也发生了很大的改变,对承载力也有一定的影响。
具体表现如下:1.沉桩时在压桩区一定范围内产生土体的水平位移。
在饱和软土中沉桩时,桩要置换相同体积的土,对周围土体产生侧向挤压,引起土体水平位移,过量的土体水平位移作用在先前打入的桩上,会造成桩位的偏移、桩身的翘曲,甚至会造成桩的折断。
2.沉桩时对周围土体的挤压作用导致土体的垂直隆起。
沉桩时,桩对周围土体产生的挤压作用,还会在一定范围内造成地面的垂直隆起和抬高,并有可能造成先沉入桩上浮。
由于地面隆起,已沉入桩上抬,造成桩尖脱空,对于端承桩而言,极大地影响了单桩承载力的发挥。
3.静压桩挤土效应引发的环境问题。
土体的垂直隆起和水平位移会对沉桩范围外一定距离内的建筑物、构筑物、道路、挡土结构以及地下设施和管线的一定程度破损,如粉刷层剥落、墙身开裂,产生裂缝、首层商业店铺拉不上闸门等,附近地铁、隧道、地下管线及设施破坏等而引发工程事故。
防挤沟是一种有效的措施,可以减少地基浅层土体的侧向位移和隆起影响,并减少对邻近建筑物和地下管线的挤压作用。
在设置防挤沟时,应注意其长度比施工建筑物基础长2m,宽度一般采用1.2-2.5 m,深度超过地下管线埋置深度或邻近建筑物埋置深度1m。
沟内可根据工程实际情况回填砂或其它松散材料。
需要注意的是,防挤沟无法隔断深层土体中应力波的传递路径,所以一般用来保护浅层地下管线或者周围路面。
静压桩沉桩挤土效应分析
静压桩沉桩挤土效应分析静压桩因具有无噪音、无振动、无冲击力,施工应力小等诸多优点而得到较广泛的应用。
但是,静压桩同时是一种挤土桩,而且随着高层建筑物的大量兴建,建筑群密集,沉桩产生的挤土效应会对周边环境造成不利影响,严重的可能造成邻近建筑物的开裂、道路隆起以及地下管线断裂等工程事故。
因此有效地预估静压桩产生的挤土效应具有非常重要的工程意义。
静压桩施工对周围环境影响的分析方法,主要有小孔扩张理论和数值模拟的方法。
本文在参考大量文献的基础上,系统地总结了小孔扩张理论的计算方法,阐述了基于Mobr-Coulomb屈服准则的圆柱形孔扩张理论的计算方法。
静压桩沉桩过程是一个稳态贯入过程,不同于一般的静力问题施工,也有别于打桩等动力问题,应该突出预制桩的贯入和挤土特征,一般可以采用三种方式来模拟桩的贯入:力贯入法、位移贯入法、孔扩张方式。
本文主要做了以下工作:(1)介绍本文的研究背景,总结了目前关于静压桩沉桩挤土效应的研究现状,提出本文要研究、解决的问题。
(2)本文用有限元数值模拟,分析位移贯入法是否能合理模拟桩的挤土效应。
首先分析单桩挤土效应,对不同位置、桩径、桩土模量比产生的水平及竖向位移场作对比分析,得出水平位移在径向位移绝对值最大值发生在距桩10 d;在深度方向位移的最大值在桩端以下4d处。
对于竖向位移,地表土体主要表现为竖向下沉。
桩体直径越大,沉桩产生的水平和竖向位移场越大;土体较硬时,竖向位移表现为隆起。
其次,分析了对于双桩和三桩的挤土效应。
通过有限元计算分析得出:对于双桩由于受已存在桩的遮帘作用,一区土体水平位移和竖向位移比其它两个区小许多;二区受已存在桩的影响限制了水平侧移,竖向隆起量加剧。
对于三桩,一区土体位移规律和双桩相同;二区由于有两根已压入桩的存在,土体水平位移和竖向位移相对三区的位移有所减小;三区的水平位移与双桩二区土体位移规律类似。
静压桩挤土效应及防治方法研究
静压桩挤土效应及防治方法研究
静压桩引起的挤土效应对工程的建设与周边的环境有重大的影响,因此,对静压桩的挤土效应和减少挤土效应的各种措施的研究具有非常重要的意义。
本文首先详述静压桩挤土效应的研究现状和关键问题,然后分析了研究挤土效应的相关分析理论和分析方法,并在此基础之上,做了以下主要工作:1.利用基于圆孔扩张理论的有限差分法,并采用位移贯入方式,建立了二维轴对称模型。
模型中考虑了有限变形、接触非线性、弹塑性本构关系、计算机的耗时等问题。
从而,能较为真实的对单桩沉桩过程进行模拟。
2.阐明了基于FLAC3D拉格朗日差分程序分析桩土相互作用的基本原理,利用模型分析了静压桩压入不同深度时土体的位移场;分析了压桩后土体的应力场;分析对比了不同土体参数(粘聚力、内摩擦角、泊松比、模量比)下土体位移场。
3.分析了静压桩挤土效应给周边环境带来的影响,给出了不同阶段(设计阶段、施工阶段)减少静压桩挤土效应的各种常用措施,并指出其原理、特点和在实际工程中的指导意义。
静压桩的挤土效应及其处理预案
静压桩的挤土效应及其处理预案摘要:静压桩的沉桩过程中会产生挤土效应,对周围的环境会造成不小的影响。
由理论分析、数值模拟和工程经验三个方面对静压桩沉桩进行全面分析,从而对静压桩的设计和施工两个方面提出相应处理预案。
在具体过程中可综合考虑选择合适的方案。
关键词:静压桩挤土效应沉桩工程经验处理预案Abstract: the static pile pile driving process will produce compaction effect, to the surrounding environment can cause a lot of influence. By theoretical analysis, numerical simulations and engineering experience, three aspects of jacked pile complete analysis, and the static pile to the design and construction of the two put forward the corresponding treatment plan. In the specific process can consider to choose the right plan comprehensive.Keywords: static pile soil compaction effect pile engineering experience treatment plan概述目前社会对工程施工过程提出了更高的要求,要求污染小,施工噪音小等。
静压桩正是由于具有无噪音、无振动、无污染、无冲击力、成本低、工期短等优点才得到一定的应用。
同时,静压桩作为挤土桩,在沉入地层过程中会对周围的工程建筑以及相互桩基之间造成很大的影响。
静压桩的沉桩机理为:当预制桩在静压力作用下贯入土层中时,桩周土体会受到剧烈的挤压,桩头首先直接使土体产生冲剪破坏,孔隙水受此冲剪挤压作用形成不均匀水头,产生急剧上升的超孔隙水压力,扰动了土体结构,这种扰动和破坏随着桩的贯入会连续不断的向下传递,使桩周一定范围内的土体形成塑性区,从而很容易使得桩身继续贯入。
浅谈建筑施工中静压管桩的挤土效应
浅谈建筑施工中静压管桩的挤土效应本文通过对管桩压入土体后产生自身的上浮,承载力的影响,对周围的建筑物及环境的影响等一系列问题,进行分析和探讨,提出有效的技术措施,以供设计、施工、监理参考。
标签:静压管桩挤土效应超空隙水压浮桩技术措施0 引言随着城市环境要求减少施工污染及静压管桩大力推广和应用。
静压法沉桩由于其有无噪音、无振动、无污染、无冲击力等优点,同时选用高强预应力管桩作为基础,具有工艺简明、技术可靠、造价便宜、检测方便等特点,使得越来越多的建设单位认识到了管桩的优越性和良好的社会经济效益。
以下对管桩入土后产生的挤土效应所引发的一系列问题进行深入探讨,希望对设计、施工、监理有所帮助。
1 挤土桩的分类首先我们将桩按挤土情况进行分类,在桩挤土的过程中,体积等代率越大,其危害越大。
根据挤土效应的大小,将桩分为三类:排挤土桩(Displacement piles)通常指预制钢筋混凝土桩、木桩、沉管灌注桩等。
非排挤土桩(Non-displacement piles)如挖孔桩,钻孔灌注桩等。
低排挤土桩(Small-displacement piles)概念不够明确,排土程度多少没有具体的标准,一般认为如H型钢桩,开口管桩等。
部分工程人员认为,管桩与开口钢管桩类似,均为管状,如在设计时才用开口桩尖,应属于低排土桩,这是一个误区,根据现场压桩观察分析,开口管桩在入土过程中,会较快地在桩尖处形成一土楔,使其入土时的挤土情况与闭口桩无异。
即便管内入土,由于其管桩型号、桩尖形式、土质情况等问题,管内也只能充填很小一部分地基土。
因此考虑到挤土效应的危害,从更加安全的角度,将钢筋混凝土管桩归类于排挤土桩。
2 管桩挤土效应的产生及危害2.1 桩的上浮和变形管桩压入土中,要将桩周土体向旁侧挤压,而占据原来地基土的空间,导致原土体受较大塑性剪切变形而使结构受很大扰动和破坏,尤其在桩位较密集时,桩挤土产生的垂直应力下,引起大范围的土体隆起,当桩的上浮力较大时,即产生浮桩现象,管桩接头断裂等问题。
静压桩挤土效应及施工措施研究
静压桩挤土效应及施工措施研究静压桩是一种常见的地基处理方法,具有施工噪声小、振动低、速度快等优点。
然而,静压桩施工过程中的挤土效应问题也备受。
挤土效应不仅会对周围环境造成一定的破坏,还会影响桩基工程的施工质量。
因此,研究静压桩挤土效应及采取相应的施工措施具有重要意义。
本文采用文献综述、实地调查和实验测试相结合的方法进行研究。
通过文献综述了解静压桩挤土效应的基本理论和研究现状;通过实地调查掌握静压桩施工过程中的挤土效应情况;通过实验测试探究挤土效应对桩基工程质量的影响,为采取相应的施工措施提供依据。
挤土效应是指静压桩施工时,桩周土体在桩轴向压力作用下产生变形、位移和扰动,导致桩周土体对桩产生向上的挤压力。
挤土效应对桩基工程的影响主要体现在以下几个方面:对周围环境的影响:挤土效应会导致周围土体位移和变形,影响周边建筑物的安全。
对桩基工程质量的影响:挤土效应会使桩周土体对桩产生向上的挤压力,导致桩身产生上浮现象,影响桩基工程的稳定性。
对施工进度的影响:挤土效应会使施工受阻,延误工程进度。
针对挤土效应对桩基工程的影响,提出以下施工措施:改变压桩顺序:采取跳压法、间歇压桩法等措施,减小挤土效应。
使用低等级别的桩帽:通过降低桩帽的刚度,减小挤土效应。
合理设置排水设施:在施工过程中设置合适的排水设施,降低地下水位,减小挤土效应。
加强现场监测:施工过程中加强桩顶位移、地下水位等参数的监测,以便及时采取相应措施。
本文通过文献综述、实地调查和实验测试等方法,对静压桩挤土效应及施工措施进行了研究。
结果表明,挤土效应对桩基工程的影响主要体现在周围环境、桩基工程质量和施工进度等方面。
为减小挤土效应,可采取改变压桩顺序、使用低等级别的桩帽等施工措施。
未来研究方向应包括进一步完善挤土效应的理论模型、开展更加系统和深入的实验研究以及优化施工工艺等方面。
本文通过对钻孔桩泥皮土与桩间土性状的试验研究,详细探讨了其性状特征及影响因素。
静压桩的挤土效应分析及在某软土地基中的应用
在2 世纪s 年代初 ,静压沉桩法 首次在我国部分沿海地区 使用 , l J l J 近年来 已广泛应 J 在我 匡f } } j 软土地基桩基施工 中 ,并 获得 良好效果 静 压桩属于桩基础 的一种形式 ,是通过 静力压桩机 以桩 机 自重及桩架上 的配重作反 力将 预制桩压 入 土中的 一种沉桩 工艺 出于 其施工 无噪 音 、无废气 、无振 动 、无冲击 力、无泥浆排 放等优 点 ,符合现代建筑 业义明 、环 t施工 的要求 现 住静压桩施工均 已采用专用静压桩机 , , 桩长最大可达4 m~ o 。其施工机械化 程度 高 ,桩 端无沉渣 ,成桩质 0 5r e 量稳定 良好 ,刷时具有一 定的挤土作州 ,单桩承载 力较 高 ,适J 岩土 } f 1 工程 条件 范围广… 。静压桩施 工技术 已逐 步成 为一项 成熟完善 的施工
33 静 压 桩 的施 工 .
身要有 一定的挤土应 力;要有一 定的桩 周面积 ,即一定的有效桩长 。 若桩 周挤 土应 力较 大 ,不仅压桩 困难而 丢失了有效桩长值 ,Iu 还 易  ̄. lj - 产生位移 、 歪斜 、断裂等 ,所以应依据地质 条件 等 素合理选择桩 的 间距 ,一般选取桩径 的3 倍 每一根高强 预应 力管桩压入土层后 ,其 4 桩底都要形成 一定长度的土体桩尖 ,它 的形成必 然有 利于提高桩底端 阻 ,使 压桩形成以摩擦 为主、端 承为辅 的端 承摩擦桩 。 争 ( )群桩 复合体效 应 。桩身 压入土 层完成 固结 后 ,桩身挤 压土 2 体 ,土体被挤压变密 又反过 来挤压桩身 ,即出现桩身 夹持土体 、土体 夹持桩身的相互作用 ,在荷载作用 下形 成群桩 复合体 。 形成群桩复合体 的程度 与桩 距 、桩数 、桩长 、 的性质 以及群 桩 土 的平面形式和大小有关 。就桩距 、桩数而言 ,一般桩 间距 大 、桩数少 时 ,桩问土被挤密的程度小 . 一定的荷载下 ,桩与土之 易发生 剪 在 切变形 ,桩底下的土层受压缩 ,桩『 土也产生压缩变形 ,在 极限荷载 H J
静压管桩挤土效应分析及控制措施探究
静压管桩挤土效应分析及控制措施探究摘要:当前,社会各界对静压桩挤土效应带来的各种问题越发关注,本文从静压桩挤土效益机理出发,重点介绍了施工中挤土效应的控制措施,并结合某工程实践进行总结,可供广大工程技术人员借鉴参考。
关键词:静压管桩;挤土效应;控制静压管桩于上世纪50年代初在我国部分沿海地区首用,因具有施工无噪音、无废气、无振动、无冲击力、无泥浆、排放管桩质量可靠、施工速度较快等优点,目前已成为商品房建设中最常用的桩基形式。
然而,因静压管桩属于排土置换桩,压桩施工所产生的挤土效应对周边环境影响极大,严重时甚至可能导致邻近建(构)筑物的表面开裂及结构破坏、道路隆起、地下管线断裂等工程事故的发生。
现结合实践经验,就静压管桩挤土效应及其对周边建筑物的影响以及相关控制措施进行粗浅探讨,以供参考。
1挤土效应机理2 挤土效应控制措施2.1 设计要点在设计时,可采用大排土量的空心管桩以及承载力高的长桩,以扩大桩距,减少桩数,利用桩内土芯减少桩的挤土率,从而降低沉桩引起的超孔隙水压力值和地基变形值,缩小其影响范围,尽可能加大沉桩区与邻近建筑物之间的距离。
桩尖设计应尽可能采用开口桩尖,减小桩的上浮机会,缩小其影响范围等。
2.2 施工要点2.2.1严格控制沉桩速率应根据挤土过程中遇到的不同情况控制沉桩速率。
沉桩速率对土体变形的影响作用主要来自于超静孔隙水压力,而土中应力的传递与超孔隙水压力的消散却需要一个时间过程。
压桩时,超孔隙水压力增长速度比其消散速度要快得多,而在压桩间隙,超孔隙水压力会明显回落。
因此,控制沉桩速率对于保护邻近建(构)筑物与地下管线不受损坏极为关键。
施工中,应有计划地控制单桩一次性压入时间及每日压桩数量,不能一味求快,为方便土体受挤压后向外缓慢扩散,每日施工成桩数量以10根之内为宜。
2.2.2合理地安排打桩顺序2.2.3预钻孔取土打桩2.2.4 设置排水砂井或塑料排水板以上仅为一些常用措施,当然,在采取保护措施时,为及时掌握周围被保护建筑物的反应,还须进行现场监测,从而随时调整打桩的具体方案。
静压桩挤土效应
静压桩挤土效应静压桩是一种常见的地基处理方法,其挤土效应在地基工程中起着重要的作用。
本文将详细介绍静压桩挤土效应的原理、应用和影响因素,以及其在地基处理中的作用。
一、静压桩挤土效应原理静压桩是指在施工过程中,将桩身通过施加压力的方式逐渐压入地下,以达到加固地基的目的。
在静压桩施工过程中,桩身的挤土效应起着至关重要的作用。
静压桩挤土效应的原理可以简单概括为以下几点:1. 桩身施加压力:静压桩施工时,通过施加一定的压力使桩身逐渐进入地下。
这种施加的压力会使土体发生变形,并逐渐迁移至桩周围。
2. 土体变形:在桩身施加压力的过程中,土体会发生变形,形成一个由桩身和周围土体构成的土体圈。
土体圈的形成使得原本松散的土体逐渐变得致密,并增加了地基的承载能力。
3. 土体迁移:施加在桩身上的压力会使土体产生迁移现象,即原本位于桩身下方的土体向桩身周围迁移。
这种土体的迁移使得桩身周围的土体逐渐变得致密,增加了地基的稳定性和承载能力。
二、静压桩挤土效应的应用静压桩挤土效应在地基处理中有着广泛的应用。
它可以有效地改善地基的承载能力和稳定性,适用于以下情况:1. 弱土地基:静压桩挤土效应可以将周围土体压实,使地基变得更加坚固。
这对于弱土地基来说尤为重要,能够有效地提高地基的承载能力,减少地基沉降的风险。
2. 深基坑支护:在进行深基坑开挖时,静压桩挤土效应可以用于支护基坑周围的土体。
通过施加压力,可以使土体形成一个稳定的土体圈,防止基坑周围的土体塌方。
3. 地下工程:在地下工程中,静压桩挤土效应可以用于加固地下结构。
通过施加压力,可以使土体变得致密,提高地下结构的稳定性和承载能力。
三、静压桩挤土效应的影响因素静压桩挤土效应的强度和范围受到多种因素的影响,包括以下几个方面:1. 施加的压力大小:施加在桩身上的压力大小直接影响着挤土效应的强度。
压力越大,挤土效应越明显。
2. 土体的性质:土体的性质包括土壤类型、密实度、含水量等。
静压预应力管桩施工中的挤土效应与控制
静压预应力管桩施工中的挤土效应与控制摘要:经济在快速发展,社会在不断进步,静压管桩施工产生的挤土效应会给施工周围地面环境带来不同程度的影响与破坏,为此,对静压管桩施工中所产生的挤土效应进行了分析,提出了采用防震沟、长螺旋原位引空、承台四周钻孔、基坑换填等技术措施,以减少挤土效应对基坑及桩基的影响。
经实践,取得了较好的效果。
关键词:静压预制桩;挤土效应;控制引言静压预应力管桩因其成本低、制作简易、桩身质量优良等特点广泛用于建筑桩基工程施工中,但在软土地基应用静压管桩时需考虑沉桩挤土效应对周围地基有无影响,避免因开挖不当导致管桩出现损坏。
1概述1.1建筑设计简况本工程位于广东省佛山市禅城区南庄镇禅港路南侧、科潮路北侧、弘德北路东侧;项目占地面积62956.83平方米,总建筑面积101887.63平方米(其中:一期工程约83885.78平方米,二期工程约18001.85平方米),其中计容总建筑面积79969.23平方米,不计容总建筑面积21941.19平方米,项目容积率1.27,建筑密度29.94%,绿地率35.86%,停车位300个(兼12个大型客车停车位);包括小学教学楼、初中教学楼、教育文化传播中心、食堂宿舍楼、体育馆、门卫岗亭、连廊、400米跑道运动场、7米公共指导性道路、围墙、附属设施及道路绿化配套设施等。
结构形式为钢筋混凝土框架(剪力墙)结构,地基基础设计等级为乙级。
1.2工程地质特点经钻探揭露,本场地地基土由人工填土层、第四纪冲淤积层、风化残积层组成,基底岩石为始新世华涌组风化基岩。
其工程地质综合剖面共分10层,夹层透镜体4层(2-1)淤泥质土夹层、(4-1)粉砂夹层、(9-1)强风化夹层、(9-2)微风化夹层。
2静压预应力管桩施工中的挤土效应与控制2.1静压法施工过程的压力表静压法施工过程压力表显示的单桩极限承载力值,是一个瞬间力,是高强度管桩对桩端岩土体不发生剪切破坏或剪切破坏极少,对桩端岩土体压硬而形成对管桩的反力。
静压开口管桩沉桩挤土效应机理探讨
( 7 ) 钻孔 不垂直 , 发生偏差 , 使 得 桩 身 在 沉 降过 程 中发 生
倾斜 :
( 8 ) 桩 体布 置 太过 紧 密 , 诱发挤土效应:
技术交流
L O W C A R B o N Wo R L D 2 0 1 3 , 5
( 9 ) 土 体 开挖 方 法 不 合 理 , 一 次性 开挖 过 深 , 使 得 桩 体 侧
工, 嵌 固期 根 据 土 质 有 不 同要 求 , 一般 7 — 2 1 d 。
机 减 少产 生 不 均 匀 沉 降 的过 程 。 静 压 桩 的 桩 机 施 工 现 场要 求 谓 “ 跑机” 。同时 , 桩 基 完 成 以后 应 在嵌 固期 后 才能进 行 土 方 施
较 高, 桩的重量 为 5 0 0 t 。 为 了防 止 桩 机 沉 降 引起 的桩 身 倾 斜 , 或 者 挤 土 效 应 引起 的桩 身位 移 , 进 而 降低 施 工 的质 量 , 危 害施
3 . 2 斜 桩
斜 桩 的 产 生原 因有 很 多方 面 , 主 要 可 以概 括 为如 下 几 种 : ( 1 ) 桩 基 的维 修 没 有 及 时到 位 , 一 些 故 障 没有 得 到 及 时 的
位 移 的 土 壤 会 对 相 邻 建 筑 物 的影 响是 非 常 严 重 的 。
除 地基 土挤 土效 果
响, 尤 其 是 在 软 土 地 基 工程 中。 但 综合考虑到优 势 , 很 多 工 程
还 是 愿 意 采 用这 种 方 法 。 为 了 降 低 挤 土作 用 对 工 程 的 影 响 ,
笔 者 通 过 多 个 方 案 的 总 结 和 研 究提 出 了 相 应 的 防 护措 施 以
L O W C A R B O N W o R L D 2 0 1 3 , 5
静压桩挤土问题及减小其效应的措施研究
静压桩挤土问题及减小其效应的措施研究静压桩由于其诸多优点而在城市建设中获得日益广泛的应用。
然而,静压桩施工过程所产生的挤土效应会对周围的工程环境造成相当严重的影响。
学者们已从多方面对静压桩的挤土效应问题进行了探索。
从前人的探索中可以看到,这个问题涉及到多方面的理论,是非常复杂的。
目前,国内外的研究者对静压桩的挤土效应及其对周围环境的影响规律的研究仍然没有获得满意的结果。
在总结前人研究成果的基础上,本文对静压桩挤土问题开展了进一步的研究,主要工作有:1、静压桩沉桩挤土机理本文把静压桩沉桩过程桩周土体的本构关系看作是圆孔扩张问题。
利用圆孔扩张理论,结合弹性力学以及塑性力学的知识,对静压桩沉桩挤土机理进行了阐述。
同时在考虑土体初始应力的情况下,分析了初始孔径率对塑性半径、径向位移、最终扩张压力以及超静孔隙水压力的影响规律。
2、结合宝钢一工程实例对静压桩沉桩超静孔隙水压力进行分析该部分结合工程实例,对实测超静孔隙水压力进行了分析,得出一些具有工程意义的经验和规律。
同时在实测超静孔隙水压力的基础上,对比分析超静孔隙水压力实测值与按前文公式计算的理论值。
3、结合实例对静压桩挤土效应的影响范围及防挤土槽效果进行理论分析该部分结合工程实例,用前文的公式,分析静压桩挤土效应的影响范围。
同时运用基于圆孔扩张理论的有限单元法,对采取减小静压桩挤土效应的措施的效果进行理论分析,重点研究防挤土槽措施。
本课题可以为静压桩工程超静孔隙水压力的研究和合理采取减小挤土效应的措施提供借鉴作用,具有重要的工程实用价值。
浅谈建筑施工中静压管桩的挤土效应
静 压 法沉 桩 由于其 有 无 噪 音 、 振动 、 污 染 、 冲 击 力等 优 点 , 时 无 无 无 同 选 用 高强 预应 力 管桩 作 为 基础 , 有工 艺 简 明 、 术 可 靠 、 具 技 造价 便 宜 、
检测 方便 等特 点 ,使 得越 来 越 多的 建 设单 位 认 识 到 了 管桩 的优 越 性 和 良好 的 社会 经 济 效 益 。 以下 对 管 桩入 土 后 产 生 的挤 土 效 应 所 引 发 的 一 系列 问题 进 行 深 入 探讨 , 望对 设 计 、 工 、 理 有 所 帮助 。 希 施 监
然 钻 计 时 才 用开 口桩 尖 , 属 于 低 排 土 桩 , 是 一 个 误 区 , 据 现 场压 桩 的桩 位 上 用 螺旋 出土 器 预 先钻 一 个 孔 , 后 将桩 压 入 , 孔 的 孔径 和 应 这 根 深 度 可 根据 土质 情 况 做 适 当调 整 ,根据 经 验 一 般 情 况可 在 桩 身体 积 观察分析 , 口管桩在入土过程 中, 开 会较快地在桩尖处形成一土楔 , / 即孔 径 占桩 径 23左 右 , / 深度 占桩 长 23左 右 ) / 。 使 其入 土 时 的挤 土 情 况 与 闭 口桩 无 异 。 便 管 内入 土 , 即 由于 其 管 桩 型 13左右 取 值 ( 43 增 设 排 水措 施 —— 提 高 土 的压 缩 性 真 实 的土 体 , 论 哪 种 . 无 号、 桩尖形式、 土质情况等问题 , 管内也只能充填很小一部分地基土。 或 粘 排水 因此 考 虑 到 挤土 效 应 的危 害 , 更 加 安 全 的角 度 , 钢 筋 混凝 土管 桩 土质 , 多或 少都具有~定的可压缩性 , 性土的渗透 性很低 , 从 将 条件不良时, 显示不可压缩或低压缩的特性 , 如果我们在土中设置合 归 类于 排挤 土 桩 。 理 的排 水 通 道 , 挤 土 产 生 的 空隙 水压 力及 时 消 失 , 可 以减 小桩 的 使 就 2 管桩 挤 土 效 应 的产 生 及 危 害 降 21 桩 的 上 浮 和 变 形 管 桩压 入 土 中 ,要 将 桩 周 土 体 向 旁 侧 挤 贯入 阻 力 , 低 挤 土 效应 。 . 44 设 置 应 力 释 放 孔 在 沉桩 区 内或 在 沉 桩 区 外 , 在被 保护 建 . 或 压 , 占据 原来 地 基 土 的 空间 , 致 原 土体 受较 大 塑 性剪 切 变 形 而 使 而 导 筑 物 地 下 管 线 附近 设 置 一 些钻 孔 , 当发 生 挤 土 时 , 以起 到 缓 解和 隔 可 结 构 受很 大 扰动 和 破 坏 , 其 在桩 位 较 密 集 时 , 挤 土产 生 的 垂 直应 尤 桩 孔 也 应 力 下 , 起 大 范 围 的土 体 隆起 , 引 当桩 的 上 浮 力 较 大 时 , 即产 生浮 桩 现 断 挤 土 通道 的作 用 。 洞 中可 以 是孔 , 可 以填 充 松散 材 料 。 力 释 放 空 的 布置 比较 灵 活 , 在压 桩前 后 设 置 。 对 一 些施 工 现 场采 用 挖 可 针 象 , 桩接 头 断 裂等 问题 。 时挤 土 产 生 的水 平 压 力 也会 导 致 桩 身产 管 同 生水 平 向挠 曲和 弯 矩 , 使 桩 偏斜 和 弯 曲。 致 以上 情 况均 不 同程 度 的 降 防 挤 沟 的措 施 减 轻 挤 土影 响 ,笔 者认 为其 原 理 与应 力释 放 孔 是相 同 的 , 由于 挖 孔 深 度 所 至 , 能 消 除部 分浅 层 挤 土 影 响 , 深 部 挤 土 但 只 对 低 了桩 的承 载 力 , 响 了其正 常使 用 。 影 45 优 化 施 工 流 水 挤 土 效 应 的理 论 分 析 中假 定 桩 周 土 是 均 匀 . 水 压 力 的产 生 , 尤其 在 软 弱土 层 中 , 桩 周 饱和 粘 土 中产 生较 高 的超 在 但 在 空 隙水 压 力 , 扰动 的土 体 易 蠕 动 , 现 为 地 表 、 经 表 浅层 和 深层 土 发 生 的 , 实际 上 土 是 被 挤 向阻 力 小 的 方 向。 例 如 , 周 围 有保 护 建 筑 的 竖 向和 水 平位 移 , 当较 大 的空 隙 水压 力难 以消 散 时 , 桩 的 贯 入 阻 力 情 况 下 ,对 着 保 护 建筑 方 向压 桩 要 比 背着 建 筑 的 方 向压 桩 的 危害 大 对
静压桩挤土效应研究与实践
静压桩挤土效应研究与实践摘要:在饱和软粘土中静力压桩会产生严重的挤土效应,它对桩周土体、周围建筑物和其他工程环境将产生严重的不良影响。
简要分析软粘土地基中静压桩挤土效应产生机理的基础上,结合实际工程分析了施工中静压桩对建筑场地周围环境的严重不良影响和采取的防护措施。
关键词:饱和粘土;静压桩;挤土效应;圆孔扩张理0 概述静压桩承载力高,成桩质量有很好的保证,而且施工的时候噪音和振动比较小,没有泥浆污染环境,施工期短,沉桩速度快。
由于具备了上述诸多的优点,在江西、浙江、陕西等软土和湿陷性黄土分布较广地区中常得到广泛应用,取得很好的效果,有着很好的应用前景。
众所周知,静压桩施工过程实际是一个挤土过程。
特别是在饱和软土地层打桩,由于土在瞬时挤压力作用下的不可压缩,导致桩周土体产生相产生相当大的挤压应力,引起很高的孔隙水压力,同时沿桩周的土体受剪切破坏,桩周一定范围内的土体受到扰动产生变形。
表现比较明显的,一是地面隆起、二是土体水平位移。
实践表明,在挤土桩施工中经常对周围环境产生不利的影响,通常称为挤土效应。
挤土效应还与土质、沉桩速率、流程和跟沉桩点的距离等有关。
预制桩在压入饱和软土层的过程中所产生的挤土效应对工程环境的影响相当严重,主要表现在以下几个方面:1)对周围建筑的影响。
使场地隆起,引起建筑物开裂、倾斜,影响周围建筑物的安全使用。
2)沉桩时桩周土体被挤裂,沉桩使桩周土体中的应力状态发生改变,沉桩过程中桩周土体被重塑和扰动,土的原始结构遭到破坏,土的工程性质与沉桩前相比有很大的改变。
3)对邻近地下管线的影响。
包括上、下水、煤气、供电、电讯、排污、雨水管等。
引起水管爆裂、管道煤气外泄等一系列严重后果,危害人生财产安全。
4)对相邻施工桩基的影响。
对已打入土中的桩产生挤压,使其桩顶偏位、桩身弯曲、水平位移。
由于挤土的隆起作用,甚至可以拉断相邻桩继而造成桩基质量事故。
5)挤土桩与深开挖的相互影响。
挤土桩由于挤土作用,在土层中储藏一定的能量,这种能量可以通过周围土体的水平位移和隆起释放,还有一部分能量慢慢消失。
对建筑施工中静压管桩的挤土效应研究
对建筑施工中静压管桩的挤土效应研究静压管桩施工技术是现代建筑施工中一种常用的实用性较强的地基处理方式,但是该施工技术产生的挤土效应会为施工周围环境带来一定程度的影响。
本文对静压管桩施工中所产生的挤土效应进行了分析,提出了几种能够预防或者降低挤土效应对周边环境造成影响的措施。
【标签】静压管桩施工;挤土效应;预防措施概述静压管桩属于挤土桩施工工艺,是利用静压桩机的自重和静压作用力,将管桩桩身压入土层结构持力层来完成桩基施工,其发展基础为预应力技术,随着混凝土配合比材料和蒸养方式的不断完善,高强混凝土的生产成为可能,大吨位静压机的出现将管桩施工作业的适用范围进一步扩大,但静压管桩在施工过程中会产生挤土效应,挤土效应对施工现场及周边环境会产生一定的影响和危害,故必须在建筑施工中对静压管桩的挤土效应进行分析和研究,进而采取有效的措施来减小挤土效应所带来的负面影响。
1静压管桩施工中所带来的挤土效应分析静压管桩施工技术是采用静压方法将预应力空心圆筒构件压入地下,达到地基承载力效果的桩基处理技术。
在沉桩的过程中,桩管的桩身在被压入地下时,需要克服压桩周边土体的侧向摩擦力和桩端阻力,这就容易造成在桩身四周的土体结构因受到压迫而产生冲剪破坏,导致土体原有的应力状态变为向周边方向挤压,产生超孔隙水压力现象。
这种现象主要表现在土体结构向径向偏移,而桩尖和桩周一定范围内的土体受到不排水剪切和水平挤压,导致土体中超孔隙水压力升高而造成土体破坏,即便是未受到破坏的土体也容易因超孔隙水压力的影响而发生扰动变形,从而形成挤土效应。
2静压管桩施工挤土效应对周边环境所造成的影响及危害静压管桩的施工与岩土环境、工程周围环境相互作用,经过对多个工程实例进行研究分析可以看到,挤土效应产生的作用力和影响范围是非常严重的,主要体现在以下几个方面:1)对周围建筑影响,在饱和的软土地区易产生场地隆起,如临近建筑基础埋深较浅或结构强度较差,将导致房屋开裂、变形、倾斜,危害建筑物安全。
浅谈静压管桩挤土效应及处理措施
浅谈静压管桩挤土效应及处理措施近年来,挤土效应对周围工程环境产生了不良的影响,本文从减少排土量和降低超孔隙水压力以及加快超孔隙水压力的消散着手,介绍了静压管桩其存在的优缺点,并综述了其施工过程中的质量管理,而后结合工程实例,分析解决挤土效应的一些方法,最后总结结论。
通过诸多方法,可使静压管桩挤土所产生的不良影响,完全得到控制、减轻甚至消除。
标签:静压管桩;挤土效应;处理措施一、概述静压桩因施工时噪声小、无振动和无冲击力,且具有工程造价较低、长度易调整、施工速度快、压力值直观、现场简洁等优点,近年来在各类工程中被大量采用,特别是大吨位液压静力压桩机的应用,压桩力可达7000kN以上,使其适用性进一步提高。
然而某些静压桩工程未慎重考虑场地条件、地质情况和使用条件等因素,使得桩身质量问题时有发生,并有增加的趋势,应当引起有关部门的重视。
挤土效应的产生原因是:压桩入土时引起周围土体的超孔隙:水压力升高和向四周的消散,以及与桩体积等量的土体在沉桩过程中向桩周发生侧向位移和隆起。
此外,挤土还与土质、沉桩速率、流程和跟沉桩点的距离等有关。
二、静压管桩的优点2.1施工质量有保证静压法施工是通过压桩机的自重和桩架上的配重作反力将PHC管桩压人土中的一种沉桩工艺,在沉桩过程中,压桩力可直观、安全、准确地读出并自动记录下来,因而对桩承载力控制及判断精确度高;桩身质量及沉桩长度可用直接手段进行监测,人为干扰因素少,难以弄虚作假。
因此,静压法单桩承载力比锤击法可靠,沉桩质量深得业主的信赖,并大大地减轻了监理工作强度,消除了设计者的担忧。
2.2对周边环境无影响锤击法沉桩震动剧烈,噪音大,对周边环境影响大,这是锤击法的一大弊端。
而静压法施工,无震动,无噪音,很适合在市区及其他对噪音有限制的地点施工。
如在学校、医院、办公大院及住宅小区内外,精密儀器房附近区域内施工均可采用静力压桩,以使附近单位和居民的正常工作、生活环境不受噪音、震动干扰。
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对建筑施工中静压管桩的挤土效应研究【摘要】静压管桩施工技术是现代建筑施工中一种常用的实用性较强的地基处理方式,但是该施工技术产生的挤土效应会为施工周围环境带来一定程度的影响。
本文对静压管桩施工中所产生的挤土效应进行了分析,提出了几种能够预防或者降低挤土效应对周边环境造成影响的措施。
【关键字】静压管桩施工;挤土效应;预防措施
概述
静压管桩属于挤土桩施工工艺,是利用静压桩机的自重和静压作用力,将管桩桩身压入土层结构持力层来完成桩基施工,其发展基础为预应力技术,随着混凝土配合比材料和蒸养方式的不断完善,高强混凝土的生产成为可能,大吨位静压机的出现将管桩施工作业的适用范围进一步扩大,但静压管桩在施工过程中会产生挤土效应,挤土效应对施工现场及周边环境会产生一定的影响和危害,故必须在建筑施工中对静压管桩的挤土效应进行分析和研究,进而采取有效的措施来减小挤土效应所带来的负面影响。
1静压管桩施工中所带来的挤土效应分析
静压管桩施工技术是采用静压方法将预应力空心圆筒构件压入地下,达到地基承载力效果的桩基处理技术。
在沉桩的过程中,桩管的桩身在被压入地下时,需要克服压桩周边土体的侧向摩擦力和桩端阻力,这就容易造成在桩身四周的土体结构因受到压迫而产生冲剪破坏,导致土体原有的应力状态变为向周边方向挤压,产生超
孔隙水压力现象。
这种现象主要表现在土体结构向径向偏移,而桩尖和桩周一定范围内的土体受到不排水剪切和水平挤压,导致土体中超孔隙水压力升高而造成土体破坏,即便是未受到破坏的土体也容易因超孔隙水压力的影响而发生扰动变形,从而形成挤土效应。
2静压管桩施工挤土效应对周边环境所造成的影响及危害
静压管桩的施工与岩土环境、工程周围环境相互作用,经过对多个工程实例进行研究分析可以看到,挤土效应产生的作用力和影响范围是非常严重的,主要体现在以下几个方面:1)对周围建筑影响,在饱和的软土地区易产生场地隆起,如临近建筑基础埋深较浅或结构强度较差,将导致房屋开裂、变形、倾斜,危害建筑物安全。
2)对变形敏感的临近地下管线的影响,如排水、供水、煤气、电讯管道等,容易引起爆裂、泄露等事故。
3)对已完成工程桩的影响,会对已压入的管桩产生挤压,造成桩位偏移、桩身弯曲变形、因土层隆起还会破坏工程桩的端承力,直接影响建筑安全。
4)土体本身应力变化的影响,土的原始结构会因压桩过程中的挤压、剪切、孔隙水的压力变化而产生破坏,偏离地质勘探时提供的数值,影响结构设计的准确性。
3预防和降低静压管桩施工挤土效应影响的措施
鉴于静压管桩施工中存在的挤土效应具有危害性,在工程施工前,应根据地质资料和相邻工程情况,制定具体施工方案,以预防或者降低静压管桩施工造成的挤土效应的破坏和影响。
3.1优化管桩施工方案合理选择施工桩型
根据工程施工现场的地质勘测资料,对施工场地应力的分布进行预测和勘探,合理选择和优化设计施工使用的管桩型号、管桩数量、管桩排布方式以及桩体的间距等。
通过技术手段降低静压管桩施工引起的地基变形和超孔隙水压力。
为缩小桩体的上浮几率,减小挤土效应的影响范围,应该对桩尖进行设计后再使用,尽量不选用开口桩进行沉桩施工,这一点尚未得到广泛重视,对开挖出的管桩桩身探查表明,管桩桩芯由于土质挤涨作用会导致桩身出现微裂,混凝土强度遭到破坏,管桩的使用强度已远远低于设计要求。
工程桩试压后,如土质条件不适用管桩作业,要及时更换桩型。
3.2科学沉桩,减少沉桩排土量
在硬塑粘土或沙层密集的土层中沉桩时,可以配合使用预钻孔辅助压桩技术,该技术使用螺旋出土器对沉桩位置进行钻孔取土,然后再利用静压法进行沉桩,预钻孔的孔径应小于管桩桩径。
该沉桩方式将排挤土桩转变为低排挤土桩,在尽可能减少沉桩过程中产生的过多排土量的同时还能够在桩基外适当位置开挖防挤沟,以减小表层土的平面位移。
3.3在施工现场增配排水设施
由于施工现场的地质结构无论土质结构如何,均含有一定的孔隙,具有不同程度的可压缩性。
对于含水量较高、土体渗透性较低的粘性土地基,若在地基中设置合理有效的排水通道,帮助及时排除因压桩挤土而产生的孔隙水压力,能够有效减小桩管贯入阻力,提升土体的可压缩性,减少挤土效应所带来的冲剪破坏。
3.4根据地基结构合理设置应力释放孔
软土地基的地面结构承载力通常较小,静压管桩施工往往会对地面结构承载层形成一定的压应力,故可以在施工工地的沉桩范围内、沉桩范围外或者是被保护的建筑物地下管线附近根据需要设置一些钻孔,以缓冲和隔离挤土通道,减少土应力变化所再来的地基破坏。
具体孔洞可以是孔,也可以在孔中填充松散材料。
3.5优化压桩施工顺序
对于桩基密集的施工区域应按工程要求,合理安排沉桩顺序及沉桩流向,通过先行施工的桩基构成遮点效应,有效消散后施工桩基的挤土应力;压桩时沿一定轴线方向施工,相对延长施工路线,采用承台间跳压措施或实行间歇压桩,延长孔隙水压力的释放时阅,减轻挤土应力的影响。
3.6根据土质结构控制压桩施工速率
静压管桩的施工过程中,压桩挤土量和压应力主要受压桩速率的影响,因此要在施工过程中根据实际情况控制单桩一次性压入时间和单位时间内的压桩数量,实现压桩速率的动态控制,以减少桩身上浮游移的几率。
4总结
随着静压管桩在建筑施工中的应用越来越广泛,需要我们结合实地情况对静压管桩的挤土效应进行分析和研究,为设计和施工提供依据,以保证建筑工程的地基施工的顺利进行。
参考文献:
[1]黄永平.浅谈建筑施工中静压管桩的挤土效应[j].中小企业管理与科技,2011(7)
[2]李涛.对静压管桩在建筑施工中的技术分析[j].科技与生活,2010(13)
[3]齐向东.浅议预防静压管桩施工中挤土效应影响的措施[j].建筑·建材·装饰,2012(5)
作者简介:
田正昱(1970—),男,吉林省松原市人,松原市远达基础工程有限责任公司负责人,工程师,研究方向:桩基础施工应用。