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摘 要:软土地基中,在对其桩基进行施工中,必然会产生一定的挤压力,这对软土地基的施工质量影响巨大,为了在沉桩时,降低影响程度,通常会注意施工程序以及群桩施工等步骤,另外,软土地基中桩基施工期间所产生的挤压力不仅会对施工质量产生影响,对周围环境也会产生不利影响,因此需要引起格外重视。本文首先介绍了实测现场概况以及测试方法;其次概述了对实测结果以及对其的相关分析;最后,对其影响进行了总结,仅供交流使用。
关键词:软土地基;桩基施工;挤压力;影响
软土地基施工本身就具有一定的难度,突出表现在桩基设计以及施工两大方面,如果在这两方面控制不佳,其对周围环境也会产生非常消极的作用。桩基施工过程中,其所形成的巨大挤压作用,会使周围的土体隆起现象十分明显,而且会在一定程度上发生位移,同时也存在偏位现象,上述这些现象经常导致桩基折断,既影响施工效率与质量,又浪费了大量的人力与物力。
1 实测现场概况及测试方法
实测现场位于某沿海軟土地区。现场拟建一幢5层框架结构综合楼,基础采用沉管灌注桩,沉管外径377mm,桩长13.7m,取1层粘质粉土为桩尖持力层.桩位都按矩形布置,最小桩距为1m.工区面积约350m2,共入土桩301根,平均每天成桩18根.在桩群中心预先压入一根钢管量测桩,量测桩外径为102mm,桩长14.4m,稍长于准备施工的沉管灌注桩.量测桩外壁上装有小型压力盒(P1~9)和孔隙压力计(UP1~9)各9只,布置在3个不同深度上,每一深度有压力盒和孔隙压力计各3只,分别在钢管量测桩的3个方向上,以测量沉桩时不同深度处桩身上孔隙水压力和侧向土压力的变化.在量测桩内还贴有19组电阻应变片(ε1~19),布置在4个不同的深度和方向上,测量沉桩时对邻桩所产生的拉压和挠曲.在桩群内外不同位置和深度的土体中还埋置了16只孔隙压力计(U1~16),其中9只埋置在桩群中心附近,3只埋置在桩群内西部边缘,另外4只埋置在桩群外不同距离和深度处,现场实测工作持续了3个多月。
2 实测结果与分析
在沉桩过程中,随着桩体的贯入,桩端下的土体受到挤压.跟踪观察桩尖逐渐接近测点时的压力变化,可以得到桩端土中挤压力随着沉桩贯入深度的变化趋势。当埋深7.8m的P5压力盒测得的结果,可以看出,沉桩的影响在桩尖尚未到达测点标高前已经产生,它们之间的位差随着沉桩桩位离测点的水平距离的近远而增减,#183桩与测点之间的水平距离为0.75m,当沉桩入土3.5m(即离测点高差4.3m)时,压力值开始增大;当桩尖离测点高差1.0m时,压力急剧增加,并在桩尖到达测点标高处时达到最大值。然后,随着桩体继续向下贯入,桩尖超过测点标高,挤压力出现下降并保持在一大致稳定的水平上,最大值与稳定值之比可达1.38,这说明桩端的径向挤压力是沉桩过程中的最大挤压力,它一般产生在桩尖同一水平处。在这一水平以上的土体主要是受桩体贯入时的摩擦力影响,摩擦力比较稳定,也比径向挤压力小。但最大值与稳定值之比值随着桩位与测点之间的水平距离增加而减少,在相距5.9m处沉#263桩时,最大值与稳定值已几乎一致了。由于试验条件的限制,未能测得沉桩紧邻处的最大挤压力。水平距离0.75m处的最大挤压力增量为140kPa,沉桩紧邻处的最大挤压力应大于这一值。
3 施工流程的影响
在桩基施工期间,施工流程也会对其挤压力产生一定的影响,经过研究发现,当被测量的桩已经进入到相应的范围之内,而且距离比较近时,挤压力在这期间会持续的增加,其增加的幅度非常大,直到沉桩位置与去被测量的桩身距离最近时,其产生的挤压力值达到最大,即峰值,当沉桩位置远离被测量的桩身时,其产生的挤压力也会慢慢降低,最终会保持在一个相对平衡的状态中,经过计算研究,挤压力峰值与侧向土压力之间的比值为1.7-2.0,而稳定值与其之间的比值为1.3-1.6,但是这个比值仅限于侧向土中,在浅层土中,峰值与压力值之间爱你的鼻尖非常并没有超过1.3,待到沉桩之后,稳定值更小。
从上述的阐释中,可以得知,在距离相同的情况下,与影响物相距越近,其产生的挤压力也就越大,反之则不同。因为距离影响物越近,土体挤密程度也就越高,进而使得影响物上的压力越来越大,而远离影响物时,土体的密实程度受到了严重的影响,压力得到了有限的松弛,尤其是土体浅层部分,沉桩时地面随之隆起,因此其中存在的压力得到也有效的释放,在这种情况下,如何正确的安排施工顺序,以此来降低沉桩的影响程度。
4 软土地基中桩基施工时的挤压力影响
软基地基其施工的难度本身就非常大,如果采用桩基的方式来进行施工,其桩端存在十分明显的挤压力,尽管桩身也存在着摩擦力影响着施工进展,但是相比较而言,挤压力的影响更显著更突出,因此需要重点关注。经过上述的研究可以总结出其具体的影响如下:
首先,当沉桩贯入时,通常在桩尖的水平的地方存着非常大的挤压力,但是桩端的位置,呈现出球形状态,该球形半径要比桩半径大得多,甚至高达23倍,如果从孔穴扩张理论来解释,影响半径与塑性区半径相比,前者要比后者大很多,虽然如此,但是在此种状态下,桩尖所表现出来的最大挤压力,与理论上计算的数值基本上一致。
其次,施工流程对软土地基施工中的挤压力也有一定的影响,如果在施工期间,在相同距离的条件下,向着被影响物的方向越近,其产生的挤压力影响也就越大,而背对着被影响物方向越远,其产生的挤压力影响相对来说比较小。
最后,在对群桩进行施工时,土中压力会逐渐的增大,但是也有一定的限度,增大到一定程度,会保持在一定的稳定状态中,其土中压力稳定状态所形成的数值与塑性破坏所产生的应力值相差不大,但是尽管如此,施工期间,应力值会出现高于稳定值的情况,最高前者可以达到后者的两倍,这是相关施工人员需要格外注意的内容。
结束语
综上所述,可知对软土地基中桩基施工时的挤压力影响进行探讨十分必要,因为如果没有充分的考虑到桩基挤压力的问题,很有可能会出现返工的现象,因此需要实现做好预防措施,以此保证施工现场以及施工周围环境的安全,实际上,桩基挤压力的问题具有一定的规律可循,只要按照相应的规律,采取有效的措施即可。
参考文献
[1]唐世栋,王永兴,叶真华.饱和软土地基中群桩施工引起的超孔隙水压力[J].同济大学学报(自然科学版),2003(11).
[2]唐世栋,何连生,傅纵.软土地基中单桩施工引起的超孔隙水压力[J].岩土力学,2002(6).
[3]唐世栋,何连生,叶真华.软土地基中桩基施工引起的侧向土压力增量[J].岩土工程学报,2002(6).
关键词:软土地基;桩基施工;挤压力;影响
软土地基施工本身就具有一定的难度,突出表现在桩基设计以及施工两大方面,如果在这两方面控制不佳,其对周围环境也会产生非常消极的作用。桩基施工过程中,其所形成的巨大挤压作用,会使周围的土体隆起现象十分明显,而且会在一定程度上发生位移,同时也存在偏位现象,上述这些现象经常导致桩基折断,既影响施工效率与质量,又浪费了大量的人力与物力。
1 实测现场概况及测试方法
实测现场位于某沿海軟土地区。现场拟建一幢5层框架结构综合楼,基础采用沉管灌注桩,沉管外径377mm,桩长13.7m,取1层粘质粉土为桩尖持力层.桩位都按矩形布置,最小桩距为1m.工区面积约350m2,共入土桩301根,平均每天成桩18根.在桩群中心预先压入一根钢管量测桩,量测桩外径为102mm,桩长14.4m,稍长于准备施工的沉管灌注桩.量测桩外壁上装有小型压力盒(P1~9)和孔隙压力计(UP1~9)各9只,布置在3个不同深度上,每一深度有压力盒和孔隙压力计各3只,分别在钢管量测桩的3个方向上,以测量沉桩时不同深度处桩身上孔隙水压力和侧向土压力的变化.在量测桩内还贴有19组电阻应变片(ε1~19),布置在4个不同的深度和方向上,测量沉桩时对邻桩所产生的拉压和挠曲.在桩群内外不同位置和深度的土体中还埋置了16只孔隙压力计(U1~16),其中9只埋置在桩群中心附近,3只埋置在桩群内西部边缘,另外4只埋置在桩群外不同距离和深度处,现场实测工作持续了3个多月。
2 实测结果与分析
在沉桩过程中,随着桩体的贯入,桩端下的土体受到挤压.跟踪观察桩尖逐渐接近测点时的压力变化,可以得到桩端土中挤压力随着沉桩贯入深度的变化趋势。当埋深7.8m的P5压力盒测得的结果,可以看出,沉桩的影响在桩尖尚未到达测点标高前已经产生,它们之间的位差随着沉桩桩位离测点的水平距离的近远而增减,#183桩与测点之间的水平距离为0.75m,当沉桩入土3.5m(即离测点高差4.3m)时,压力值开始增大;当桩尖离测点高差1.0m时,压力急剧增加,并在桩尖到达测点标高处时达到最大值。然后,随着桩体继续向下贯入,桩尖超过测点标高,挤压力出现下降并保持在一大致稳定的水平上,最大值与稳定值之比可达1.38,这说明桩端的径向挤压力是沉桩过程中的最大挤压力,它一般产生在桩尖同一水平处。在这一水平以上的土体主要是受桩体贯入时的摩擦力影响,摩擦力比较稳定,也比径向挤压力小。但最大值与稳定值之比值随着桩位与测点之间的水平距离增加而减少,在相距5.9m处沉#263桩时,最大值与稳定值已几乎一致了。由于试验条件的限制,未能测得沉桩紧邻处的最大挤压力。水平距离0.75m处的最大挤压力增量为140kPa,沉桩紧邻处的最大挤压力应大于这一值。
3 施工流程的影响
在桩基施工期间,施工流程也会对其挤压力产生一定的影响,经过研究发现,当被测量的桩已经进入到相应的范围之内,而且距离比较近时,挤压力在这期间会持续的增加,其增加的幅度非常大,直到沉桩位置与去被测量的桩身距离最近时,其产生的挤压力值达到最大,即峰值,当沉桩位置远离被测量的桩身时,其产生的挤压力也会慢慢降低,最终会保持在一个相对平衡的状态中,经过计算研究,挤压力峰值与侧向土压力之间的比值为1.7-2.0,而稳定值与其之间的比值为1.3-1.6,但是这个比值仅限于侧向土中,在浅层土中,峰值与压力值之间爱你的鼻尖非常并没有超过1.3,待到沉桩之后,稳定值更小。
从上述的阐释中,可以得知,在距离相同的情况下,与影响物相距越近,其产生的挤压力也就越大,反之则不同。因为距离影响物越近,土体挤密程度也就越高,进而使得影响物上的压力越来越大,而远离影响物时,土体的密实程度受到了严重的影响,压力得到了有限的松弛,尤其是土体浅层部分,沉桩时地面随之隆起,因此其中存在的压力得到也有效的释放,在这种情况下,如何正确的安排施工顺序,以此来降低沉桩的影响程度。
4 软土地基中桩基施工时的挤压力影响
软基地基其施工的难度本身就非常大,如果采用桩基的方式来进行施工,其桩端存在十分明显的挤压力,尽管桩身也存在着摩擦力影响着施工进展,但是相比较而言,挤压力的影响更显著更突出,因此需要重点关注。经过上述的研究可以总结出其具体的影响如下:
首先,当沉桩贯入时,通常在桩尖的水平的地方存着非常大的挤压力,但是桩端的位置,呈现出球形状态,该球形半径要比桩半径大得多,甚至高达23倍,如果从孔穴扩张理论来解释,影响半径与塑性区半径相比,前者要比后者大很多,虽然如此,但是在此种状态下,桩尖所表现出来的最大挤压力,与理论上计算的数值基本上一致。
其次,施工流程对软土地基施工中的挤压力也有一定的影响,如果在施工期间,在相同距离的条件下,向着被影响物的方向越近,其产生的挤压力影响也就越大,而背对着被影响物方向越远,其产生的挤压力影响相对来说比较小。
最后,在对群桩进行施工时,土中压力会逐渐的增大,但是也有一定的限度,增大到一定程度,会保持在一定的稳定状态中,其土中压力稳定状态所形成的数值与塑性破坏所产生的应力值相差不大,但是尽管如此,施工期间,应力值会出现高于稳定值的情况,最高前者可以达到后者的两倍,这是相关施工人员需要格外注意的内容。
结束语
综上所述,可知对软土地基中桩基施工时的挤压力影响进行探讨十分必要,因为如果没有充分的考虑到桩基挤压力的问题,很有可能会出现返工的现象,因此需要实现做好预防措施,以此保证施工现场以及施工周围环境的安全,实际上,桩基挤压力的问题具有一定的规律可循,只要按照相应的规律,采取有效的措施即可。
参考文献
[1]唐世栋,王永兴,叶真华.饱和软土地基中群桩施工引起的超孔隙水压力[J].同济大学学报(自然科学版),2003(11).
[2]唐世栋,何连生,傅纵.软土地基中单桩施工引起的超孔隙水压力[J].岩土力学,2002(6).
[3]唐世栋,何连生,叶真华.软土地基中桩基施工引起的侧向土压力增量[J].岩土工程学报,2002(6).