软土地基管桩挤土浮桩与处理方法.pdf

文章编号:1009-9441(2010)09-0029-02
软土地基管桩挤土浮桩与处理方法
门口段志军
摘要:介绍了预应力混凝土管桩在应用中存在的问题,分凝土管桩达到终压力时需要的稳压时间较短,桩周
析了软土地基管桩浮桩的成因。结合工程实例,进行了管桂及桩端的土体结构未被完全破坏,预应力卸载后回
静载荷试验,对试验结果进行了分析,总结了处理浮桩的技
弹量较大,这样也会导致桩体上浮。
术措施。
关键词:软土地基;管桩;浮桩;承载力
中图分类号:TU473
文献标识码:B
近年来,由于工厂化生产和机械化施工,预应力
混凝土管桩的应用越来越广泛。但在工程应用中也
发现了一些问题,主要表现在以下几个方面:
(1)沉桩时,桩周土产生竖向和水平方向的变
化,垂直方向的土体隆起,而水平方向的土体则向各
图1隔离体受力模型
向产生位移,使临近的已施打的桩桩身倾斜及浅桩
(≤20m)上浮,桩端拔起被“悬空”,致使桩的承载1工程施工案例
力达不到设计要求,还会造成桩位偏移和桩身翘曲1.1工程介绍
折断等严重事故,挤土效应使周围路面和建筑物发
某商业广场由7幢高层组成,为框架一剪力墙
生不均匀变形以至损坏,使周围开挖基坑坍塌或推结构,地下室1层7楼房地下室底板连为地下车
移增大。
库,因而对沉降要求较严格。高层采用PHC管桩,
(2)沉桩时,改变了桩周土的应力状态,破坏了桩型为PHC-AB600(130),桩长60m,单桩极限承
桩周土体的原始结构性,影响了柱碁自身的承载力。载力设计值为6130kN。地质土物理力学性质指标
(3)沉柱后,柱周土体中孔隙水压力会缓慢消见表1。
散,此时,土体的再固结可能使桩侧受到负摩阻力的
表1地质土物理力学性质指标
作用。
图1所示为隔离体受力模型,其中F表示浮
地层名称粘聚力相对密度4内摩擦含水量空隙比平均厚
PPa/(kNm3)角g/(°)a(%「s度8/m
力,C为重力,q为牵引力,沿桩周分布。从图1受訟泥质
39.21.0740.95
黏土1
力分析可知,作用在隔离体上的有浮力、牵引力和重
淤泥质
力,桩体是否上浮取决于这3个力之间的平衡协调
黏土224.
17.94
10.941.91.1655
关系。根拥浮力的定义可知,浮力与孔隙水压力沿し談視120(12)172ド57(90?401,272.8
深度的梯度分布有关,而地层的孔隙水压力沿深度し談212.1」1689.13281.654
呈非线件増大,因而浮カ沿深度也是增大的。土体土」15319062021082828
向上隆起的趋势会影响牵引力的大小,土向上移动士23
12131,80010
的速度越谀,柱对周土产生的向下摩擦力越强柱「あ质結s3115
20.034.810.9
1.6
周土对桩的向上牵引力就越大。当浮力与牵引力大
圆砾
l0.4
于重力时,合力向,栟体出现上浮。另外,预制混
建材技术与应用9/2010
万方数据
1.2静载荷试验结果分析
(3)采取无挤土施工法。
1.2.1试打桩静载荷试验分析
(4)及时发现并处理“浮桩”。毎根桩施工结束
为了验证柱基是否满足承载力要求,在整个工后,必须准确测定桩顶标高,做好记录与统计。在桩
程的桩开工前,先打9根试桩进行静载荷试验,结果基施工结東、桩机退场前,对桩顶标高进行复查与核
见表2。由表2可见,9根试桩均满足设计荷载要求。实,确认是否出现桩身上浮的现象。如有则及时处
表2试打桩静載荷试验结果
理,进行复压。
桩号AA2B!B2B3DlD2EI1E2
(5)有地下室的工程,尽量避免采用需要挤土
最大加
型施工的桩,可采用无挤土施工法。预应力管桩无
/KN
62001520016000006006200620062006200
挤土施工法可以避免挤土问题,也可以解决桩身上
桩质沉降
am385.1374862.浮的问题,但该法施工速度较慢,且设备相对复杂。
1.2.2工程桩静载荷试验分析
4结语
试桩试验满足要求后,开始全面开展工程桩的
在软土地基的简单打入(压入)式预应力管桩
施工。在打桩过程中发现桩顶有上浮现象,打桩工
施工中,出现桩身上浮的质量问题实际上是无法避
作完成后将桩端开挖,进行了测量统计。从统计数据免的。施工对土体的扰动会导致桩侧摩阻力的下
来看,7幢高层中,上浮量≥2cm的桩占16.49%,降。因此,在采用预应力混凝士管桩时,必须在桩基
上浮量在15-20cm的桩占12.95%,上浮量在10-施工期间密切观察,并在桩机退场前,对桩顶标高显
5cm的桩占17.04%,最大上浮量分别为380mm、示出现浮桩的桩进行复压处理,以保证桩身的承載
33m275m,475m345mm265mm和295mm
力。对于观察不到的工程(如有地下室),则建议采
2浮桩产生的原因
用无挤土施工法,避免出现桩身上浮的现象,影响工
程的质量。在软土地基中,当土体持力层较好时,可
浮柱现象是受静压时管柱挤土效应的一种表现以对群柱浮柱优先采用复压的处理方式。
形式。挤土效应是指当桩沉入地基后,桩间土体的
在软土地基中,打桩应该采取跳打的方式,相邻
结构受到扰动,土体相互挤压、孔隙变小,这样就使的桩不在相邻时间打,避免相同方向上土体位移的
得孔隙水压力増大,土体发生水平方向的側移和垂叠加。这就要求施工过程中,检测工作要做到位。
直方向的隆起,使柱及柱间土产生向上的位移,此时掌握地基侧向位移、地面隆起、邻近建筑变位、孔隙
桩端与持力土层之间有间隙产生,造成浮柱。浮柱水压力的数据,随时调整和控制沉桩的进度和顺序。
后,桩端与土层间产生空隙,使桩失去大部分的桩端
设计时,要严格遵守设计规范,不得偷工减料,
承载力,同时还产生一定的负摩擦力。在这两个因如桩中心之间的距离必须满足<3.5D的要求。
素的共同作用下,桩的极限承载力下降,同时土存在
摩阻力作用,使得质量差的桩接头及桩身可能被拉参考文献
裂,桩身结构被破坏。造成浮桩的因素主要有以下[1]龚晓楠,李向红.静力压柱挤土效应中的若干力学问题
几个方面
丁.工程力学,2000,17(4):35-36
(1)设计桩径和桩距。
[2]施建勇,彭劼沉桩挤土效应研究综述[丁].大坝观测与
(2)土质情况,主要是土的压缩性能。
土工测试,2001,25(2):5-9.
(3)地下水位的高低,明确讲是土层中含水率[3]朱至,魏纲,徐日庆软土地基顶制柱施工时柱上浮现象
的高低。
研究[J].岩土力学,2010,31(5):1564-1568
(4)施工工艺和施工顺序。
4]彭桂超,软土地基管桩浮桩分析和处理方法研究[]工
程抗震与加固改造,200,28(2):97-100.
3浮桩处理的技术措施
作者简介:段志军(1978-),男,湖北汉川人,工程师,200年
(1)控制布桩率,尽量减少管柱的分布,最好能
6月毕业于武汉科技大学土木工程系,现主要从事工程质量
控制在2%以下。
监督工作。
(2)合理安排打(压)桩的顺序以及施工工艺,