孔壓靜力觸探試驗(yàn)估算沉樁過(guò)程中產(chǎn)生的超孔隙水壓力

結(jié)合中電工程海鹽風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目試樁實(shí)體工程，通過(guò)沉樁過(guò)程中地表沉降、地基土體超孔隙水壓力的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究，獲得了擠土樁沉樁過(guò)程中地表變形規(guī)律、地基土體超孔隙水壓力的增長(zhǎng)、消散特征。在臨近建筑物保護(hù)區(qū)域內(nèi)沉樁須充分考慮沉樁順序和速率等重要參數(shù)。

軟粘土層深厚的地區(qū)進(jìn)行預(yù)制樁沉樁施工將產(chǎn)生超靜孔隙水壓力的累積,過(guò)高的超靜孔隙水壓力會(huì)使周圍土體及建筑、地下管線等產(chǎn)生較大的變位,甚至產(chǎn)生破壞。結(jié)合實(shí)際工程,介紹了沉樁施工所引起超靜孔隙水壓力變化的原型試驗(yàn)。試驗(yàn)表明,單樁沉樁顯著影響范圍可達(dá)15m,沉樁引起的超靜孔隙水壓力水平可以達(dá)到甚至超過(guò)上覆有效土壓力,并出現(xiàn)兩個(gè)不同的相對(duì)穩(wěn)定水平階段。

長(zhǎng)螺旋鉆管內(nèi)泵壓cfg樁,是一項(xiàng)cfg樁復(fù)合地基新技術(shù)。該技術(shù)在鄭州地區(qū)推廣應(yīng)用時(shí),引起一系列環(huán)境巖土工程問題和樁體工程質(zhì)量問題。所以探討產(chǎn)生上述問題的機(jī)理和成因,提出解決問題的辦法,對(duì)其適應(yīng)性做出評(píng)價(jià)已迫在眉睫?？紫端畨毫Φ淖兓峭馏w強(qiáng)度變化的前兆。通過(guò)在施工現(xiàn)場(chǎng)埋設(shè)孔隙水壓力計(jì),研究了長(zhǎng)螺旋鉆管內(nèi)泵壓cfg樁施工過(guò)程中,樁周飽和粉土中孔隙水壓力的變化規(guī)律,探討了施工引起樁周土體變形的機(jī)理。這為深入分析施工引起環(huán)境巖土工程問題的原因,進(jìn)而采取有效措施,避免工程事故的發(fā)生提供了重要依據(jù)。

某廠房地基由于軟土層較厚,在大面積沉樁施工時(shí)引起較高的土體壓應(yīng)力和超靜孔隙水壓力。試驗(yàn)區(qū)基坑開挖后發(fā)現(xiàn)樁頭有上浮及偏移現(xiàn)象,若不采取有效措施則必然導(dǎo)致基坑開挖失穩(wěn)及整個(gè)樁基的承載力下降。通過(guò)設(shè)置間距合理的豎向排水體進(jìn)行治理及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè),最終保證了樁基及整個(gè)基坑開挖的安全。

根據(jù)控制沉降設(shè)計(jì)理論,采用疏化樁間距的方法,在某高速公路深厚軟基處理中設(shè)計(jì)并使用了帶帽ptc管樁。本文探討了ptc管樁在高速公路深厚軟土地基處理中的適用性,介紹了ptc管樁的施工工藝及技術(shù)要求,現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)了ptc管樁靜壓樁施工過(guò)程中產(chǎn)生的超孔隙水壓力,并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。為避免靜壓樁過(guò)程產(chǎn)生超孔隙水壓力對(duì)周圍環(huán)境的不良影響,提出了消除超孔隙水壓力的一些措施,同時(shí)應(yīng)用辯證觀點(diǎn),分析了可利用超孔隙水壓力消散的有利條件,達(dá)到深厚軟基二次固結(jié)處理的目的。

軟粘土層深厚的地區(qū)進(jìn)行預(yù)制樁沉樁將產(chǎn)生超靜孔隙水壓力的累積,過(guò)高的超靜孔隙水壓力使周圍土體及建筑、地下管線等產(chǎn)生較大的變位,甚至產(chǎn)生破壞。以一次沉樁引起的超靜孔隙水壓力的原型試驗(yàn),表明,單樁沉樁顯著影響范圍可達(dá)15m,沉樁引起的超靜孔隙水壓力水平可以達(dá)到甚至超過(guò)上覆有效土壓力,并出現(xiàn)兩個(gè)不同的相對(duì)穩(wěn)定水平階段。

采用大型恒剛度直剪儀,系統(tǒng)研究超孔隙水壓力對(duì)黏性土中樁土界面剪切性能的影響。根據(jù)制定的測(cè)試超孔隙水壓力方案,對(duì)4個(gè)粗糙度等級(jí)(混凝土表面鋸齒狀峰谷距為0、2、4、6mm)的不同含水率黏性土中樁土界面在不同剪切速率下進(jìn)行剪切試驗(yàn)。針對(duì)界面粗糙度、黏性土含水率、剪切速率3個(gè)變化參數(shù)對(duì)界面抗剪強(qiáng)度的影響進(jìn)行分析。結(jié)果表明:界面粗糙度越大,界面超孔隙水壓力越小,有效法向應(yīng)力越大,黏性土顆粒與混凝土表面吸附性越大,樁土界面抗剪強(qiáng)度越大；黏性土含水率越大,界面超孔隙水壓力越大,有效法向應(yīng)力越小,黏性土顆粒與混凝土表面吸附性不能完全發(fā)揮,樁土界面抗剪強(qiáng)度反而減??；在剪切速率0.4～1.0mm/min范圍內(nèi),剪切速率越大,界面超孔隙水壓力增幅較小,有效法向應(yīng)力變化不大,樁土界面抗剪強(qiáng)度雖有減小,但不同剪切速率下超孔隙水壓力對(duì)樁土界面抗剪強(qiáng)度的影響不明顯。

地下水與孔隙水壓力——1地下水的賦存和靜水壓力　　2滲流、滲透力和滲透破壞　　3超靜水壓力　　4地下水與工程　　

地下水與孔隙水壓力——1地下水的賦存和靜水壓力　　2滲流、滲透力和滲透破壞　　3超靜水壓力　　4地下水與工程　　

測(cè)量專業(yè)作業(yè)指導(dǎo)書 孔隙水壓力監(jiān)測(cè)實(shí)施細(xì)則 文件編號(hào)： 版本號(hào)： 分發(fā)號(hào)： 編制： 批準(zhǔn)： 生效日期： 孔隙水壓力監(jiān)測(cè)實(shí)施細(xì)則 1．目的 為使測(cè)試人員在做檢測(cè)時(shí)有章可循，并使其操作合乎規(guī)范。 2．適用范圍 適用于孔隙水壓力監(jiān)測(cè)。 3．檢測(cè)內(nèi)容 通過(guò)在受力面埋設(shè)孔隙水壓力計(jì)，對(duì)基坑孔隙水壓力變化進(jìn)行量測(cè)。 4．檢測(cè)依據(jù) 《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（gb50497—2009）； 《孔隙水壓力測(cè)試規(guī)程》（cecs55:93）。 5．主要儀器設(shè)備 5.1頻率讀數(shù)儀； 5.2孔隙水壓力計(jì)：孔隙水壓力計(jì)的量程宜為設(shè)計(jì)值的2倍，分辯率（%f·s）不宜低于 0.2%f·s，精度不宜低于0.5%f·s。 6.檢測(cè)條件 6.1氣溫應(yīng)在-5℃~+45℃； 6.2相對(duì)濕度30%~85%。 7.檢測(cè)前的準(zhǔn)備 7.1檢測(cè)儀器和計(jì)量器具必須滿足精度、等級(jí)要求，并應(yīng)有計(jì)量部門定期

xx有限責(zé)任公司 【基坑孔隙水壓力監(jiān)測(cè)】 作業(yè)指導(dǎo)書 文件版號(hào)：2014年版副本控制：(不)受控類 編寫人：編號(hào)： 審核人：分發(fā)號(hào)： 批準(zhǔn)人：持有人: 2014年11月10日 2 xx有限責(zé)任公司 作業(yè)指導(dǎo)書 文件編號(hào)： 第a版第0次修改 修訂頁(yè) 第1頁(yè)共1頁(yè) 生效日期：2014年12月10日 修改記錄 版號(hào)章節(jié)號(hào) 修訂 次數(shù) 修訂內(nèi)容批準(zhǔn)人日期 3 xx有限責(zé)任公司 作業(yè)指導(dǎo)書 文件編號(hào)： 第a版第0次修改 基坑孔隙水壓力監(jiān)測(cè) 第1頁(yè)共10頁(yè) 生效日期：2014年12月10日 1.目的 孔隙水壓力變化是土體應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化的先兆，依據(jù)基坑設(shè)計(jì)、施工工藝及監(jiān)測(cè)區(qū)域水文 地質(zhì)特點(diǎn)，通過(guò)預(yù)埋孔隙水壓力傳感器，利用測(cè)讀儀器（頻率讀數(shù)儀）定期測(cè)讀預(yù)埋傳感器讀 數(shù)，并換算獲得孔隙水壓力隨

基于adina有限元程序和三維biot固結(jié)有限元理論,定義樁周土為多孔介質(zhì)材料,以圓柱形空腔體擴(kuò)張理論為模型,模擬了一實(shí)體工程單樁沉樁過(guò)程.考慮實(shí)體工程的雙面排水條件,計(jì)算得到了沉樁完成后樁周初始超孔隙水壓力沿樁深度及徑向的分布規(guī)律,同時(shí)計(jì)算了樁周土體90d內(nèi)孔隙水壓力的消散狀況.在此基礎(chǔ)上,對(duì)樁周土因超孔隙水壓的消散引起的再固結(jié)沉降進(jìn)行了計(jì)算分析,得出的結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了比較.研究結(jié)果表明,考慮彈塑性本構(gòu)關(guān)系和三維滲流固結(jié)的有限元模型能較好地模擬沉樁引起的超孔隙水壓及其消散過(guò)程.

飽和粘土中單樁沉樁引起的超孔隙水壓力分析——以圓柱孔擴(kuò)張理論為基礎(chǔ)，通過(guò)實(shí)測(cè)資料的分析，探討了沉樁時(shí)單樁周圍土中產(chǎn)生的超孔隙水壓力的大小、分布及影響范圍，得出了單樁沉樁后土體中沿徑向及深度方向的超靜孔隙水壓力規(guī)律，并與理論解進(jìn)行了對(duì)比。

以圓柱孔擴(kuò)張理論為基礎(chǔ),通過(guò)實(shí)測(cè)資料的分析,探討了沉樁時(shí)單樁周圍土中產(chǎn)生的超孔隙水壓力的大小、分布及影響范圍,得出了單樁沉樁后土體中沿徑向及深度方向的超靜孔隙水壓力規(guī)律,并與理論解進(jìn)行了對(duì)比。

基于mohr-coulomb屈服準(zhǔn)則,在考慮土體的內(nèi)摩擦角φ的情況下,推導(dǎo)了盾構(gòu)通過(guò)時(shí)引起的超孔隙水壓力的公式并與φ=0的情況作了比較,表明φ值使得塑性區(qū)范圍和超孔隙水壓力值變大.塑性區(qū)的范圍和塑性區(qū)內(nèi)超孔隙水壓力的主要影響因素是盾構(gòu)土艙壓力,但彈塑性區(qū)交界處的超孔隙水壓力值為a6ccos∮(a為henkel系數(shù),c為土的粘聚力),與土艙壓力無(wú)關(guān).以上海地鐵10號(hào)線同濟(jì)大學(xué)站—國(guó)權(quán)路站區(qū)間隧道為實(shí)例,對(duì)此進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè),結(jié)果顯示解析解與實(shí)測(cè)值吻合較好;提出開孔釋放超孔隙水壓力對(duì)策,經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)非常有效.

闡述了有關(guān)超孔隙壓力的研究現(xiàn)狀,基于孔隙水壓力相關(guān)理論和必要假定,給出了適于工程實(shí)際應(yīng)用的動(dòng)力沉樁超孔隙水壓力時(shí)程消散模型,以及用于模型求解的非線性最小二乘迭代法。該模型能夠有效模擬空間一點(diǎn)處超孔隙水壓力的時(shí)程消散過(guò)程,模型將整個(gè)動(dòng)力沉樁過(guò)程中超孔隙水壓力的增加和其后超孔隙水壓力的消散過(guò)程劃分為3個(gè)區(qū)。該模型可用于預(yù)測(cè)動(dòng)力沉樁后超孔隙壓力消散到安全限值所需時(shí)間,為樁基礎(chǔ)施工等提供有益指導(dǎo)。通過(guò)華能大慶電廠工程實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證,該模型對(duì)于研究超孔隙水壓力時(shí)程消散問題具有避免過(guò)多主、客觀因素干擾,便于程序?qū)崿F(xiàn),計(jì)算過(guò)程清晰,結(jié)果明確的特點(diǎn),適于工程實(shí)際應(yīng)用。

結(jié)合寧波軌道交通4號(hào)線東錢湖車輛段竹節(jié)樁復(fù)合地基處理試驗(yàn)段沉樁施工,開展了土體中超靜孔壓現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,并在考慮竹節(jié)樁竹節(jié)間空隙對(duì)豎向超靜孔壓分布影響的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)建立了竹節(jié)樁沉樁引起的豎向孔壓離散化計(jì)算公式。利用建立的離散化計(jì)算公式對(duì)2m樁間距試驗(yàn)工況的孔壓進(jìn)行計(jì)算,并將計(jì)算結(jié)果與測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明:計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果較為吻合,考慮竹節(jié)空隙影響的豎向超靜孔壓計(jì)算理論可以較好獲得竹節(jié)樁沉樁施工引起的超靜孔壓,可為竹節(jié)樁的設(shè)計(jì)和施工提供依據(jù)。

飽和軟土地基中樁基設(shè)計(jì)與沉樁引起的超孔隙水壓力大小及其消散有密切關(guān)系。通過(guò)對(duì)擠土樁沉樁過(guò)程的理論研究和資料分析,探討了沉樁時(shí)單樁與群樁周圍土中產(chǎn)生的超孔隙水壓力的大小、分布及影響范圍。并對(duì)實(shí)測(cè)資料進(jìn)行了對(duì)比和概述。

通過(guò)對(duì)vesic、徐永福、王偉等人推導(dǎo)出的超孔隙水壓力理論解的分析,發(fā)現(xiàn)這些理論解都存在一定的缺陷,在vesic和王偉推導(dǎo)出的理論解中,考慮土體的應(yīng)變軟化和圓孔擴(kuò)張,結(jié)合henkel公式推導(dǎo)出修正后的超孔隙水壓力理論解。結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行比較驗(yàn)證,結(jié)果表明,修正后的理論值更符合工程實(shí)際情況,可為樁基工程提供設(shè)計(jì)和施工參數(shù)。

濱德高速公路所經(jīng)地區(qū)主要由黃河沖積而成,場(chǎng)區(qū)地層以粉土和粉質(zhì)黏土為主。在試驗(yàn)區(qū)不同地層深度處埋設(shè)孔隙水壓力計(jì),通過(guò)觀測(cè)、分析強(qiáng)夯各個(gè)過(guò)程中超孔隙水壓力的變化規(guī)律,得出以下結(jié)論:在2000kn.m夯擊能的作用下,第1～2遍夯擊時(shí)最佳夯擊數(shù)為8～9擊,第3遍夯擊時(shí)最佳夯擊數(shù)為6～8擊;夯擊后,淺層的超孔隙水壓力基本均大于深層的超孔隙水壓力,消散時(shí)間也相對(duì)較長(zhǎng),并且淺層孔隙水壓力受夯擊影響的水平距離較深層的大;在2000kn.m夯擊能的作用下,強(qiáng)夯最大影響深度為8～9m,有效加固深度為6～8m,有效加固深度系數(shù)α=0.134～0.179;6～7m深處孔隙水壓力水平最大影響距離小于10m,有效影響寬度基本為5～7m。

管樁沉樁過(guò)程中孔隙水壓力的產(chǎn)生與消散過(guò)程對(duì)樁承載力變化分析具有重要意義,在飽和軟粘土中孔隙水壓力消散比例與樁的承載力提高比例是同步的,研究沉樁前后孔隙水壓力的變化對(duì)工程實(shí)踐很有幫助。本文綜述前人研究的工作成果并在此基礎(chǔ)上,采用多種方法對(duì)工程算例進(jìn)行計(jì)算并對(duì)結(jié)果和影響因素等進(jìn)行分析,提出各種理論的差異以及工程應(yīng)用的一些建議。

文章通過(guò)某試驗(yàn)段cfg單樁及群樁施工過(guò)程中樁周軟土孔隙水壓力的監(jiān)測(cè),分析了單樁和群樁施工引起的超靜孔隙水壓力累積及消散過(guò)程,對(duì)比了兩者的一些相同點(diǎn)及不同點(diǎn)。分析認(rèn)為,群樁施工過(guò)程產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力不是各單樁對(duì)樁周軟土影響的簡(jiǎn)單疊加,而是各單樁施工綜合影響的結(jié)果,期間伴隨著超靜孔壓的不斷累積和不斷消散,群樁超靜孔壓的這種反復(fù)累積消散的疊加效應(yīng)將對(duì)樁周淤泥質(zhì)軟土產(chǎn)生很大的擾動(dòng)。