換流站工程HC靜壓管樁擠土效應(yīng)的危害及控制措施

換流站工程PHC靜壓管樁擠土效應(yīng)的危害及控制措施摘要：PHC管樁作為一種重要的地基基礎(chǔ)處理形式，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：承載力高、質(zhì)量可靠、運(yùn)輸?shù)跹b方便、施工周期短、利于現(xiàn)場(chǎng)安全文明施工等。但它也具有地耐力要求高、壓持力（夾持力）過大易造成樁身破碎、造價(jià)相對(duì)較高、施工時(shí)會(huì)引起擠土效應(yīng)等缺點(diǎn)。特別是擠土效應(yīng)，如果沒有有效的控制措施，會(huì)給工程的施工質(zhì)量和施工進(jìn)度造成較大的影響。結(jié)合換流站的工程實(shí)際，就PHC管樁擠土效應(yīng)的危害和控制措施做如下分析。關(guān)鍵詞：PHC管樁、擠土效應(yīng)、防治措施1.PHC管樁的簡(jiǎn)介及在換流站工程的應(yīng)用PHC管樁即預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁，是一種比較普遍的樁基處理方式。它具有單樁承載力高，使用地域廣、建筑類型多，成樁質(zhì)量可靠程度高，施工周期短等優(yōu)點(diǎn)。在沉樁過程中，油壓值可直觀、準(zhǔn)確地讀出，因而能精確判斷樁基承載力。同里換流站地基土主要包括①1素填土、①2淤泥、②粉質(zhì)粘土、③淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、④粉質(zhì)粘土等，地質(zhì)條件符合管樁的施工條件。另外換流站工程具有荷載大、沉降變形控制要求高、工期相對(duì)較緊等特點(diǎn)，因此在同里換流站大部分建、構(gòu)筑物的地基處理采用了PHC靜壓管樁。2.擠土效應(yīng)的危害及原理PHC管樁施工的過程其實(shí)是一個(gè)擠土過程，樁周土體在成樁過程中，樁周受到徑向擠壓和豎向擠壓作用，應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)發(fā)生很大變化，離樁體一定范圍內(nèi)的土體結(jié)構(gòu)、密度及含水量發(fā)生相應(yīng)改變，這種綜合的效應(yīng)成為擠土效應(yīng)管樁施工擠土效應(yīng)的原理分析目前最為常見的是圓孔擴(kuò)張理論，當(dāng)靜壓樁在貫入過程中，會(huì)引起樁周土體的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，單樁周圍土體位移方式大致是：當(dāng)樁貫入時(shí)，樁尖周圍土體被排擠出現(xiàn)水平向和豎直向位移，并產(chǎn)生擾動(dòng)和重塑，在樁身附近離地面約四倍樁徑深度范圍內(nèi)，土體發(fā)生一定的地面隆起，當(dāng)貫入深度較大時(shí)，由于上覆土層的壓力，土體主要沿徑向向外擠出，在鄰近樁尖處，土體有向下及徑向移動(dòng)。根據(jù)圓孔擴(kuò)張理論，樁周土的變形類似一個(gè)圓柱形孔擴(kuò)張而引起的變形，在沉樁后土體主要位移圖示及樁軸土體中形成的幾個(gè)性質(zhì)不同的區(qū)域圖示見圖1圖1樁周土分區(qū)Ⅰ區(qū)：強(qiáng)烈重塑區(qū)，緊貼樁身，在沉樁過程中經(jīng)歷了大位移，且由于樁身拖曳，結(jié)構(gòu)完全破壞；Ⅱ區(qū)：塑性區(qū)，受沉樁影響嚴(yán)重，土體發(fā)生較大位移和塑性變形；Ⅲ區(qū)：彈性區(qū)，受沉樁影響，但土體保持彈性狀態(tài)；Ⅳ區(qū)：該區(qū)不受沉樁影響；Ⅴ區(qū)：樁端塑性區(qū)。分析得到管樁擠土效應(yīng)產(chǎn)生破壞的原因分為兩種，一種為當(dāng)PHC樁貫入土層中時(shí),樁周土體會(huì)受到劇烈的擠壓,導(dǎo)致原土體受較大剪切變形而使結(jié)構(gòu)受很大的擾動(dòng)和破壞，尤其在樁位較密集時(shí)，樁擠土產(chǎn)生的垂直應(yīng)力下，引起大范圍的土體隆起，當(dāng)樁的上浮力較大時(shí)即產(chǎn)生浮樁現(xiàn)象；另一種是因?yàn)槌障端畨毫Φ漠a(chǎn)生和影響，樁尖首先直接使土產(chǎn)生沖剪破壞,孔隙水受此沖剪擠壓作用形成不均勻水頭,產(chǎn)生急劇上升的超孔隙水壓力,擾動(dòng)了土體結(jié)構(gòu),這種破壞和擾動(dòng)隨著樁的貫入會(huì)連續(xù)不斷地向下傳遞。表現(xiàn)為地表、淺層和深層土發(fā)生豎向和水平位移。從同里換流站的施工實(shí)例來看，因土質(zhì)為高飽和軟土，土體受擠壓時(shí)體積不會(huì)收縮或收縮量極小，擠壓應(yīng)力主要通過土體位移來消減，擠土效應(yīng)十分顯著，因此所造成的負(fù)面影響更大。對(duì)施工的影響和造成的破壞也是不容忽視的。在換流站工程中管樁施工中我們總結(jié)了擠土效應(yīng)對(duì)工程的主要影響，有以下幾方面：會(huì)引起已建成道路、站內(nèi)雨水排水管和電纜溝等設(shè)施產(chǎn)生裂縫，影響其使用功能。換流站站內(nèi)電纜溝、排水管等線路比起民用建筑要多很多，所以受擠土效應(yīng)的影響也比較嚴(yán)重?；乙自斐筛轿督铀姆饺蓟蛲埔圃鍪Т髨?chǎng)，在正在窮管樁施工眠的區(qū)域附夫近進(jìn)行開慧挖時(shí)，由猶于擠土力移和超空隙朝水壓力的缺影響，基貌坑產(chǎn)生塌內(nèi)方的可能聞性明顯增升大，增加伴施工的難迫度和危險(xiǎn)塔系數(shù)。詢圖沃2激中為圍墻末基礎(chǔ)施工承時(shí)因交流介濾波器轎場(chǎng)婚PH礦C們管樁的施率工造成圍換墻基礎(chǔ)施阻工時(shí)土體詳塌方，水孟泥土攪拌孔樁發(fā)生斷炕裂的現(xiàn)象效，圖2：因擠土效應(yīng)引起附近基坑塌方圖卸圖枕3肌為通過合壩理安排施百工順序和嘉采用鋼板隆樁支護(hù)解滋決了此問呼圖2：因擠土效應(yīng)引起附近基坑塌方圖圖2雨水管道和圍墻基礎(chǔ)采用鋼板樁支護(hù)后的效果圖著在水平控督制樁附近腎進(jìn)行樁基餡施工，站閃內(nèi)測(cè)量控秩制樁樁位纖最大能移餐動(dòng)超芒過標(biāo)2c諒m蹤，給站內(nèi)凳測(cè)量控制省系統(tǒng)帶來鈴較大影響指。謝樁身的水肝平擠壓易象造成樁位質(zhì)偏差超出庭設(shè)計(jì)和規(guī)孩程規(guī)范的給要求，甚蜓至有可能光在管樁的芳薄弱環(huán)節(jié)名（如接樁籃處）產(chǎn)生非破壞，影急響沉樁的供質(zhì)量。栗易引起浮舞樁現(xiàn)象的喂產(chǎn)生，嚴(yán)放重削弱了倡管樁的承臣載能力，再使沉樁承筋載能力達(dá)叮不到設(shè)計(jì)釘要求。拔4陶.葛擠土效應(yīng)仙的控制措譯施咐由于上述鳴危害的嚴(yán)晨重性，作凈為電力建帥設(shè)監(jiān)理人回員，應(yīng)遵淺循施工前爸預(yù)防為主談，施工后面處理為輔赤的原則。武從施工前岸準(zhǔn)備階段艇、施工過虛程階段、騎施工完成坊階段等各傻個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)咬行嚴(yán)格控脆制。護(hù)4.模1王施工方案異施工前認(rèn)腹真研究地速質(zhì)勘查報(bào)孕告和施工咱圖紙，對(duì)軌不良土質(zhì)突和地下水鳥位等現(xiàn)場(chǎng)歸地質(zhì)情況型有清楚的餐了解，明府確工程中燥的施工注殖意點(diǎn)，一肉般為地質(zhì)吊較差或有伶突變和管鏟樁密度較診高的區(qū)域奉。施工單誠(chéng)位在前期腫施工方案濾編制的過獨(dú)程中應(yīng)對(duì)揉重點(diǎn)區(qū)域府編制專項(xiàng)衛(wèi)技術(shù)處理蕉方案。技襪術(shù)方案要摔合理有效信。施工方偶案中應(yīng)有織詳細(xì)的處貞理方法，勝特別像換食流站閥廳拜和換流變貝廣場(chǎng)這種蠅高密度、縣大管徑的亞預(yù)應(yīng)力群購(gòu)樁施工，成施工方案跪上應(yīng)有有肥效的預(yù)防承措施，施崇工中應(yīng)嚴(yán)顛格按照施古工方案施粗工。局4.管2孝樁尖選型坡管樁樁尖威的形式主匆要有三液種娘:濕十字型、切圓錐型和厲開口型。飄十字型、譯圓錐型屬爆于封口腫型陰,安土體無法乞進(jìn)入樁蠟內(nèi)悅;蔽而開口型遣樁尖成樁淚后樁身下素部約滑有幻1/3漁~1/水2剛償樁長(zhǎng)的內(nèi)具腔被土體雨塞握住撫,趟從土體閉策塞效果來撤看慘,贊單樁承載路力不會(huì)降遞低責(zé),瞎但擠土作動(dòng)用滅會(huì)純減少學(xué)。龜4.農(nóng)3夠管樁施工豈質(zhì)量憂因水平擠畏土效應(yīng)的籌剪切力可頂能會(huì)對(duì)管岔樁的薄弱舒環(huán)節(jié)如接境樁處造成橫破壞，所妹以要嚴(yán)格慚控制焊縫繪質(zhì)量，從遵焊工的資瞞質(zhì)、焊縫臂施工的旁鄭站、及焊舊縫的檢測(cè)圈的方面綜胞合控制。顯特別是焊虎縫探傷和怒小應(yīng)變檢腥測(cè)，是保功證焊縫質(zhì)貴量的關(guān)鍵渾，應(yīng)引起圍充分的重事視。寶4.膽4暈確定合理煩施工流水漲合理的施旦工流水是塊防止擠土競(jìng)效應(yīng)的最鬧為有效和巧經(jīng)濟(jì)的措周施。通過研理論分析批和試驗(yàn)測(cè)肚試發(fā)現(xiàn)沉壯樁施工順狗序餡對(duì)季PH椅C酷管樁的擠躁土效應(yīng)有感顯著影響田。實(shí)驗(yàn)表將明群樁施幟工時(shí)，在沃后沉入樁削沉入過程怨中，兩樁盡中間的土測(cè)體被少量意擠回，而惱應(yīng)樁面的考擠土效應(yīng)秀將不斷積輔累，背樁跑面擠土位判移少量增括加，但大的幅度小于門應(yīng)樁面的剪擠土位移訓(xùn)。施工應(yīng)劍按背離需洽要保護(hù)的羽構(gòu)筑物由權(quán)近及遠(yuǎn)的虧沉樁順序眼施工，以礦避免擠土顏效應(yīng)對(duì)構(gòu)獅筑物造成饅的擠壓影倒響。間接絮壓樁能大便幅度減少凍擠土效應(yīng)弱的疊加，蛋且先期壓備入的樁有止遮攔效應(yīng)瓜。施工流熟水惕應(yīng)遵循先障近已有建晃筑物后遠(yuǎn)破已有建筑破物、先深走后淺、先默中間后周瘡邊、先密典集區(qū)域后呈稀疏區(qū)域改。券這樣的施搭工順序可種以避免由尖于基坑四禍周的維護(hù)卵結(jié)構(gòu)使壓謎樁的土體拐無法擴(kuò)散耗以同里換蟻流站交流撒濾波器場(chǎng)挎西南角圍段欄協(xié)內(nèi)銀PH嘗C桑管樁施工揀流水如部圖掏4驗(yàn)。彩圖來4撿交流濾波愚器場(chǎng)圍欄啞內(nèi)管樁施增工流水圖農(nóng)圖中南面隨和西面圍快墻管樁和違道路水泥化土攪拌樁怪已經(jīng)施工胳完成，沒狗有應(yīng)力釋沈放空間，險(xiǎn)因此選用厭如圖的施羨工順序，帆總體采用害由西向東僅，由南向線北的方向躬施工。以觸更好的釋銅放擠土力小，并且避蘇免對(duì)已經(jīng)禽施工完成尼的管樁和離水泥土攪茶拌的影響接。根據(jù)檢搭測(cè)數(shù)據(jù)和犁測(cè)量結(jié)果楊表明此施普工流水很搜好的減少邀了擠土效內(nèi)應(yīng)的影響旦。歐4.候5密區(qū)域打樁茅速度的控匙制膊合理控制正打樁速率異，使土體吐有時(shí)間釋吹放內(nèi)力，惡使土體在兩整個(gè)打樁遞過程有一緞定的回彈鬧。沉樁速灑度一般控績(jī)制秩在常1m/m檢i侮n水以內(nèi)。遍4.室6孝做好施工屬區(qū)域的監(jiān)壽測(cè)突對(duì)施工區(qū)催域進(jìn)行實(shí)井時(shí)監(jiān)測(cè)，供主要檢測(cè)壩的內(nèi)容包拼括：土體躺內(nèi)部孔隙客水壓力監(jiān)變測(cè)；周邊凍建、構(gòu)筑狂物的沉降蝴、傾斜、屑水平位移迷的監(jiān)測(cè)；膠已施工樁賢位偏移與非上浮的監(jiān)吳測(cè)；地面閱沉降和隆齒起的監(jiān)測(cè)央等給4.嚇7囑常用的消樹減擠土效劉應(yīng)的技術(shù)辨措施新4.7.豈1纖開挖防擠幫溝或設(shè)置達(dá)防擠孔，宋當(dāng)壓樁場(chǎng)無地距建筑靜物較近時(shí)京，為保護(hù)藏相鄰物體豈，可在樁滔基施工區(qū)士域與相鄰墳物體間開糾挖防擠溝褲，溝寬和稿深度可謙取肥1.5m倒-2.0機(jī)消擠孔宜如布置兩排盼以督上勿,冠梅花形布寄置很,悲孔級(jí)400~悶600m關(guān)m旬,頭孔層深海10~1陽(yáng)5m哄,臂孔間哈距半0.5~涉1.0惕m醒。納深度可根況據(jù)保護(hù)相膨鄰物體埋拆深加喜深亦0.5m泥-1.0委m丑。奇孔內(nèi)可填學(xué)入稻草等尋壓縮性大鑄、透水性券好的填靜料芝,攪以防塌孔場(chǎng)。秧4.7.油2歪減少排土嘩量的措施鍵—剩預(yù)鉆孔壓譯樁，方法止是在要施狂工的樁位蘭上用螺旋且出土器預(yù)洋先鉆一個(gè)具孔，然后獄將樁壓入曲，鉆孔取用土：由于哪淺層效應(yīng)閥比較明顯陡，因此可信采取鉆孔封取土來減芳少擠土效駝應(yīng)，鉆孔振的直徑略近小于樁徑肢，深度可巡取樁長(zhǎng)四的盟1/雜3縱。肆4.7.柄3禍設(shè)置袋裝隨砂井或塑蝕料排水板拼消除部分傍超空隙水妙壓力水，者減弱擠土袍效應(yīng)。編在具體的賺設(shè)計(jì)中應(yīng)燥根據(jù)工