静压预应力管桩施工的挤土效应及预防措施.pdf

第 3 6卷 第 1 5期 7 6 2 0 1 0年 5月 山 西 建 筑 s hanxi archi tecr ure vlo 1 3 6 no 1 5 m a y 2 01 0 文章编号 ： 1 0 0 9 6 8 2 5 ( 2 0 1 0 ) 1 5 0 0 7 6 0 2 静压预应 力管桩施工 的挤 土效应 及预 防措施 张 贵 义 摘 要： 指 出静压预应力管桩作为一种快捷实用的地基处理方法， 目前在各种地基处理工程中得到广泛应用， 分析了静 压预应力管桩施工对土的挤密效应， 并阐述了如何采取有效的预防措施降低挤土效应， 从而减少对周围建筑物的影响。 关键 词 ： 基础工程 ， 预应力管桩 ， 挤土效应 中图分类号 ： t u4 1 3 4 文献标识码 ： a 山西太重煤机工程热处理车间， 油、 水槽设备基础( 0 7 3 1 ) 基 坑长 1 4 7 m， 宽8 2 m。地基处理采用p c管桩 ， 管桩采用p c a0 0 一 ( 9 5 ) 一 1 2 a型， 桩长 1 2 m， 桩距 1 6 0 0 n q l t l ， 管桩设计单桩竖向极限 承载力标准值为 6 0 0 k n， 打桩机采用 d b y z y 6 8 0型液压静力压 桩机； 基坑护桩也采用 p c 4 0 0 一 ( 9 5 ) 一 1 2 a型管桩， 桩距 6 0 0 n lr n ， 在 基坑四周均匀布设， 北侧距厂房柱基距离较近， 约 2 0 0 ml t l ， 平面 位置如图 1 所示。 厂房 柱 3 1 ) 基坑 图 1 车间平面布置图 1 地质水文状况 该地区场地土类型为中软场地土， 类别为 类， 地下水位埋 深较浅 ， 约 一3 1 m。 场地土自上而下分为6 层， 各层的主要物理指标如表 1 所示。 表 1 各 土层的主要物理指标 土层名称 土层状态 层底埋深 m 承载力特征值 k p a 杂填土 松散 0 2 5 2 3 6 0 粉质黏土 中等压缩性 7 4 l 3 4 7 0 粉土 中等压缩性 1 6 o 2 3 1 l 1 0 粉质黏士 中等压缩性 2 6 0 3 1 4 1 3 0 粉土 中等压缩性 3 6 3 3 9 0 1 8 0 粉质黏土 中等压缩性 2 0 o 2 挤土效应分析 静压法施工预应力管桩属于挤土类型， 桩周围土体在沉桩过 程中， 受到径向挤压和竖向剪切作用， 应力应变状态发生很大的变 化， 离桩体一定范围内的土体结构、 密度及含水量发生改变， 导致 土的物理力学性质也发生改变， 其影响主要表现为以下几个方面： 1 ) 高灵敏度的软黏土中产生较高的超孔隙水压力 ， 大幅度降 低了土体中的有效应力。2 ) 对已打入土中的桩产生挤压， 使其桩 顶偏位、 桩身挠曲、 浅桩上浮。3 ) 沉桩结束后， 随着超孔隙水压力 的消散， 桩周土体再固结， 当桩间土的压缩量大于桩问的下沉量 时， 桩侧就要受到负摩阻力的作用， 导致桩间土面下沉， 土与承台 脱离， 同时也可能使周围建筑物产生不均匀下沉。 本工程管桩采用 p c 4 0 0 一 ( 9 5 ) 一 1 2 a型管桩， 挤土效应主要表 现在上述 2 ) ， 3 ) 两个方面， 经实际观测相邻厂房柱基最大沉降 7 0 n 2 1 t l ， 柱顶最大偏移 1 1 0 r n i n o 3 预防措施 1 ) 控制布桩密度。对桩距较密部分的管桩可采用预钻孔沉 桩方法， 孔径 约比桩径小 5 0 mi l l 1 0 0 m n l ， 深度宜为桩长的 1 3 1 2 ， 施工时应随钻随打或采用间隔跳打法， 但在施工过程 中严禁形成封闭桩。2 ) 控制打桩速率。在实际打桩过程中， 一般 控制在 1 m rai n左右， 同时对 日成桩量进行必要的控制。每天进 行测斜和水平位移测试。如发现位移量较大， 就减少打桩根数 ， 甚至停止打桩 1 d 2 d 。合理控制打桩速率， 可使土体在整个打 桩过程中有一定的回弹。3 ) 合理安排打桩顺序。制定有效的打 桩流水路线， 并根据桩的入土深度 ， 按照先长后短、 先高后低的顺 序施工。若桩较密集， 且距建筑物较远 ， 场地开阔时， 宜从中间向 四周进行； 若桩较密集， 场地狭长， 两端距建筑物较远时， 宜从中 间向两端进行； 若桩较密集， 且一侧靠近建筑物时， 宜从相邻建筑 物的一侧开始， 由近向远进行； 桩数多于 3 0根的群桩基础， 应从 中心位置向外施打； 承台边缘的桩， 待承 台内其他桩打完并重新 测定桩位后， 再插桩施打； 有围护结构的深基坑中的静压管桩， 宜 先压桩后再做基坑的围护结构。这样的施工顺序可以避免由于 基坑四周的围护结构使压桩的土体无法扩散， 造成先施工的管桩 被后施工的管桩挤上来， 使桩的承载力达不到设计要求， 又避免 了在基坑的压桩过程中土体扩散而挤坏四周的围护结构及降低 基坑围护结构的止水效果。本工程中应先打靠近厂房柱基( 北 侧) 的护桩， 再向南逐步施工基坑中的地基桩， 最后由北向南施工 东西两侧及南侧的护桩。4 ) 设置压力释放带、 隔离带。在基坑周 围设置袋装砂井或塑料排水板， 消除部分超孔隙水压力， 减少挤 土现象； 设置隔离板桩或地下连续墙 ； 开挖地面排土沟， 消除挤土 效应。5 ) 施工监控。沉桩过程中应加强临近建筑物、 地下管线的 观测、 监护， 对靠近特别重要的管线及建筑物处可改其他桩型。 4 结 语 静压预应力管桩是一种快捷实用的地基处理方法 ， 目前在各 种地基处理工程中得到广泛应用。但静压桩施工时， 挤土效应对 周围环境影响较大。为了降低压桩施工时的挤土效应， 避免土体 移动对建筑物的破坏， 我们在预应力管桩施工时， 可以采取控制 布桩密度、 控制打桩速度、 合理安排打桩顺序、 设置压力释放带、 隔离带等措施加以预防， 确保工程质量和邻近建筑物不受破坏。 参考文献 ： 1 杨生彬， 李友东 p hc管桩挤土效应试验研究 j 岩土工程 技 术， 2 0 0 8 ( 2 0 ) ： 3 5 3 7 2 徐至钧， 李智宇 预应力混凝土管桩基础设计与施工 m 北京： 机 械工业 出版社 ， 2 0 0 7 收稿 日期 ： 2 0 1 0 0 1 2 0 作者简介 ： 张贵义 ( 1 9 7 7 一) ， 男 ， 工程师 ， 中冶天工建筑工程项 目部 ， 天津3 0 0 0 0 0 第 3 6卷 第 1 5期 2 0 1 0年 5月 山 西 建 筑 s hanxi archi tecrurl vl0 j 3 6 no 1 5 ma y 2 0 1 0 7 7 文章编号 ： 1 0 0 9 6 8 2 5 ( 2 0 1 0 ) 1 5 0 0 7 7 0 2 平 板 载 荷 试 验 确 定 地 基 承 载 力 高 阳 段 琰 摘要： 通过对广肇高速公路和某开发区的高楼两工程实例的平板载荷试验进行分析， 得出不同地基土采用的平板载荷试 验是有差别的， 一般对于公路地基土要采取卸载的平板载荷试验， 同时用平板载荷试验进行地基承载力的确定有其局限性。 关键词： 平板载荷试验， 沉降， 地基承载力， 弹性模量 中图分类号： t u4 7 3 1 1 文献标识码： a 1 平板载荷试验简介 平板载荷试验( p l t) 是在一定面积的承压板上 向地基土逐 级施加荷载， 测求地基土的压力与变形特性的原位测试方法。它 反映承压板下 1 5倍2 0 倍承压板直径或宽度范围内地基土强 度 、 变形的综合性状。浅层平板载荷试验适用于确定浅部地基土 ( 埋深小于3 0 m) 承压板下压力主要影响范围内的承载力和变形 模量。 2 工程实例 2 1 实例 一 广肇高速公路采用平板载荷试验( 平板采用混凝土平板 1块， 板厚 2 0 c m； 宽 6 0 c m， 长 6 0 c m) ， 在软基处理后的基础上测定在 不同荷载等级作用下的沉降量 ， 根据荷载和沉降量的关系计算地 基上的变形模量和评定地基承载力。 2 1 1 广肇高速公路第一期 1 3标段 k 5 9 +9 3 5圆管涵 根据测点 1 和测点 2的测定结果绘制 的 p s关系曲线见 图 1 。 荷载强度 i 】 a 荷载强度 mp a 0 0 1 o 0 2 0 0 0 1 0 0 加 口 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 图 1 测点 1 。 测点 2的测定结果 图 2 测点 1 测点 3的测定结果 该圆管涵地基容许承载力 0 1 5 mp a ， 从荷载压强和沉降量 关系曲线可知， 一般对砂土宜采用 s b=0 0 1 0 0 1 5对应的压 力为地基土的容许承载力， 相应 s的范围是 6 n 1 l n 9 n l n ， 而实 测结果测点 1 荷载压强为0 1 5 mp a 时 s=4 6 li g n ， 测点 2 荷载压 强为0 1 5 mp a 时 s=3 8 n 3 13 1 ， 即使稳定4 h 4 0 min后 s=8 2 r n t l ， 能够满足设计地基容许承载力要求。对于典型的荷载试验 p s 曲线 ， 在曲线上能够明显地区分 3个阶段。在确定地基容许承载 力时， 一方面要求地基容许承载力不超过比例界限， 这时地基土 是处于压密阶段 ， 地基变形较小。但有时为了提高地基容许承载 力， 在满足建筑物沉降要求的前提下， 也可超过比例界限， 允许土 中产生一定范围的塑性区。另一方面又要求地基容许承载力对 极限荷载 有一定的安全度 ， 即地基容许承载力等于极限荷载 除以安全系数。 2 1 2广肇高速公路第一期 1 2标段 k 5 7 +3 5 4圆管涵 根据测点 1 ， 2和 3的测定结果绘制的 p s曲线见图2 。 该圆管涵基础地基容许承载力 0 1 5 mp a ， 从图2可知， 测试 点均不超过比例界限的容许地基承载力， 满足设计要求。 该工程中 p s均不是典型的三段式， 从图 2中很难直接查 到比例界限， 这时该工程根据实践经验 ， 取相应于沉降 s等于荷 载板宽度b的2 时的荷载作为地基的容许承载力。 规范中一般对砂土宜采用 s b =0 0 1 0 0 1 5对应的压力为 地基土的容许承载力， 该工程 p s曲线图中相应 s的范围应是 6 mm-9 r n l n ， 而实测结果测点 1荷载压强为 0 1 5 mp a时 s= 4 6 n 吼， 测点 2 荷载压强为0 1 5 mp a 时 s=3 8 r n l t l ， 即稳定 4 h 4 0 mi n 后 s=8 2 ra i n ， 能够满足设计地基容许承载力要求。 p k p a p胁p肥 0 】 加2 8 0 4 8 0 0 1 2 0 2 8 0 4 8 0 0 1 加2 8 0 4 8 0 捱 ： 1 3 5 a ) 2 2实例 二 ( ， ) 2 5 7 1 o 1 2 1 5 1 7 2 0 2 2 3 7 1 0 1 4 1 7 2 1 2 4 2 8 3 i b ) c ) 图 3 p-s曲线图 某工程位于市开发区， 楼高 l 1 层， 设地下室 1 层 ， 由于以前为 the s o i l s c o mpa c t i ng e f f e c t a n d pr e v e n t i v e me a s u r e s o f s t a t i c p r e s s u r e pr est r e s s e d c o nc r e t e p i pe pi l e c o n s t r u c t i o n zhang gui - y i ab s t r a c t ：i t p o i n t e d o u t t h a t s t a t i c p r e s s u r e p r e s t r e s s e d c o n c r e t e p i p e p i l e a s a f a s t a n d p r a c t i c a l f o u n d a t i o n t r e a t me n t me t h o d ，wh i c h h a d c o it i p r e h e n s i v e a p p l i c a t i o n i n v a r i o u s f o u n d a t i o n tre a tm e n t th e s t a t i c p r e s s u r e p r est r e s s e d p i p e p i l e c o mp a c t i n g e f f e c t o n s o i l wa s a n a l y z e d，h o w t o a d o p t p r e v e n t i v eme a s ures t o r edu c esoi l comp a c t i ng e ff ect ，t h e r e f o r e r edu c ed i n fl u e n c es o n a r o u n d b u i