換流站工程HC靜壓管樁擠土效應的危害及控制措施

換流站工程PHC靜壓管樁擠土效應的危害及控制措施摘要：PHC管樁作為一種重要的地基基礎處理形式，它具有以下優(yōu)點：承載力高、質(zhì)量可靠、運輸?shù)跹b方便、施工周期短、利于現(xiàn)場安全文明施工等。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、造價相對較高、施工時會引起擠土效應等缺點。特別是擠土效應，如果沒有有效的控制措施，會給工程的施工質(zhì)量和施工進度造成較大的影響。結(jié)合換流站的工程實際，就PHC管樁擠土效應的危害和控制措施做如下分析。關鍵詞：PHC管樁、擠土效應、防治措施1.PHC管樁的簡介及在換流站工程的應用PHC管樁即預應力高強度混凝土管樁，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。在沉樁過程中，油壓值可直觀、準確地讀出，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、工期相對較緊等特點，因此在同里換流站大部分建、構筑物的地基處理采用了PHC靜壓管樁。2.擠土效應的危害及原理PHC管樁施工的過程其實是一個擠土過程，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，應力應變狀態(tài)發(fā)生很大變化，離樁體一定范圍內(nèi)的土體結(jié)構、密度及含水量發(fā)生相應改變，這種綜合的效應成為擠土效應管樁施工擠土效應的原理分析目前最為常見的是圓孔擴張理論，當靜壓樁在貫入過程中，會引起樁周土體的復雜運動，單樁周圍土體位移方式大致是：當樁貫入時，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，當貫入深度較大時，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。根據(jù)圓孔擴張理論，樁周土的變形類似一個圓柱形孔擴張而引起的變形，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)構完全破壞；Ⅱ區(qū)：塑性區(qū)，受沉樁影響嚴重，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產(chǎn)生破壞的原因分為兩種，一種為當PHC樁貫入土層中時,樁周土體會受到劇烈的擠壓,導致原土體受較大剪切變形而使結(jié)構受很大的擾動和破壞，尤其在樁位較密集時，樁擠土產(chǎn)生的垂直應力下，引起大范圍的土體隆起，當樁的上浮力較大時即產(chǎn)生浮樁現(xiàn)象；另一種是因為超空隙水壓力的產(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,擾動了土體結(jié)構,這種破壞和擾動隨著樁的貫入會連續(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例來看，因土質(zhì)為高飽和軟土，土體受擠壓時體積不會收縮或收縮量極小，擠壓應力主要通過土體位移來消減，擠土效應十分顯著，因此所造成的負面影響更大。對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)了擠土效應對工程的主要影響，有以下幾方面：會引起已建成道路、站內(nèi)雨水排水管和電纜溝等設施產(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，所以受擠土效應的影響也比較嚴重?；乙自斐筛轿督铀姆饺蓟蛲埔圃鍪Т髨觯谡诟F管樁施工眠的區(qū)域附夫近進行開慧挖時，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塔系數(shù)。詢圖沃2激中為圍墻末基礎施工承時因交流介濾波器轎場婚PH礦C們管樁的施率工造成圍換墻基礎施阻工時土體詳塌方，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解滋決了此問呼圖2：因擠土效應引起附近基坑塌方圖圖2雨水管道和圍墻基礎采用鋼板樁支護后的效果圖著在水平控督制樁附近腎進行樁基餡施工，站閃內(nèi)測量控秩制樁樁位纖最大能移餐動超芒過標2c諒m蹤，給站內(nèi)凳測量控制省系統(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)偏差超出庭設計和規(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，嚴放重削弱了倡管樁的承臣載能力，再使沉樁承筋載能力達叮不到設計釘要求。拔4陶.葛擠土效應仙的控制措譯施咐由于上述鳴危害的嚴晨重性，作凈為電力建帥設監(jiān)理人回員，應遵淺循施工前爸預防為主談，施工后面處理為輔赤的原則。武從施工前岸準備階段艇、施工過虛程階段、騎施工完成坊階段等各傻個環(huán)節(jié)進咬行嚴格控脆制。護4.模1王施工方案異施工前認腹真研究地速質(zhì)勘查報孕告和施工咱圖紙，對軌不良土質(zhì)突和地下水鳥位等現(xiàn)場歸地質(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，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。施工單誠位在前期腫施工方案濾編制的過獨程中應對揉重點區(qū)域府編制專項衛(wèi)技術處理蕉方案。技襪術方案要摔合理有效信。施工方偶案中應有織詳細的處貞理方法，勝特別像換食流站閥廳拜和換流變貝廣場這種蠅高密度、縣大管徑的亞預應力群購樁施工，成施工方案跪上應有有肥效的預防承措施，施崇工中應嚴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降遞低責,瞎但擠土作動用滅會純減少學。龜4.農(nóng)3夠管樁施工豈質(zhì)量憂因水平擠畏土效應的籌剪切力可頂能會對管岔樁的薄弱舒環(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、及焊舊縫的檢測圈的方面綜胞合控制。顯特別是焊虎縫探傷和怒小應變檢腥測，是保功證焊縫質(zhì)貴量的關鍵渾，應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效應的最鬧為有效和巧經(jīng)濟的措周施。通過研理論分析批和試驗測肚試發(fā)現(xiàn)沉壯樁施工順狗序餡對季PH椅C酷管樁的擠躁土效應有感顯著影響田。實驗表將明群樁施幟工時，在沃后沉入樁削沉入過程怨中，兩樁盡中間的土測體被少量意擠回，而惱應樁面的考擠土效應秀將不斷積輔累，背樁跑面擠土位判移少量增括加，但大的幅度小于門應樁面的剪擠土位移訓。施工應劍按背離需洽要保護的羽構筑物由權近及遠的虧沉樁順序眼施工，以礦避免擠土顏效應對構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弱的疊加，蛋且先期壓備入的樁有止遮攔效應瓜。施工流熟水惕應遵循先障近已有建晃筑物后遠破已有建筑破物、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卵結(jié)構使壓謎樁的土體拐無法擴散耗以同里換蟻流站交流撒濾波器場挎西南角圍段欄協(xié)內(nèi)銀PH嘗C桑管樁施工揀流水如部圖掏4驗。彩圖來4撿交流濾波愚器場圍欄啞內(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，沒狗有應力釋沈放空間，險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)檢搭測數(shù)據(jù)和犁測量結(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，使土體吐有時間釋吹放內(nèi)力，惡使土體在兩整個打樁遞過程有一緞定的回彈鬧。沉樁速灑度一般控績制秩在常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)壽測突對施工區(qū)催域進行實井時監(jiān)測，供主要檢測壩的內(nèi)容包拼括：土體躺內(nèi)部孔隙客水壓力監(jiān)變測；周邊凍建、構筑狂物的沉降蝴、傾斜、屑水平位移迷的監(jiān)測；膠已施工樁賢位偏移與非上浮的監(jiān)吳測；地面閱沉降和隆齒起的監(jiān)測央等給4.嚇7囑常用的消樹減擠土效劉應的技術辨措施新4.7.豈1纖開挖防擠幫溝或設置達防擠孔，宋當壓樁場無地距建筑靜物較近時京，為保護藏相鄰物體豈，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400~悶600m關m旬,頭孔層深海10~1陽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。秧4.7.油2歪減少排土嘩量的措施鍵—剩預鉆孔壓譯樁，方法止是在要施狂工的樁位蘭上用螺旋且出土器預洋先鉆一個具孔，然后獄將樁壓入曲，鉆孔取用土：由于哪淺層效應閥比較明顯陡，因此可信采取鉆孔封取土來減芳少擠土效駝應，鉆孔振的直徑略近小于樁徑肢，深度可巡取樁長四的盟1/雜3縱。肆4.7.柄3禍設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。編在具體的賺設計中應燥根據(jù)工