维普资讯 http://www.cqvip.com 第３４卷第１９期 ・１０８・ ２ ０ ０ ８年７月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥ（ ＵＲＥ Ｖ０１．３４ Ｎｏ．１９ Ｊｔａ．２００８ 文章编号：１００９．６８２５（２００８）１９．０１０８．０２ 静压管桩的挤土效应与预防措施 杨立鹏 摘要：针对预制静压桩在压桩完毕后常会出现桩顶上抬，造成基桩承受荷载后有较大的沉降差异的现状，阐述了静压 管桩的有关挤土效应的问题，探讨了静压管桩挤土效应的预防、解决措施。 关键词：静压管桩，挤土效应，预防措施 中图分类号：ｒｒＵ４７３．１ 文献标识码：Ａ 预应力管桩是一种广泛应用的桩基础，在饱和软黏土地区施 工过程中应经常对照地质勘察报告，遇到特殊地质条件或管桩难 打预应力管桩时，沉桩过程中容易挤压地下土层，造成地面隆起， 穿透的粉砂层时，应格外注意沉桩应力的控制。 并使先打入的桩桩顶标高增加，这一现象称之为桩涌起。桩涌起 ３工程实例分析 后，在桩底部形成空位，使桩失去端承力，导致桩的承载力只能依 鞍山某工程，拟建ｌ７层住宅楼，基础采用预应力高强混凝土 靠桩周摩擦力产生，从而使桩的整体承载力降低，且随着上部建 管桩（ＰＨｃ桩），桩长２６．０ ｍ，桩径５００ ｒｆｌＩｎ，桩身混凝土强度等级 筑物自重增加，桩会沉陷。由于各根桩的涌起程度不同，可能引 Ｃ８０。工程场地周边条件复杂，东面和南面为城市主要道路，西面 起建筑物主体结构的不均匀沉陷，严重影响建筑物的安全。文中 为居民住宅楼，北面为商业楼，地下管线多。因此，施工中必须采 对工程实例中出现的预应力管桩涌起的原因进行了深入分析并 取合理可行的措施，以确保地下管线及周围建筑物、道路的安全。 提出了有效的处理方法，可为同类工程施工提供参考。 根据岩土工程勘察报告，工程地质概况根据该工程的地质勘 察报告可知，主要由淤泥质黏土、粉质黏土及粉砂组成。桩长范 １ 挤土效应对周围环境产生的影响 静压管桩作为挤土桩，在沉入地层为黏性土、饱和黏性土，特 围内各主要土层自上而下为：①杂填土：灰褐色～黄褐色，松散， 别是饱和软土地基的过程中会对周围环境产生较大影响，这种影 稍湿，主要由砖块、碎石、混凝土块、黏性土等组成，厚度１．０ ｍ～ 响主要有以下几个方面：１）压桩时桩周土层被压密并挤开，使土 ３．０ ｍ。②粉质黏土：黄褐色，软可塑，局部可塑，饱和。干强度中 体产生水平移动和垂直隆起，可能造成邻近已压入桩产生上浮、 等，稍有光泽，厚度４．８ ｍ～１２．６ ｍ，液性指数０．２９～０．７５。③黏 普遍分布，黄褐色～赤褐色，可塑偏硬，局部硬塑，饱和，属中 桩位偏移和桩身翘曲折断，并可使临近建筑物破坏、管线断裂、道 土：２ ｍ～１８．７ ｍ，液性指数０．２３～０．５９。④粉质 路不能正常使用等；２）压桩使土中超孔隙水压力升高，造成土体 性压缩性。厚度３．破坏。未破坏的土体也会因超孔隙水压力的不断传播和消散而 黏土：普遍分布，黄褐色，硬塑为主，局部可塑，饱和。液性指数 蠕变，也会导致土体垂直隆起和水平位移；３）压桩过程中桩周土 ０．２２－－０．４６，平均值０．３０。该层为桩端持力层。⑤全风化混合花 体被剧烈扰动，土的原始结构遭到破坏，土的工程性质发生改变； 岗岩：黄褐色，风化物呈砂土状。厚度０．７０ ｍ～２．９０ ｍ。⑥强风 ４）压桩后桩周土体中孔隙水压力会缓慢消散，土体会再固结，可 化混合花岗岩：黄褐色，中粗粒结构，块状构造，主要成分为石英、 能使桩侧受到向下的负摩阻力。 长石，岩体基本等级为Ⅳ级。施工中采取了如下措施：在施工场 地周围设置卸压井，井孔径为３００ ｒｆｌＩｎ，孔距６００ ｒｆｌＩｎ，深２０ ｍ，错 ２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 开排列。采用从中心到四周、先内后外的压桩顺序，且合理控制 设置测斜管和沉降观测点，监测静压管桩的水 方法，孔径约比桩径小５０ Ｈ瑚～１００ Ｈ瑚，深度宜为桩长的１／３～１／２， 压桩速度。同时，平位移和上浮现象，对于水平位移较大的基桩，在施工全部完成 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 后要进行低应变检测，以保证基桩的完整性；对于有上浮现象的 成封闭桩。 在施工全部完成后要进行复压。 ２）控制沉桩速率，一般控制在１ ｍ／ｍｉｎ左右；并制订由西向 基桩，东的有效沉桩流水路线，并根据桩的入土深度，宜先长后短、先高 ４结语 后低，日成桩量控制在３支／ｄ。 软黏土中静压管桩的挤土效应是十分明显的，其影响因素是 ３）设置袋装砂井或塑料排水板，消除部分超孔隙压力水，减少 错综复杂的，在工程中由于挤土效应造成的工程事故时有发生， 挤土现象；并在紧邻原一期病房大厅处设置隔离板桩；对靠近已建 因此有必要深入开展对这一问题的研究，只要认真考虑采取合理 医技楼一侧处开挖地面防振沟和应力释放孔，消除挤土效应。 备应急措施。 的防护措施，就可以把影响控制在较小范围内。文中通过工程实 小挤土效应带来的危害，较好地保护工程环境。 ４）沉桩过程中加强邻近建筑物、地下管线的观测、监护，并预 例说明，提供的几种预防措施可以有效地降低挤土效应，从而减 ５）控制施工过程中停歇时间，避免由于停歇时问过长，摩擦 参考文献： 力增大影响桩机施工，造成沉桩困难。同时，应避免在砂质粉土、 ［１］赵俭斌．辽宁地区静压管桩终压力与单桩极限承载力的关 砂土等硬土层中焊接，制订合理的桩长组合。合理确定桩体组合 动时对桩身造成破坏。 ６）施工人员必须持证上岗，遵照桩机操作规程进行施工。施 收稿日期：２００８—０３—０１ 系研究『Ｊ］．沈阳建筑大学学报，２００５（４）：３０２—３０４． ［３］王戍平．深厚软土中ＰＨＣ长桩的时效性试验研究［Ｊ］．岩土 工程学报，２００３，２５（２）：２３９—２４１． 长度，避免接头处于土层分界处及土层活动较多处，以防土层活 ［２］ＧＢ ５０００７—２００２，建筑地基基础设计规范［Ｓ］． 作者简介：杨立鹏（１９８２一），男，助理工程师，中冶沈勘工程技术有限公司，辽宁沈阳１１００１６ 维普资讯 http://www.cqvip.com 第３４卷第１９期 ２ ０ ０ ８年７月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥ（ ＵＲＥ Ｖｏ１．３４ Ｎｏ．１９ Ｊｕ１．２００８ ・１０９・ 文章编号：１００９—６８２５（２００８）１９—０１０９．０２ 数值分析在深基坑支护中的应用 刘晶晶 郑兴莲 李柳柳 摘要：应用有限单元程序对深基坑的开挖支护进行了数值模拟，对比了深基坑的实测变形值与模拟值，结果较为接近， 得出了数值分析方法在深基坑开挖中具有可行性的结论，可以为实际工程的设计施工提供依据。 关键词：深基坑支护，数值模拟，变形 中图分类号：ＴＵ４６３ 文献标识码：Ａ ０引言 的楼房，楼房第一层均为广州市某药厂的工作车间，其基础为混 桩长１２ ｍ；南面距基坑约５ ｍ处为砖 随着我国经济的快速发展，高层建筑随之不断涌现，深基坑 凝土灌注桩（摩擦端承桩），东南角距基坑不足２ ｍ为２０世纪６０年代砖 支护工程在基础工程中所占比例也不断增加，其工程稳定性的好 木结构的药厂仓库；坏直接关系到整个工程的成败与否，因此，深基坑支护的稳定性 混２层房屋；北面距基坑约４ ｍ为百年的砖木结构民房。基坑西 问题已经成为岩土工程领域中的研究重点…。在深基坑支护施 南面沿丛桂新街走向，主要有一自来水管线和一电力管线，距基 ２ ｍ；基坑东北面沿宁溪横街走向，主要有一自来水管线和 工过程中，为保证施工过程中基坑的稳定性，对基坑边坡土体的 坑约５．市政排水管线，距基坑约６．２ ｍ；基坑东南面沿丛桂路走向，主 位移监测是必不可少的手段，通过边坡土体变形量的大小，可以 一两条市政排水管线和 对基坑支护的效果和整体稳定性作出评价。但是，现场的监测只 要有两条自来水管线、两条电信通信管线、条电力管线，距基坑约１５．４ ｍ。 有在施工完毕后才能进行，不利于对整体施工过程中基坑稳定性 一的把握，而数值模拟分析方法可通过建模对基坑支护过程进行模 ２建立数值模型 拟，得出预测结果，根据模拟过程中的具体情况来指导工程实践， ２．１几何模型的建立 从而可以取得更好的效果＿２ Ｊ。本文利用有限单元程序对广州市 结合实际工程的具体情况，建立数值模拟模型。模型中，土 某深基坑工程进行模拟，针对几个测点进行了实测变形与数值模 层进行一定简化，只建立４个层次，从地表到地下依次为：①杂填 拟结果变形值的分析比较。 土，②淤泥质土，③粉质黏土，④强风化泥质粉砂岩，并根据具体 土性指标应用到模型中，土体本构模型为摩尔一库仑模型。建模 过程中，地下连续墙的材料采用混凝土，其指标分别采用混凝土 １ 工程概况 １．１场地土层分布情况 广州某工程基坑开挖深度约为１１ ｍ，场地内土层分布自上而 的经验值。由于开挖后基坑进行了水平支护，支护结构作用在地 在模拟过程中根据支护点的作用位置分别施加支护 下依次为：① １杂填土，厚度２．４ ｍ～３．０ ｍ；②一１淤泥质土，厚度 下连续墙上，地下连续墙的本构模型采用线弹 １．４ ｍ～２．８ ｍ；②一２细砂，厚度３．０ ｍ～１２．８ ｍ；②一３粗砂，厚度 结构轴向的集中荷载进行模拟， ３．５ ｍ～１１．２ ｍ；③一２粉质黏土，厚度２．３ ｍ～５．３ ｍ；④．１强风化泥 性模型。施工过程的模拟严格按照实际工程的施工进行。质粉砂岩，岩石结构风化强烈，岩心呈半岩半土状，岩质软，遇水 ２．２边界条件 在模拟过程中，为提高计算速度，只针对所研究的某个点建 软化，厚度１．４ ｍ～１２．４ ｍ；④一２中风化泥质粉砂岩，岩芯呈碎块 及岩质稍硬，厚度１．２ ｍ～３．８ ｍ；④一２微风化泥质粉砂岩，粉砂质 立局部模型。模型的顶面为地面，设为自由面，基坑的坡面为自 由临空面，模型底面固定，其他侧面为水平方向约束，垂直方向可 结构，岩芯呈柱状，厚度２．０ ｍ～６．７ ｍ。 １．２基坑周边情况 动。结合实际情况，根据基坑周边建筑物的影响，把建筑物的荷 本基坑工程东南面约１０ ｍ为丛桂路，交通繁忙；西南面约 载转化为局部均布荷载进行加载。３ ｍ为丛桂新街；东北面约５ ｍ为宁溪横街；基坑与广州地铁黄 ３数值模拟结果分析 沙站隔丛桂路相望；西北面距基坑边约２．０ ｍ为两栋６层～８层 根据施工过程的阶段性数值模拟，从模拟结果中可以提取各 Ｓｏｉｌ ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｉｎ ｓｔａｔｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｐｉｐｅ ｐｉｌｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ＹＡＮＧ Ｌｉ・ｐｅｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｕｐｌｉｆｔ ｏｆ ｐｉｌｅ ｔｏｐ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｆ ａ ｐｒｅｆｏａｂｒｉｃａｔｅｄ ｓｉｌｅｎｔ ｐｉｌｅ ｉｓ ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｏｃｃｕｒｒｅｄ．Ｉｔ ｗｉｌｌ ｃａｕｓｅ ｇｒｅａｔｅｒ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｉｌｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｗｈｅｎ ｉｔ ｉｓ ｌｏａｄｅｄ．Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ａｂｏｕｔ ｓｏｉｌ ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ ｐｍｖｉｄｅｓ ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ ｓｔａｔｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｐｉｐｅ ｐｉｌｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｔａｔｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｐｉｐｅ ｐｉｌｅ，ｓｏｉｌ ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ，ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ 收稿日期：２００８—０３．１３ 作者简介：刘晶晶（１９８１一），男，助理工程师，河北建设勘察研究院有限公司，河北石家庄郑兴莲（１９７８一），女，助教，保定职业技术学院，河北保定０７１０５１ 李柳柳（１９８４一），男，助理工程师，河北建设勘察研究院有限公司，河北石家庄０５００３１ ０５００３１
