静压管桩挤土效应分析及控制措施探究
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浅谈静压管桩挤土效应及预防措施静压管桩在沉桩的过程中会产生挤土效应,进而对周围的环境产生不良的影响,严重的可能造成周围的建筑物的开裂、道路隆起以及地下管线断裂等事故。
所以在施工的过程中,应该采取适当的措施来减少挤土效应的产生。
静压管桩在施工的过程中产生挤土效应是不可避免的,具体的表现主要分为两个方面:一个是在挤土的过程中,桩周的土体发生变形,从而对其周围的建筑物造成了一定的影响;另外一个是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。
一、静压管桩挤土效应影响表现如下(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,由于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、桩身的弯曲,甚至会造成桩的折断。
(2)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,己沉入桩上抬,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、道路、隧道,地铁和管线造成一定程度的破损,有可能引发工程事故。
(4)沉桩过程中,特别是在饱和软新土中沉桩,会产生很高的超静孔隙水压力。
过高的超静孔隙水压力也妨碍施工的速度,甚至威胁邻近建筑物的安全,也会影响桩基的承载力。
超静孔隙水压力在施工后一段时间内的消散还会对土体的强度产生很大的影响,从而引起土体强度的变化。
(5)沉桩时桩对土体的扰动,使桩身周围土体的应力状态发生变化,桩周土体实际上是一个被撕裂、破坏、扰动和重塑的过程。
土体的原始结构被破坏,土体工程性质较沉桩前有较大的改变。
二、施工过程中控制防止挤土的预防措施(1)井点降水:静压桩施工过程中会在瞬间产生很大的超孔隙水压力,对周围环境产生很大影响。
如果能在压桩之前就将地下水位降低到一定深度,施工过程中产生的超孔隙水压力就会大大减小。
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。
谈静压桩挤土效应防护方法及措施静压法施工相对于锤击桩而言,具有无噪音,无振动,无冲击力,施工应力小等优点,且能在沉桩施工中测定沉桩阻力,为设计施工提供参数。
但是,由于静压桩属于挤土桩,其产生的挤土效应会对周边环境造成不利的影响,严重者可能造成邻近的建筑物开裂,道路隆起以及地下管线断裂等工程事故。
因此对静压桩的挤土效应的进行探讨、研究显得尤为重要。
1 工程实例杭州某住宅工程,由10幢17层的高层建筑,3幢1层的配套用房组成,下设整体一层地下室,总建筑面积为72247m2,其中地下建筑面积12504m2。
场区地貌属冲海积沉积平原地貌单元,拟建场地呈不规则的四边形,东、南两侧均为规划用地,目前均已整平,用简易的围墙进行围护,地块之间以规划的城市支路分隔;西侧相连的亦为规划用地,目前为荒地;场区北侧为规划的道路,路北侧为新建的农居,为4层的砖混结构房屋。
本工程桩基设计采用PHC-600(130)-AB型桩,以⑥3-1含砾粉细砂层为桩端持力层,桩顶标高1.10m(1985国家高程基准),有效桩长45m,桩端进入持力层2D。
考虑到场地北侧为采用浅基础的4层砖混结构的农居房,且场区内存在25~30m的淤泥质软土,勘察单位建议桩基施工时由北往南进行,并严格控制沉桩速率,必要时采取挖防挤沟、袋装砂井等防护措施。
开始施工后,施工单位为了抢工期,先对南侧场地进行桩基施工,且认为北侧距农居点有30~40m,未充分评估沉桩的挤土效应对周边环境的影响,也未采取其他必要的防护措施。
当施工到离农居点最近的3幢楼时,北侧农居房出现不同程度的裂缝,施工单位方才开始采取防挤土措施,但效果不理想,后经多次协调但未果,只能将北侧的3幢楼下的100多根桩全部改为钻孔灌注桩,此举对整个工程造价、工期产生严重影响。
2 挤土效应主要表现形式在桩基施工过程中,无论是采用振动压桩,还是静压桩法,由于预制桩自身的体积占用了土体原有的空间,使桩周的土体向四周排开。
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。
中国建筑股份有限公司CHINA STATE CONSTRUCTION ENGRG.CORP. LTD东北亚(长春)国际机械城会展中心项目预应力静压管桩挤土效应及控制措施方案中建二局目录1.编制依据 (1)2.工程概述 (1)2.1工程概况 (1)2.2场区岩土工程地质条件 (1)2.3水文地质条件 (3)3. 施工方案选择及施工部署 (3)3.1预应力管桩施工方案选择 (3)3.2试桩检测 (3)3.3施工部署 (4)3.4施工临时设施 (6)4监测目的及监测项目 (6)4.1监测目的 (6)4.2监测项目 (6)4.3控制点布设 (6)4.4监测方法 (6)4.5监测测点的埋设 (7)4.6监测精度及所采取的措施 (7)4.7监测频率及监测预警 (8)5挤土效应应急措施 (8)6监测人员安排及数据传递方式 (8)1.编制依据2.工程概述2.1工程概况东北亚(长春)国际机械城会展中心项目位于长春市高新技术产业开发区长德新区。
拟建工程位于长德经济开发区德贤路以南,102国道以东。
用地东北侧为长德甲三路,东南侧为长德丙一街,西南侧为机械城用地,西北侧长德大街。
建筑面积134460.95㎡;地上建筑面积为107277.72㎡,地下建筑面积为27183.23㎡;主要结构选型(地上/地下)为钢结构/钢筋混凝土框架结构。
此工程桩端进入持力层不小于1米。
终压值为2.2Ra。
设计管桩信息表2.2场区岩土工程地质条件2.2.1地形地貌长春市位于松辽凹陷的东部边缘,是北东向展布的郯庐断裂与东西向展布的中朝古板块与西伯利亚古板块陆缘碰撞褶皱造山带的交切复合部位,古生代时期的沉积物较少,局部有二叠纪地层出露,在中生代地台下降,在东部山区有侏罗纪的沉积层。
长春基岩有厚层白垩纪泥质砂页岩陆相沉积,第四纪中更新世有长白山岩浆活动。
2.2.2工程地质条件根据勘查报告,拟建区地层从上至下依序为:第1层素填土:黑、灰黑色、褐色,以近期人工回填粘性土为主,稍湿,松散-稍密,局部地段为耕土,含大量植物根系,层厚0.40~5.40m。
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。
静压桩在成层地基中挤土效应的可视化研究随着建筑行业的发展,对于地基的要求也越来越高。
静压桩作为一种常用的地基处理方法,其挤土效应对于地基的稳定性具有重要意义。
本文将从理论和实践两个方面对静压桩在成层地基中挤土效应进行可视化研究。
一、理论分析1.1 静压桩的基本原理静压桩是一种通过高压水泥浆将钢管桩压入地下的方法,以提高地基的承载力和抗沉降能力。
在施工过程中,钢管桩与土壤之间会产生较大的摩擦力,从而使土壤受到挤压,产生挤土效应。
静压桩的挤土效应主要体现在以下几个方面:提高地基的承载力;改善地基的变形性能;提高地基的抗沉降能力。
1.2 静压桩挤土效应的影响因素影响静压桩挤土效应的因素有很多,主要包括以下几个方面:(1) 钢管桩的尺寸和间距:钢管桩的尺寸越大,间距越小,挤土效应越明显。
(2) 水泥浆的强度和密度:水泥浆的强度越高,密度越大,挤土效应越明显。
(3) 土壤的性质:土壤的类型、颗粒组成、含水量等都会影响静压桩的挤土效应。
(4) 施工工艺:施工过程中的压力、速度等参数也会影响静压桩的挤土效应。
二、实践应用2.1 静压桩挤土效应的现场监测为了更好地了解静压桩挤土效应的实际效果,我们可以采用现场监测的方法。
具体操作如下:在钢管桩周围设置监测点,用于测量土壤的变形情况;定期对监测数据进行分析,以了解静压桩挤土效应的变化趋势。
2.2 静压桩挤土效应的数值模拟除了现场监测外,我们还可以采用数值模拟的方法来研究静压桩挤土效应。
具体操作如下:根据实际工况建立数学模型,包括钢管桩、土壤等几何体的描述;采用有限元法或其他数值计算方法对模型进行求解,得到静压桩挤土效应的具体数值结果。
三、结论与展望通过对静压桩挤土效应的理论分析和实践应用,我们可以得出以下结论:静压桩在成层地基中具有较好的挤土效应,可以有效提高地基的承载力和抗沉降能力;影响静压桩挤土效应的因素较多,需要综合考虑各种因素的影响;现场监测和数值模拟是研究静压桩挤土效应的有效手段,可以为实际工程提供有力支持。
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。
如何控制静压桩的挤土效应静力压桩在施工中具有低噪音、施工过程无振动、无泥浆污染、沉桩速度快等优点,在现在的城市建设中广泛应用,但是静力压桩在压入饱和软粘土的过程中所产生的挤土效应对工程环境的影响是比较严重的。
因此,我们必须了解静力压桩挤土作用的机理和对工程环境的影响,并根据实际情况采取有效的防治对策。
一、静力压桩的挤土作用的机理和对工程环境的可能影响静力压桩的贯入挤土作用机理大体为:当桩尖处土体所受的压力超过其抗剪强度时,桩侧土体产生塑性流动(对粘性土)或挤密侧移和拖带下沉(砂性土),桩尖下土体被向下和侧向挤开。
地表处,粘性土会向上隆起;地下深处,由于上覆土层的压力,土体主要向桩周挤开,使贴近桩周土体结构完全破坏,周围土体亦受到较大的扰动影响,而桩身受到土体强度的法向抗力所引起的桩周摩阻力和桩尖阻力的抵抗。
同时,对于饱和粘性土,由于瞬间排水固结效应不明显,桩体的贯入产生超孔隙水压力,随后孔压消散、再固结和触变恢复,在桩周形成硬壳层。
静力压桩的可能影响有:⑴挤土桩沉入地下时,桩身将置换等体积的土体,因此沉桩会使周边一定范围内的地面发生竖向隆起和水平位移(桩周土体受剪切破坏,桩周一定范围内的土体受到扰动产生变形,这种变形表现为地面隆起和土体水平位移);并可能使邻近已压入的桩上浮形成悬桩、桩位偏移和桩身翘曲,严重时甚至断桩。
⑵挤土桩施工过程实际是一个挤土过程,压桩使桩周土体中的应力状态发生改变,桩入土过程桩周土体尤其在靠近桩表面处产生很高的孔隙水压力。
⑶压桩过程桩周土体被重塑和扰动,土的原始结构遭破坏,土的工程性质与沉桩前相比有很大的改变。
⑷压桩后桩周土体中孔隙水压力的缓慢消散,土体会再固结,可能使桩侧受到负摩阻力的作用;并导致桩周土体下沉,土体与承台脱离;同时可能导致建筑物出现不均匀沉降。
对于静力压桩的影响范围,与工程实际情况,如土层性质、桩密度、沉桩顺序等紧密相关,大体上:当桩周土体为松散土或非饱和土层时,在土层受到挤压时,土体压缩,可有效消散挤压应力,挤土效应影响较小;桩周土体为一般粘性土和密实的饱和砂土时,地基中土体的水平位移和隆起在沉桩区及邻近15倍桩径范围内达到最大值,影响范围为2倍桩长;桩周土体为饱和软土时,挤压应力主要通过土体位移来消减,挤土效应明显,影响范围可达50m以外;在松散和中密的砂土中,影响区域为5倍桩径范围。
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。
关于软土地基静压预应力管桩施工的挤土效应及预防措施在已建的规划区内进行项目扩建工程,软土地基的桩基工程施工必须要严格防止因群桩施工的挤土效应而造成对临边已建构筑物或装置设施的破坏。
宁波万华二期工程煤气化区域桩基工程施工中,由于采取应力消散沟和消散孔及沉桩方向、沉桩速率等有效的预防措施,挤土效应得到有效控制,并保证了河边蒸汽管廊的安全。
Key words:soft ground;soil squeezing effect;stress dissipate hole1.地质情况根据地质勘察报告,场地岩土层分布从上到下分别为:2.挤土效应介绍桩基施工中桩尖处土体冲切破坏,挤压桩周土体形成具有很高孔隙水压的扰动重塑区,其厚度为0.5~1.5倍桩径。
在很强的挤压作用下,被扰动和重塑并变得密实,浅层土会向上隆起,要靠消散孔隙水压力,使紧贴桩身的扰动重塑区产生再固结而逐渐恢复土体的抗剪强度后形成在沉桩过程中,相当于桩体积的土体向四周排挤,土体破坏使周围的土受到严重的扰动,主要表现为径向位移,桩尖和桩周一定范围内的土体受到不排水剪切以及很大的水平挤压,桩周土体接近于“非压缩性”,产生较大的剪切变形,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,促使桩周邻近土体会因不排水剪切而破坏,与桩体积等量的土体在沉桩过程中向桩周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土体,由于覆盖土层压力作用不能向上隆起,就向水平方向挤压。
由于群桩施工中的迭加作用,会使已打入桩和邻近构筑物和管线产生较大侧向位移和上浮。
桩群越密越大,土的位移也越大,据宁波地区桩基施工龙头企业——浙江新中源有资料揭示,挤土地面隆起可达50~60cm,有的甚至达到70~80cm。
这必将影响桩的工程质量(变位、上浮),危及邻近建筑物和地下管线的安全,破坏性极强。
3.项目情况煤气化项目占地面积约8万平方米,工程造价约15亿人民币。