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PHC管桩单桩静载荷试验分析

1工程概况 宁西铁路(南京一西安)K16+153盖板涵位于
陕西省渭南西车站,为砂浆片石砌筑、一孔2.0 m人 行涵洞,涵长约38 rll、高约2.5 m,涵上有四条股 道。涵南侧有村庄,北侧为田地。由于盖板涵基础地 基土浸水软化,土体承载力不足,涵体不均匀沉降, 墙体多处开裂,底板大面积下沉,涵体中部已严重下 沉弯曲。线路几何尺寸不稳,几乎每日必须维修线 路,列车慢行通过,严重危及行车安全,急需整治。
关键词压密注浆涵洞地基湿陷性黄土不均匀沉降承栽力
O前言 压密注浆是用稠浆液通过钻孔挤压土体,在注浆
点处形成球状浆体,对周围土体产生挤密效应,使土 的密实度增大,从而起到加固土体的作用。钻杆自下 而上注浆时形成柱状浆体,注浆压力较大,除对侧面 土体产生挤密作用外,还将产生较大的上抬力,从而 可减轻建筑物的不均匀沉降及纠偏。其加固效果受土 的物理力学性质、地表约束条件、注浆压力和注浆速 率等因素影响…。
1工程概况0
工程是一大型住宅小区,场地平坦开阔,地基土
基本参数划分如表1。基础型式为桩筏基础,桩采用
PHC-A400(95),设计桩长22.0 m,有效桩长17.5
1”
In,单桩竖向承载力特征值尺。不小于1 000 kN,桩数
共496根。
表1土层基本参数表
。6.0 墩 ;s
9O
荷载Q/kN
400 800
涵洞为砌体结构,底板面层未进行砂浆抹面处 理,积水下渗地基土承载力不足,涵体发生沉降、变 形,底板多处开裂,加快了积水下渗,周而复始,病 害加剧。 2.3列车载荷作用
由于涵洞地基承载力不足,列车载荷的往复运 动,加剧了涵体下沉速度,病害范围不断扩大。
3整治方案 黄土的湿陷性与其干密度P。关系密切,湿陷性
的极限荷载,单桩实际承载力要比设计高出20%甚 至更多,概括分析主要有:
(1)预应力管桩沉桩过程中的挤土效应对桩体 承载力有明显削弱作用。静压法施工预应力管桩往往 由于沉桩时桩周的土体结构受到扰动,改变了土体的 应力状态,产生挤土效应。土体会产生横向位移和竖
万方数据
向隆起,桩侧土受到挤压、扰动和重塑,其力学特性 主要表现为弹塑性,侧阻力显著降低,压桩时压桩力 并不是桩承载力的真实反映,把压桩总压力作为其极 限承载力明显低估了桩的实际承载能力。可见沉桩施 工过程中桩对周围土体的挤土效应在一定程度上对其 承载力有显著影响。为了避免或减小沉桩挤土效应, 施工时,应根据基础的设计高程,先低后高;根据设 计桩长,先长后短;同一高程或同桩长的应自中间向 四周对称施打,且应限制压桩速度,同一根桩沉桩时 应尽量缩短停顿时间。设置隔离板桩或地下连续墙; 开挖地面排土沟,消除沉桩挤土效应。
随干密度的增大而减弱。大量试验研究证明,对于一 般黄土,在P。>15 kN/m3时,湿陷性消失。对于新 近堆积的湿陷性黄土,当P。一15 kN/m3时仍具明显 湿陷性,只有P。大于15 kN/m3较多时,湿陷性才消 失。因此,可用压密注浆法提高湿陷性黄土的密实 度,消除湿陷性,提高承载力。
根据涵洞情况,急需解决的问题是:提高涵洞地 基土体的稳定性和承载力,防止涵洞基础继续沉降。 经综合考虑,采用压密注浆法对涵洞地基土进行补强 处பைடு நூலகம்。同时对涵洞墙体裂缝进行修补,对底板进行砂 浆抹面防水处理,在涵洞两侧增设排水渠或积水池,
加载和5级卸载,第1级按两倍分级荷载加载,用静 压桩机作反力装置。
(1)从1号楼和2号楼分别各取3根桩做单桩竖 向抗压静载试验。根据1号楼的试验情况,并同时验 证以试压桩过程模拟工程桩载荷试验确定桩承载力的 实际效果,经相关各方协商,对2号楼试桩的总加载 量作了调整,总加载量提高到2 400 kN。1号楼3根 桩试验结果大体一致,如图l、图2;2号楼3根桩试 验结果也具有一致性,如图3、图4。
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路基工程
2009年第6期(总第147期)
PHC管桩单桩静载荷试验分析
贾志刚 邵莲芬
(黄淮学院建筑工程系 河南驻马店463000)
摘要针对驻马店地区一:r-rE,依据PHC管桩沉桩施工资料,对其静载荷试验结果进行了分 析,讨论了产生单桩承载能力比设计高出20%甚至更多等方面的原因并提出了相应的建议,为类似 工程的PHC管桩的设计、施工提供参考。
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路基工程
2009年第6期(总第147期)
压密注浆在宁西铁路涵洞地基加固中的应用
崔齐飞 李 恒
(西安铁路局科研所 陕西西安710054)
摘要利用压密注浆技术对湿陷性黄土地区既有铁路涵洞地基进行加固,能有效地控制涵洞不 均匀沉降,消除黄土的湿陷性,提高涵洞地基承载力。具有施工对行车干扰小、质量容易保证、工程 造价低等特点,值得推广应用。
关键词PHC管桩承栽力静载荷试验
0引言 预应力高强混凝土管桩(PHC管桩)是驻马店
地区近两三年开始采用的一种桩基础,施工、设计经 验较少,如何进行合理的设计、施工对于保证工程质 量、节约投资具有重要意义。鉴于此,本文针对驻马 店地区的一个工程实例,依据沉桩施工资料,对PHC 管桩静载荷试验结果进行了计算分析,并讨论了产生 单桩承载能力比设计高出20%甚至更多等方面的原 因,提出了相应的建议,为类似工程的设计施工提供 参考。
2静载荷试验 静载荷试验按照建筑桩基技术规范…和建筑基桩
检测技术规范㈡进行,采用慢速荷载维持法,利用 JCQ503D系统加载,总加载量为2 000 kN,共分10级
贾志刚,男,助教,硕士。
万方数据
5O
图1 35号桩Q哪曲线图
时间lgt/min

IO
100
3.0
‘—————+——————+—~H((32))860000
4 结论 (1)管桩沉桩过程中的挤土效应对桩体承载力
有明显削弱作用,应通过控制沉桩速率(顺序)、布 桩密度等方法和措施消除(或部分消除)其挤土效应。
(2)管桩承载力恢复的速度受桩侧土体固结性 能的影响,可通过设置袋装砂井或迥料排水板等措施 消除部分超孔隙水压力,加快管桩承载力恢复速度。
(3)管桩沉桩的特点决定了压桩机压力表值只 是管桩承载力的部分体现,这与管桩实际工作状态中 表现出的摩擦桩特性不符,要正确判断管桩的承载 力,必须根据规范要求,进行现场静载荷试验。
万方数据
(4)管桩在沉桩时的控制指标,对于中高压缩 性土,最好以桩顶高程控制为主;对于低压缩性土, 宜以压桩力控制为主,这样工程质量、工期、成本及 施工过程均易于控制。
参考文献:
[1]建筑桩基技术规范(JGJ94----94)[s]. [2]建筑基桩检测技术规范(JGJl06--2003)[s]. [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(3). [4】施峰.PHC管桩荷载传递的试验研究[J].岩土力学,2004,26(1). [5]王晓军等.大直径预应力管桩施工的质量控制要点[J].路基工程,
2008(3). 收稿日期:2008—10—07
2下沉原因 2.1积水
涵洞基础上层为1.2 m厚浆砌片石,下层用1.8 m的灰土换填。涵洞基础下湿陷性黄土厚4.0—6.0
崔齐飞,男,助理工程师。
m、具有Ⅱ级自重湿陷性。涵洞两侧地面高于涵洞基 础,积水无法排出,特别是雨季,该涵基本为主要排 水通道,导致大量雨水、生活污水汇集,下渗,地基土 长期浸泡逐渐软化,承载力大幅降低,涵体逐渐下沉。 2.2结构
1200
1600
2000
2O
沉桩机械选用ZYJ.800型静压桩机,施工中实行 压桩力及标高双控原则,且以压桩力为主,高程为 辅。为赶工期,以试压桩过程模拟工程桩载荷试验, 以此确定单桩抗压承载力特征值。当桩顶高程到达设 计值时,压桩力仅为900 kN左右。依据施工经验决 定继续压桩直至压桩力为2 000 kN左右,并对设计桩 长进行了变更,有效桩长取为31 m。
荷载QAN

480
960
1440
1920
2400
6.0
12.0

逝 j;s
18.0
24.0
30.O

图3 252号桩Q心曲线图
时间lgt/min
10
100
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避 幅O
————————————’—一、(6()716)8109k2N0
kN
孔O
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图4 252号桩s也t曲线图
3试验结果分析及建议措施p卜H1 现场载荷试验结果表明,试验加载量没有达到桩
(4)预应力管桩沉桩过程中决定主控制指标是 高程还是压桩力,很大程度上取决于桩周土的固结特 性、压桩的密度等条件。在通常情况下,固结速度较 慢的饱和软土或压桩密度大的粘土地基,应以标高控 制为主;硬土、遇到岩层或压桩密度小的地基应以沉 桩压力控制为主。本工程场地土均为中等偏高压缩性 饱和土,在沉桩过程中实行压桩力及标高双控原则, 且以压桩力为主,标高为辅。这样就会出现施工过程 中桩长虽然已经很长,桩的实际承载力(静载荷时得 出的承载力)已满足设计要求,但在压桩力不够时, 就继续送桩,结果造成不必要的人力、物力的浪费。
kN kN
6.0

————、‘_(5)1200 kN
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12.0
———‘~—,(9)2000 kN
15.O
图2 35号桩s—l∥曲线图
贾志刚等:PHC管桩单桩静载荷试验分析
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从图l、图2看出,当试验的最大加载量达到 2 000 kN时,试桩在各级荷载作用下的沉降都能稳 定,曲线线形相似,均呈缓变型,没有明显向下弯折 段,桩都没有达到极限状态,可以认为极限承载力均 大于2 000 kN。从桩顶沉降量和卸荷后的回弹率来 看,沉降都在弹性范围之内,桩顶沉降量基本上等于 桩身弹性压缩量。
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