PHC管桩挤土效应与时间效应研究_张鹤年
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静压PHC管桩在砂土地区挤密效应的研究分析发布时间:2022-01-06T08:14:07.866Z 来源:《建筑实践》2021年9月26期作者:汤怀亮[导读] 地面下存在饱和砂土和粉土时,静压PHC管桩在施工时对桩身周围的土体有挤密作用汤怀亮南通勘察设计有限公司江苏南通 226006摘要:地面下存在饱和砂土和粉土时,静压PHC管桩在施工时对桩身周围的土体有挤密作用,同时会产生超静孔隙水压力,对周边的建(构)筑物有一定的不利影响。
通过对某工程实测监测数据研究分析,说明静压PHC管桩沉桩时需采取合理的沉桩顺序和速率,以减少挤土效应对周边建(构)筑物的不利影响,确保工程安全。
关键词:静压PHC管桩、挤土效应、施工监测1前言随着我国经济的高速发展,沿海区域城镇化进程加快,对于荷载较大的建筑物需采用桩基础,其中静压预应力混凝土管桩由于机械自动化程度高,施工作业现场无噪音和环境污染,能缩短施工工期,节约工程造价等明显优势,在南通地区静压PHC管桩运用甚多。
南通地区属第四纪沉积物丰富,沉积作用较强,整体上部和中下部地层以砂土为主,预制管桩一般采用中密~密实的粉砂土作为桩端持力层。
预制管桩压入砂土或粉土地层时,桩体挤压桩身周边的土体,会产生超静孔隙水压力,由于砂土和粉土地层的渗透性中等,超静孔隙水压力能传播较远,影响范围大,在群桩作用时,沉桩的挤土效应尤为明显,若不对沉桩顺序和速率加以控制,对邻近的建(构)筑物会产生破坏性的危害。
2场地概况2.1工程概况某项目位于南通市海门区,为高层酒店项目,主楼层数为27~29层,裙楼为3~4层,设有2层地下室,总建筑面积约49760.0m2,其中地上建筑面积约为42860.0m2,地下面积约为6900.0m2。
采用桩筏基础,上部为框架剪力墙结构。
东侧和北侧为已建3层别墅住宅和商业,其余两侧为已建市政道路,道路下已铺设雨(污)水管道和电缆。
2.2工程地质条件根据勘探结果,在钻孔深度70.45m内地基土根据土的成因和物理力学性质的差异,将本次勘探深度范围内的土层分成13个工程地质层,自上而下分述如下:(1)素填土(层1):灰黄、灰色。
临近营运线减少PHC桩沉桩挤土效应施工工法临近营运线减少PHC桩沉桩挤土效应施工工法一、前言随着城市发展及交通建设的进行,越来越多的建筑工程需要在临近营运线的地方进行,而这些地方一般需要使用PHC桩。
然而,由于临近营运线的特殊性,桩基施工会对周围土体和营运线产生较大的影响,其中沉桩挤土效应是一个重要的问题。
为了解决这一问题,本文将介绍一种适用于临近营运线的PHC桩沉桩挤土效应减少的施工工法。
二、工法特点该工法采用了一系列技术措施来减少PHC桩沉桩挤土效应,其特点如下:1. 借助临近营运线的边坡稳定及土壤刚性,降低沉桩挤土效应。
2. 通过降低桩基底面的桩身阻力来减少挤土,提高桩基沉入速度。
3. 采用特殊的施工工艺,确保桩基的质量,提高施工效率。
三、适应范围该工法适用于临近营运线的建筑工程,特别是在土质较软,有较大挤土效应的情况下,如地铁站台、桥梁基础等。
四、工艺原理该工法的核心原理是减少沉桩挤土效应。
通过在施工过程中采取一系列技术措施,结合实际工程情况,有效降低挤土力,从而减少对临近营运线的影响。
五、施工工艺1. 地质勘察和设计:进行详细的地质勘察和设计工作,确保施工工艺的合理性。
2. 土体处理:根据地质勘察结果,对临近工地的土体进行预处理,提高土体的稳定性和刚性。
3. 桩基施工:采用减负预制PHC桩,通过降低桩身的阻力,减少挤土效应。
4. 施工过程控制:根据施工过程中的实际情况,及时调整施工措施和工具,保证施工的顺利进行。
六、劳动组织根据工程规模和施工期限进行劳动组织,确保施工进度和质量。
七、机具设备1. 钻机:用于钻桩孔。
2. 吊车:用于吊装和安装桩体。
3. 混凝土搅拌机:用于搅拌混凝土。
八、质量控制1. 对施工过程进行严格的质量控制,确保施工达到设计要求。
2. 根据实际情况进行现场检查和测试,及时发现和解决问题。
九、安全措施1. 严格遵守相关安全规范和要求,确保工人的安全。
2. 提供必要的安全防护设备,如头盔、安全带等。
换流站工程PHC静压管桩挤土效应的危害及控制措施摘要:PHC管桩作为一种重要的地基基础处理形式,它具有以下优点:承载力高、质量可靠、运输吊装方便、施工周期短、利于现场安全文明施工等。
但它也具有地耐力要求高、压持力(夹持力)过大易造成桩身破碎、造价相对较高、施工时会引起挤土效应等缺点。
特别是挤土效应,如果没有有效的控制措施,会给工程的施工质量和施工进度造成较大的影响。
结合换流站的工程实际,就PHC管桩挤土效应的危害和控制措施做如下分析。
关键词:PHC管桩、挤土效应、防治措施1.PHC管桩的简介及在换流站工程的应用PHC 管桩即预应力高强度混凝土管桩,是一种比较普遍的桩基处理方式。
它具有单桩承载力高,使用地域广、建筑类型多,成桩质量可靠程度高,施工周期短等优点。
在沉桩过程中,油压值可直观、准确地读出,因而能精确判断桩基承载力。
同里换流站地基土主要包括①1素填土、①2淤泥、②粉质粘土、③淤泥质粉质粘土、④粉质粘土等,地质条件符合管桩的施工条件。
另外换流站工程具有荷载大、沉降变形控制要求高、工期相对较紧等特点,因此在同里换流站大部分建、构筑物的地基处理采用了PHC静压管桩。
2. 挤土效应的危害及原理PHC管桩施工的过程其实是一个挤土过程,桩周土体在成桩过程中,桩周受到径向挤压和竖向挤压作用,应力应变状态发生很大变化,离桩体一定范围内的土体结构、密度及含水量发生相应改变,这种综合的效应成为挤土效应管桩施工挤土效应的原理分析目前最为常见的是圆孔扩张理论,当静压桩在贯入过程中,会引起桩周土体的复杂运动,单桩周围土体位移方式大致是:当桩贯入时,桩尖周围土体被排挤出现水平向和竖直向位移,并产生扰动和重塑,在桩身附近离地面约四倍桩径深度范围内,土体发生一定的地面隆起,当贯入深度较大时,由于上覆土层的压力,土体主要沿径向向外挤出,在邻近桩尖处,土体有向下及径向移动。
根据圆孔扩张理论,桩周土的变形类似一个圆柱形孔扩张而引起的变形,在沉桩后土体主要位移图示及桩轴土体中形成的几个性质不同的区域图示见图1图1桩周土分区Ⅰ区:强烈重塑区,紧贴桩身,在沉桩过程中经历了大位移,且由于桩身拖曳,结构完全破坏;Ⅱ区:塑性区,受沉桩影响严重,土体发生较大位移和塑性变形;Ⅲ区:弹性区,受沉桩影响,但土体保持弹性状态;Ⅳ区:该区不受沉桩影响;Ⅴ区:桩端塑性区。
浅析管桩的挤土效应及其应对技术方法摘要:桩基工程由于其诸多优点而在软土地基的城市建设中获得日益广泛的应用。
但是管桩在沉桩过程中会对桩周土体产生挤压,并产生超静孔隙水压力,从而影响周围建筑物和地下管线等公共设施的安全。
本文将在已有的研究成果的基础上采用新的思路对软土地基中管桩沉桩问题进行了进一步的研究。
关键词:软土地基;管桩;挤土效应;圆孔扩张引言: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.概念及其产生机理静压法施工预应力管桩属于挤土类型,往往由于沉桩时使桩四周的土体结构受到扰动,改变了土体的应力状态,产生挤土效应。
挤土效应一般表现为浅层土体的隆起和深层土体的横向挤出,挤土效应对周围路面和建筑物引起破坏,对已经施打的桩的影响表现为桩身倾斜及浅桩(≤20m)上浮。
某工程同一承台桩间距为1.35m~1.7m,均大于2倍桩径,柱距为7.0~10.0m之间,工程管桩采用PTC-A550(70)-10和PC-AB550(100)-10,且桩长≥45m,在沉桩时,由于桩对土的挤压,在桩周围达1.5倍桩长范围内的粘土层中产生超孔隙压力水,超孔隙压力水随着土体的隆起和侧移而慢慢消失,如果压桩施工方法与施工顺序不当,每天成桩数量太多、压桩速率太快就会加剧挤土效应。
2.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:排挤土桩通常指预制钢筋混凝土桩、木桩、沉管灌注桩等。
非排挤土桩如挖孔桩,钻孔灌注桩等。
低排挤土桩概念不够明确,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。
PHC管桩挤土效应的理论分析与有限元模拟摘要:本文首先将不同的土体参数带入圆孔扩张理论推导出的解析解中,对圆孔扩张后桩周土体的应力进行分析;其次利用Abaqus有限元软件,土体采用摩尔-库仑模型,对沉桩后桩周土体的应力位移进行分析;最后将圆孔扩张理论计算的结果与有限元模拟的结果进行对比分析,对PHC管桩的挤土效应进行分析。
关键词:挤土效应;圆孔扩张理论;应力位移;Abaqus0 引言目前沉桩挤土效应的常用的理论研究方法主要有圆柱孔扩张法、应变路径法及有限元法。
研究金属压痕的圆柱孔扩张理论于1945年首次由Bishop提出[1]。
Gibson于1961利用该理论来解决岩土工程中遇到的问题,可以分析桩的承载力及静力触探等问题,并取得了较好的效果,现已发展成为分析沉桩对周围环境影响的最为广泛的一种方法。
Butterfield等[2]人首次提出将平面应变问题病变下的柱形孔扩张问题来解决桩体贯入问题;Randolph等[3]分析了粘土中沉桩产生的应力及打桩结束后土体的固结等问题;李月健等[4]推导得了沉桩时土体内产生的应力场、孔隙水压力场和打桩前后土体强度变化的解析解;刘裕华等[5]对管桩进行弹塑性分析,得到塑性区半径和土体位移等解析表达式;李月健[6]研究了打桩对砂土地基挤密效应及液化状态的研究,推导出挤土桩打桩结束后土体内产生各点应力的理论计算公式;聂重军等[7]得到了管桩桩周土的应力场、位移场和最终扩张压力的解析解答;1 圆孔扩张理论1.1理论简介研究金属压痕的圆柱孔扩张理论于1945年首次由Bishop提出[8]。
Gibson 于1961利用该理论来解决岩土工程中遇到的问题,可以分析桩的承载力及静力触探等问题,并取得了较好的效果,现已发展成为分析沉桩对周围环境影响的最为广泛的一种方法。
圆柱孔扩张理论包括圆孔扩张理论与柱孔扩张理论。
运用圆孔扩张理论时常假设土体为均匀、各向同性的理想的弹塑性材料,并服从莫尔—库仑屈服准则;土体屈服不受静水压力的影响;土体中存在一个半径为R0的圆孔,受到均一的应力状态。
PHC管桩静压施工质量管理探讨张子敏摘要:随着建筑市场的发展,PHC管桩静压施工就在工程项目中得到了很好的发展,成为了建筑工程施工快速、施工质量可靠、单位承栽造价能力且成本较低的施工技术,改善了建筑工程施工过程中的每一个问题。
本文探究了施工过程中的质量保障措施,提出了质量管理的完善措施,使得PHC管桩静压施工技术在各个施工环节都有严密的质量控制,做好事前控制、事中质量管理以及事后的反思,关键词:PHC管桩静压施工技术:质量管理前言高强预应力混凝土管桩,是指离心混凝土强度等级不低于C80的桩,称“PHC”桩。
“PHC”桩具有质量稳定可靠,桩身混凝土强度高。
单桩承载力高。
施工工期短等优点。
90年代以来,我们汕头市沿海滩涂和软土区,高强预应力混凝土管桩已被广泛应用与房屋建筑和桥梁、码头等工程中。
PHC管桩静压法施工。
是通过桩机自带吊装设备或另配吊机吊装、喂桩,压桩机以其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,与锤击法管桩施2222艺相比具有低噪音、低污染的环保特性,对土层及周边建(构)筑物影响小、桩身质量破坏小的特点。
1.PHC管桩静压施工技术PHC静压管桩适用于各类建筑物的低承台桩基础,如工业与民用建筑、铁路桥梁、机场、港口码头、水利及市政工程等;适用于一般粘性土及回填土、淤泥和淤泥质土、粉(砂)性土、非自重湿陷性黄土质以及强风化(全风化)的岩层、坚硬的碎石土层和砂土层中,并且不受地下水位高低的影响:在对环保要求较高的地区,特别是在城市和居民区的新建和改造工程施工中尤其适用。
管桩有一定的挤土效应,对附近建筑物及地下管线有一定的影响,所以,在贴近建筑物的位置,不适宜管桩施工;由于静压机械自重较大,要求施工场地平整,对场地土地耐力要求高(要求场地表层土压强≥120kPa),也不适宜用在地下障碍物较多、深层土质内存在孤石以及地下岩面坡度太陡的土层中。
2.PHC管桩静压施工技术的特征2.1PHC管桩静压施工技术具有桩身强度较高的特点PHC管桩静压施工技术主要应用在C80以上的混凝土之中,在使用该技术的时候主要采用了先张法实现工程制作以及施工,由此容易导致建筑工程的抵抗力下降,出现了抗裂弯矩的不良现象,因此在使用PHC管桩静压施工技术的时候一定要注意加强技术实施的工作性能,使得建筑工程在制作完成桩身的时候在恶劣的环境下实现高质量的特征,借此来大大的减少裂桩以及断桩等不良现象,2.2应用PHC管桩静压施工技术有效的提高了管桩的质量在使用PHC管桩静压施工技术的时候,施工团队的施工难度降低,在多数建筑行业的专业厂家的专业化生产的辅助下实现了管桩的自动化生产,确保建筑工程的桩身质量处在非常稳定的状态。
高速公路桥梁工程中预应力管桩压桩规律研究
张鹤年;刘松玉;季鹏
【期刊名称】《工程抗震与加固改造》
【年(卷),期】2007(029)004
【摘要】本文介绍了预应力管桩在高速公路桥梁工程中的施工工艺,通过对现场实测资料的研究,分析了压桩力与地层地质的关系及与CPT、CPTU测试数据的对比结果,探讨了超孔隙水压力的大小、分布、变化规律及影响范围.
【总页数】5页(P13-17)
【作者】张鹤年;刘松玉;季鹏
【作者单位】东南大学交通学院,江苏,南京,210096;东南大学交通学院,江苏,南京,210096;东南大学交通学院,江苏,南京,210096
【正文语种】中文
【中图分类】U443.15
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