如何有效预防预应力管桩施工中的挤土效应

如何有效预防预应力管桩施工中的挤土效应（精选3篇）

篇1：如何有效预防预应力管桩施工中的挤土效应

预应力管桩施工中有效减小挤土效应的措施

1、设防挤沟

防挤沟应在邻近周边建筑物或道路处没置，以减少压桩引起表层上的水平位移。

2、应力释放孔

应力释放孔设计考虑周围建筑物及道路、管线等分布远近、对变形及沉降敏感性和场地内各公寓楼工程桩的布置密度等影响因素，布置应力释放孔。应力释放孔应填充中粗砂至地面，利肘砂性土的强透水性，及时消散管桩施工过程中产生的超孔隙水压力。

3、预钻孔辅助沉桩

采用先钻孔取土，再静力压桩。具体做法是：选1根比桩径稍细的钢管，并将抱箍千斤顶的夹具改造成网弧形，以夹持钢管。在钢管上每隔30cm水平焊1根钢筋防止下压时打滑。施工时用圆弧形的夹具象压桩一样将开口钢管压下，下压的深度视土的坚硬程度而定。然后拔出，在地面上敲打钢管倒出管内的积土，再下压、上拔，如此反复，使妨碍沉桩的坚硬土层变薄，再行压桩。此时桩会被顿利压下。

4、压桩顺序

在软土区域之中进行密集的打桩活动时，为防止土体位移，除了要按照从中心朝两段的方向进行外，还要分析所在区域地质状态。大体分析桩的尺寸，要先进行深层次然后进行较浅显的。对于不一样尺寸的要按先大后小的方向开展。这样可以保证土层紧密，避免严重的位移现象出现。

5、合理安排压桩进度

在软弱土地基中。沉桩施工速度过快，不但增加超静孔隙水压力值，还使邻近土体因剪切而破坏，增加地基土体变位值，而且扩大了超静孔隙水压力和地基变位的范围，因此沉桩速度要合理。

6、特别注意事项

在开展压桩活动的时候，对于附近的建筑体涵盖那些已经完工的桩基，要使用有效的位移以及下沉监测方法来分析。对于桩上浮以及位移等的监测信息要认真的记录，细致的比对。如果桩有非常显著的浮动的时候，表示其挤土效应的不利点已经出现了。这时候要对其细致的调节，比如要放慢建设的速率。

篇2：静压管桩的挤土效应及预防措施

随着我国城镇化进行的推进, 建筑工程施工技术也得到了日新月异的发展。目前, 不少工程的静压预应力管桩, 往往结合了静压桩机械的自重与静压力的共同作用, 把管桩压入。这种施工模式与传统方法相比, 更加实用, 能够显著提升工效, 也被不少工程项目所用。然而应该正视的是, 因为静压管桩在类别上可以归属为挤土工艺的一种, 在实际的操作中会存在挤土效应, 所以对施工地点以及周边环境带来负面的影响甚至安全隐患, 本文结合笔者的施工经验, 分析挤土效应对工程带来的不利影响, 在此基础上研究其预防措施, 为类似的工程提供必要的参考与借鉴。

2 挤土效应的机理及危害分析

2.1 管桩的变形

当施工时把管桩压进土里, 不可避免地将管桩周围的土挤向四周, 因此周围的地基土空间便被侵占, 造成原来位置的土体遭致塑性剪切力而发生变形, 从而使其固有结构及受力平衡状态被破坏。某些建筑施工工程桩位密度十分大, 这种效应更加明显, 由于挤土导致了巨大的垂直力, 使周围大面积土体鼓起, 在管桩受到较大上浮力的情况下, 便会导致浮桩的发生, 严重的甚至使接头断裂, 影响工程的质量和安全。挤土也会导致水平方面的应力使管桩在水平方向发生挠曲, 直至偏斜超过标准。这些现象均能够导致管桩承载力大幅降低。

2.2 超孔隙水压力

还有一个因素也对于管桩承载力造成影响, 因为超孔隙水压力的存在, 会使得在一些施工区域的软弱土里, 超孔隙水压力在土体平衡状态被扰动的情况下便会使不同深度的土层产生位移, 而在孔隙水压力未能及时分散的情况下, 对管桩的阻力便会急遽提升, 造成管桩贯入困难, 在孔隙水压力逐步消失以后, 桩端和桩周承载力均发生了变化, 因此工程质量受到影响。

2.3 对环境的影响

静压法预应力混凝土管桩施工属于挤土类型, 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。相当于桩体积的土体向四周排挤, 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, 致使土体中超空隙水压力升高造成土体破坏, 未破坏的土体也因超空隙水压力的不断传播和消散而蠕变, 产生较大的剪切变形, 形成具有很高空隙水压力的扰动重塑区, 并且大大地降低了土的不排水剪切强度, 使桩周邻近土因不排水剪切而破坏, 造成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涌起。至于地面以下较深层的土体在覆盖土层的压力作用下未能向上隆起, 就向水平方向挤压。由于群桩施工中的叠加作用, 使已打入完成的邻近桩和土体产生较大侧向位移和上浮。桩群越密桩基面积越大, 地基的软弱土层越厚和含水率越高, 土的位移就越大, 造成地面隆起就越高, 已打入完成的桩也因向上位移土的摩擦力带动向上浮起造成桩的严重质量后果。此外静压预应力管桩施工时随着桩的压入, 地层中的土体发生位移, 土体中不同形态的水和气体被排出产生超静水压力, 对其影响范围内的地面建筑物和地下管线产生影响。

3 挤土效应解决策略

3.1 设计策略

在对一个工程项目进行初始设计的时候, 便应该结合当地的地址条件, 为其设置合理桩距, 并尽可能选取疏桩设计的模式。在确定桩体之间的距离的时候, 如果间距偏高, 则能够明显减轻挤土效应, 同时能够避免出现中部桩体下滑的现象, 也可以显著降低建筑物裂缝的情况。而在疏桩模式的设计中, 则在国家标准的限定中尽可能降低排桩密度, 一层面能够显著节约工程的材料使用, 另一方面也可以充分利用每一桩的承载力, 同时有效地将应力传送至土地, 可见通过疏桩模式的使用, 能够充分统筹桩体之间的受力并将多余的力传导至地面, 可以避免浪费承载力, 也尽可能保护了地面, 避免了施工所导致的地面起伏, 减少了人力物力。

3.2 施工策略

结合笔者的施工管理经验, 在应对静压管桩的挤土效应时, 可采取以下的措施。

3.2.1 设置合理工序

在进行压桩操作的时候, 首先应把表层不纯的土石及时清理干净, 这可以让施工管桩地基牢固度更高, 并且在一定程度上控制挤土效应的产生。设置合理的桩体下压次序也十分重要, 能够决定管桩对地基的水压力, 以及由此形成的压力大小及压力方向。当粘性土与管桩打进地面之后, 其挤土的方向与水压力关系很密切。而压力的作用时间和作用强度及压力的释放等, 和压桩顺序保持关联, 所以, 在确定具体的施工方案时, 应将环境影响考虑进来, 施工时慢速压桩, 并及时检测单个桩体的工程质量。笔者推荐的合理工序是从中间到两边下桩, 这样可以使桩体和建筑物的距离逐步加大, 且处于保护周围建筑和地下各类管线安全的目的, 在压桩次序的选择上应该遵循由近及远的原则。

3.2.2 限制沉桩速率

这个举措的目的是避免沉桩过快而导致孔隙水产生的压力在短时间内迅速攀升, 同时也保护了周围土壤的破坏。在压桩具体速度的选择上, 应以桩基质量为原则和标准, 并避免对于周围环境的破坏, 具体的速度则应结合工程本身的实际情况而决定, 同时勘察周边的同类建筑作为参考和比对。通常来讲, 桩体如果靠近建筑物则应逐步减慢压桩的速度, 工作临近尾声也应减缓速度, 目的是为超孔隙水的压力留有足够的消退周期, 从而避免挤土效应。

3.2.3 设置应力释放孔

释放孔的目的是缓解和分担由于压桩而导致的应力, 从类别上可以分成场外孔和场内孔。其中场外孔一般是在施工围护部位提前钻直径在5米左右的多个钻孔, 同时以钢筋笼保护孔壁, 在进行沉桩施工时, 由于压力的作用, 会向外围产生挤土效应, 此时会有软泥进入释放孔里, 采用吸取设备把软泥吸出, 从而保护周边建筑和环境不受到破坏。此外, 为了降低由于挤土效应产生的不平衡力, 避免土地产生过大变形, 可以适当多部署一些场外应力释放孔, 在桩体数量偏多偏密处尤为如此, 及时吸出孔中软泥, 保护周边建筑稳定。此外还包括设置竖向排水路径、设置防挤沟及预钻孔取土等措施, 均能够防止静压管桩对周边环境的破坏。

3.2.4 施工时需要特别注意的事项

在开展压桩活动的时候, 对于附近的建筑体涵盖那些已经完工的桩基, 要使用有效的位移以及下沉监测方法来分析。对于桩上浮以及位移等的监测信息要认真的记录, 细致的比对。如果桩有非常显著的浮动的时候, 表示其挤土效应的不利点已经出现了。这时候要对其细致的调节, 比如要放慢建设的速率。

4、结束语

总之, 静压管桩的挤土效应是施工中的一大难题, 因挤土效应而造成的负面影响会导致建设方及受害方遭受巨大的经济损失, 因此, 在施工中应做好防挤措施, 最大限度地降低挤土效应对周边环境的影响, 以促进预应力管桩的进一步应用发展。

摘要：静压管桩能够显著提升工效, 但操作中会存在挤土效应, 对施工地点以及周边环境带来安全隐患。本文首先从管桩的变形、超孔隙水压力以及对环境的影响阐述挤土效应的机理及危害, 在此基础上从设计策略和施工策略两方面阐述了挤土效应的预防措施。

关键词：静压管桩,挤土效应,预防措施

参考文献

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[3]姚昌.浅议预防静压管桩施工中挤土效应影响的措施[J].科技创业家.2012 (22) :42

[4]胡发虎, 郑元林, 张锐, 陈坤, 胡发宪.静压预制桩施工中的挤土效应分析及其防护措施[J].西部探矿工程.2012 (03) :30-32+40

篇3：静压管桩的挤土效应与预防措施

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、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;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,可能使桩侧受到向下的负摩阻力。

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方法,孔径约比桩径小50 mm～100 mm,深度宜为桩长的1/3～1/2,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成封闭桩。

2)控制沉桩速率,一般控制在1 m/min左右;并制订由西向东的有效沉桩流水路线,并根据桩的入土深度,宜先长后短、先高后低,日成桩量控制在3支/d。

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。

4)沉桩过程中加强邻近建筑物、地下管线的观测、监护,并预备应急措施。

5)控制施工过程中停歇时间,避免由于停歇时间过长,摩擦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、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穿透的粉砂层时,应格外注意沉桩应力的控制。

3 工程实例分析

鞍山某工程,拟建17层住宅楼,基础采用预应力高强混凝土管桩(PHC桩),桩长26.0 m,桩径500 mm,桩身混凝土强度等级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。

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。桩长范围内各主要土层自上而下为:①杂填土:灰褐色～黄褐色,松散,稍湿,主要由砖块、碎石、混凝土块、黏性土等组成,厚度1.0 m～3.0 m。②粉质黏土:黄褐色,软可塑,局部可塑,饱和。干强度中等,稍有光泽,厚度4.8 m～12.6 m,液性指数0.29～0.75。③黏土:普遍分布,黄褐色～赤褐色,可塑偏硬,局部硬塑,饱和,属中性压缩性。厚度3.2 m～18.7 m,液性指数0.23～0.59。④粉质黏土:普遍分布,黄褐色,硬塑为主,局部可塑,饱和。液性指数0.22～0.46,平均值0.30。该层为桩端持力层。⑤全风化混合花岗岩:黄褐色,风化物呈砂土状。厚度0.70 m～2.90 m。⑥强风化混合花岗岩:黄褐色,中粗粒结构,块状构造,主要成分为石英、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 mm,孔距600 mm,深20 m,错开排列。采用从中心到四周、先内后外的压桩顺序,且合理控制压桩速度。同时,设置测斜管和沉降观测点,监测静压管桩的水平位移和上浮现象,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;对于有上浮现象的基桩,在施工全部完成后要进行复压。

4 结语

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,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,从而减小挤土效应带来的危害,较好地保护工程环境。

参考文献

[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系研究[J].沈阳建筑大学学报,2005(4):302-304.

[2]GB 50007-2002,建筑地基基础设计规范[S].