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1、静压桩施工技术一、静压法施工是通过静力压桩机的压桩机构以压桩机自重和机架上的配重提供反力而将桩压入土中的沉桩工艺。由于这种方法具有无噪音、无振动、无冲击力等优点,适应今后岩土工程的要求;同时压桩桩型一般选用预应力管桩,该桩作基础具有工艺简明,质量可靠,造价低,检测方便的特性。两者的结合便大大推动了静压管桩在广东地区的应用,使之有望成为广东今后桩基进展的主打产品。人们在对静压桩基础技术规程千呼万唤的同时,也盼望对静压桩的沉桩机理及工程实践中的应用有进一步的了解,本文为此作一介绍。二、静压桩沉桩机理沉桩施工时,桩尖刺入土体中时原状土的初应力状态受到破坏,造成桩尖下土体的压缩变形,土体对桩尖产生相应
2、阻力,随着桩贯入压力的增大,当桩尖处土体所受应力超过其抗剪强度时,土体发生急剧变形而到达极限破坏,土体产生塑性流淌粘性土或挤密侧移和下拖砂土,在地表处,粘性土体会向上隆起,砂性土则会被拖带下沉。在地面深处由于上覆土层的压力,土体主要向桩周水平方向挤开,使贴近桩周处土体结构完全破坏。由于较大的辐射向压力的作用也使邻近桩周处土体受到较大扰动影响,此时,桩身必定会受到土体的强大法向抗力所引起的桩周摩阻力和桩尖阻力的抵抗,当桩顶的静压力大于沉桩时的这些抵抗阻力,桩将继续刺入下沉。反之,则停止下沉。压桩时,地基土体受到剧烈扰动,桩周土体的实际抗剪强度与地基土体的静态抗剪强度有很大差异。随着桩的沉入,桩与
3、桩周土体之间将出现相对剪切位移,由于土体的抗剪强度和桩土之间的粘着力作用,土体对桩周外表产生摩阻力。当桩周土质较硬时,剪切面发生在桩与土的接触面上;当桩周土体较软时,剪切面一般发生在邻近于桩外表处的土体内,粘性土中随着桩的沉入,桩周土体的抗剪强度渐渐下降,直至降低到重塑强度。砂性土中,除松砂外,抗剪强度改变不大,各土层作用于桩上的桩侧摩阻力并不是一个常值,而是一个随着桩的继续下沉而显著削减的变值,桩下部摩阻力对沉桩阻力起显著作用,其值可占沉桩阻力的5080,它与桩周处土体强度成正比,与桩的入土深度成反比。粘性土中,桩尖处土体在扰动重塑、超静孔降水压力作用下,土体的抗压强度明显下降。砂性土中,密
4、砂受松驰效应影响土体抗压强度削减,松砂受挤密效应影响土体抗压强度增大,在成层土地基中,硬土中的桩端阻力还将受到分界处粘土层的影响,上覆盖层为软土时,在临界深度以内桩端阻力将随压入硬土内深度增加而增大。下卧为软土时,在临界厚度以内桩端阻力将随压入硬土的增加而削减。一般将桩摩阻力从上到下分成三个区:上部柱穴区,中部滑移区,下部挤压区。施工中因接桩或其它因素影响而暂停压桩的间歇时间的长短虽对继续下沉的桩尖阻力无明显影响,但对桩侧摩阻力的增加影响较大,桩侧摩阻力的增大值与间歇时间长短成正比,并与地基土层特性有关,因此在静压法沉桩中,应合理设计接桩的结构和位置,避开将桩尖停留在硬土层中进行接桩施工。三、
5、终压力与极限承载力在静压桩施工完成后,土体中孔隙水压力开始消散,土体发生固结强度渐渐恢复,上部桩柱穴区被充满,中部桩滑移区消失,下部桩挤压区压力减小,这时桩才开始获得了工程意义上的极限承载力。从大量的工程实践看,粘性土中长度较长的静压桩其最终的极限承载力比压桩施工时的终压力要大,在某些土体固结系数较高的软土地区,静压桩最终获得的单桩竖向极限承载力可比终压力值高出一二倍,但是粘性土中的短桩,土体强度经一段时间的恢复,摩阻力虽有提高,但因桩身短,侧摩阻力占桩的极限承载力的比例差异不大,最终极限承载力达不到桩的终压力。因此桩的终压力与极限承载力是两个不同的概念,一些初接触静压桩的设计、施工人员往往将
6、两者混为一谈。两者数值上不肯定相等,主要与桩长、桩周土及桩端土的性质有关,但两者也有肯定的联系。四、常见问题一桩身上抬由于静压桩是挤土桩,在场地桩数量较多,桩距较密的状况下,时常后压的桩会对已压的桩产生挤压上抬,特殊对于短桩,易形成所谓的吊脚桩。这种桩在做静载试验时,开始沉降较大,曲线较陡,但当桩尖到达持力层,承载力又有明显增加,沉降曲线又趋于平缓,这是桩身上抬的典型曲线。桩身上抬除了静载沉降偏大外,对桩而言可能会把接头拉断,桩尖脱空,同时大大增加对四周桩的水平挤压力,导致桩倾斜偏位。在处理上施工前合理支配压桩顺序,同一单体建筑物一般要求先压场地中央的桩,后压周边的桩;先压持力层较深的桩,后压
7、较浅的桩。出现桩身上抬后一般采纳复压的方法使桩基按正常使用,但对承受水平荷载的基础要慎重。二引孔压桩的问题为了防止桩间的挤土效应太大,或土质太硬而使桩身较短,施工中往往采纳引孔压桩的工艺,即先钻比管桩略小规格的直径钻孔,深度是桩长的2/31l,然后将管桩沿预钻孔压下去。引孔应随引随压,中间间隔时间不宜大长,否则孔内积水,一是会软化桩端土,待水消散后孔底会留有肯定空隙;二是积水往桩外壁冒,减弱了桩的侧摩阻力。对于较硬土质中引孔压桩还会有桩尖达不到引孔孔底的现象,施工完成后孔底积水使土体软化,使承载力达不到设计要求。三桩端封口不实当桩尖有缝隙,地下水水头差的压力可使桩外的水通过缝隙进入桩管内腔,若
8、桩尖附近的土质是泥质土,遇水易软化,从而直接影响桩的承载力。对于桩靴的焊接质量要求与端板间无间隙、错位,保证焊缝饱满,无气孔。施焊对称进行,焊拉时间掌握得当,焊接完成后自然冷却10分钟左右方可施打,因高温焊缝遇水后变脆,简单开裂。工程上比较有效的补救技术措施是采纳填芯混凝土法,即在管桩施压完毕后马上灌入高度为1.2m左右的c20细石混凝土封底,桩端不漏水,桩端附近水压平衡,桩端土承受三相压力,承载力能保持稳定。四桩顶(底)开裂由于目前压桩机越来越大,最重可达6800Kn,对于较硬土质,管桩有可能仍旧压不到设计标高,在反复复压状况下,管桩桩身横向产生剧烈应力,假如桩还是按常规配箍筋,桩顶混泥土抗
9、拉缺乏开裂,产生垂直裂缝,为处理带来很大困难。另一种状况就是管桩由脆弱土层突然进入硬持力层,没有经过渡层,桩机油压快速升高,桩身受到瞬间冲击力也简单引起桩顶开裂,假如硬持力层面不平整,桩靴卡不进土引起桩头折断破裂,桩机油压又下降,再压时压力不稳定,吊线测量桩长发觉比入土部分短。处理上事前改良桩尖形式(圆锥形桩尖易滑),事后用压力灌浆把桩底破裂混凝土粘结住,适当折减承载力设计值。五基坑开挖由于静压桩渐渐用在高层建筑中,基坑开挖不行避开。应依据开挖深度考虑是否需要先围护开挖再沉桩的方案。边打桩边开挖是不行取的,先打桩后开挖应考虑对称匀称,如在中间开挖把土堆在四周就会造成四周和中心的土体高差悬殊,同
10、时超孔隙水压及震动会使管桩倾斜或折断,所以合理制定基坑开挖方案是必不行少的。五、结语静压桩的沉桩机理特别冗杂,与土质、土层排列、硬土层厚度、桩数、桩距、施工顺序、进度等有关,有待进一步讨论。静压桩施工中出现的问题也各种各样,最常用的处理方法是提高终压力进行复压。往往桩在做完静载试验发觉不合格后,还要增加静载试验或大应变检测,以确定更大范围不合格桩数量分布。有时基坑已开挖,桩头已凿去位置难确定,压桩机撤出现场,复压或补桩有肯定困难,这就要实行其它一些措施处理不合格桩,如灌浆补强、降低桩承载力标准或扩大承台等。信任随着工程实践的不断丰富,能为静压桩规程的制定提供更多的素材。本文来源:网络收集与整理,如有侵权,请联系作者删除,谢谢!第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页