从工程案例谈管桩挤土问题的危害及防治措施.docVIP

精品论文 参考文献 从工程案例谈管桩挤土问题的危害及防治措施 陆卫平 　　广东顺德华兴达岩土工程有限公司 　　建筑工程广泛使用的预应力管桩基础，通常都是采用锤击法或者是静压法进行沉桩的，按照成桩方法对土层的影响进行分类，它属于挤土桩型，由于其在成桩过程对桩周围土体有挤开或压密的作用，土体受到严重扰动后其原始结构会遭到破坏，这个破坏过程必然使施工场地的周围坏境和桩体的受力性状产生变化，当这种变化超出一定限值的时候，就会产生危害，这就是我们通常所说的“挤土问题”的危害，那么挤土问题有什么危害呢？预应力管桩在工程实践中又如何消除这些危害呢？笔者通过大量的工程实践，从几个典型的工程案例中试图分析其挤土问题的危害，并介绍防治危害的一些处理措施，供同行同鉴。 　　一、挤土效应中土体的变化形式 　　锤击或压入式预应力管桩在成桩过程中，由于挤土作用，桩周土会发生扰动重塑，侧向压应力增大，其中径向的压力是最大的。 　　1、对于非饱和土、砂土，土受侧向挤压主要表现为土的孔隙减少而增密，土 　　越松散、粘性越低，其增密的幅度就越大，土的密度增大，对桩体也会产生挤压作用，对于群桩，桩周土的挤密效应就更为显著。另外，随着土密度的增大，桩侧土阻力也随之增加。 　　2、对于饱和粘性土，由于瞬间的排水固结效应不显著，压缩变形小，引起的 　　超孔隙水压力，使得土体受侧向压力下并不是增密，而主要是以横向位移变形和竖向隆起为主。横向位移随离开桩距离的增大而减少，在地面下一定深度处最大，影响范围达到（4～5）D；竖向隆起在距桩轴线（1～2）D处最大，影响范围可达（3～5）D。 　　二、挤土效应危害的表现 　　预应力管桩施工过程或桩施工完成后，由于挤土效应，土体对周边建筑物或设施（如房屋、道路、管线）、边坡等进行挤压而造成变形、损坏和失稳，这是挤土效应最常见的一种现象。管桩对周围环境及设施的影响主要是由土体的水平及垂直的位移造成的，其影响范围、影响程度，除了与场地土层的性质、桩的分布、桩间距离、桩的密度、沉桩的速率及施工程序等因素有关外，还与周边建筑和设施的结构、使用年限、使用材料等因素密切相关。 　　由于挤土效应，后施工的桩对先施工的桩造成影响，或至使桩偏位、上浮等现象，这也是挤土效应常见的一种现象，它也是由土体的水平及垂直的位移造成的。 　　除了上述两种比较常见的危害现象外，笔者认为还有一种不为人们所熟悉危害现象，就是后施工的桩和先施工的桩相互作用、相互挤压，造成桩身的损伤，这种损伤轻则在桩体薄弱部位（如法兰下）造成变形、开裂、崩块现象，重则造成断桩现象，这种现象见于非饱和土或砂性土地层的密集型桩群，它是由于土受侧向挤压增密作用而造成的。 　　三、工程案例 　　（一）顺德北滘某工程 　　1、工程概况：占地面积约3600m?，楼高20层，设2层地下室，框剪结构，采用锤击ф600mm壁厚130mmAB型管桩，裙楼位置多采用3～5桩多桩承台，主楼位置荷载较大，采用桩筏基础（见图1），单桩竖向承载力特征值2500KN。 　　2、工程地质条件：根据勘察报告，场地自上而下土层分布情况如下： 　　 　　①砂性素填土，为中砂，松散，层厚1.3～2.5米； 　　②冲积土，分为3个亚层； 　　②-1层，细砂、砂质纯，含粘粒少，稍密，上部局部松散，下部局部中密，层厚11.0～19.5米； 　　②-2层，淤泥质土，流塑，层厚1.3～6.3米； 　　②-3层，粉质粘土，可塑，局部软塑，层厚0.8～5.7米； 　　③残积土，粉质粘土，可塑，局部软塑或硬塑，层厚2.5～6.5米； 　　④风化岩层，为泥质粉砂岩，顶板埋深26.3～31.1米，自上而下可分为全风化、强风化、中风化三个亚层，其中强风化为本工程桩基持力层。 　　具体可见工程地质剖面图（见图2） 　　3、施工：本工程最后选定62锤，在挖土至-5米深度的基坑内进行桩基施工，施工过程严格把控施工质量，包括垂直度、焊口饱满情况、焊口冷却时间、打桩顺序从中心开始、最后收锤贯入度2～3公分等等均按照规范要求严格制定好施工方案实施施工，并监控到位。 　　4、结果：本工程总桩数563根，桩基施工完成后，按规范选取29根桩进行大应变检测，结果29根桩中Ⅰ类桩仅得16根；Ⅱ类桩3根，均为桩身有轻微缺陷；Ⅲ类桩5根，桩身存在明显缺陷，其中4根不能提供承载力；Ⅳ类桩5根，桩身有严重缺陷。经统计，不合格桩为10根，不合格比例达34.5%，桩身存在缺陷的达44.9%。 　　5、分析：经过比对资料发现，问题桩均存在如下规律： 　　（1）经过桩身孔内视频检查，全部是桩身受到损伤，轻微的可??裂纹，严重的见桩身局部破碎崩块露筋、法兰盘变形弯曲脱焊，部分有地下水滴入甚至涌砂。 　　（2）损伤的深度位置，基本上在12～15米，个别在5～6米的深度，基本都在接桩法兰盘位置