CFG桩施工引起的超静孔隙水压力的现场试验研究

孔隙水压力变化规律是饱和粉土体宏观变形细观结构研究的基础。以阳光新城工程为例,采用现场试验方法对长螺旋cfg桩施工时的孔隙水压力(简称孔压)变化进行了监测,并根据监测结果对施工过程的孔隙水压力(简称孔压)变化进行了阶段划分。研究结果,长螺旋cfg桩施工过程中孔压变化规律与常规的剪切液化观点相悖,抽吸与窜孔对孔隙水压力变化影响显著,并解释了产生这种现象的原因。孔压极大值和极小值在一定范围内产生累加效应,表现为非对称性,而变化的幅度值呈近似对称性。根据幅度值大小确定了长螺旋cfg桩施工时的影响范围,其值与小孔扩张理论比较吻合。

软粘土层深厚的地区进行预制桩沉桩施工将产生超静孔隙水压力的累积,过高的超静孔隙水压力会使周围土体及建筑、地下管线等产生较大的变位,甚至产生破坏。结合实际工程,介绍了沉桩施工所引起超静孔隙水压力变化的原型试验。试验表明,单桩沉桩显著影响范围可达15m,沉桩引起的超静孔隙水压力水平可以达到甚至超过上覆有效土压力,并出现两个不同的相对稳定水平阶段。

长螺旋钻管内泵压cfg桩,是一项cfg桩复合地基新技术。该技术在郑州地区推广应用时,引起一系列环境岩土工程问题和桩体工程质量问题。所以探讨产生上述问题的机理和成因,提出解决问题的办法,对其适应性做出评价已迫在眉睫。孔隙水压力的变化是土体强度变化的前兆。通过在施工现场埋设孔隙水压力计,研究了长螺旋钻管内泵压cfg桩施工过程中,桩周饱和粉土中孔隙水压力的变化规律,探讨了施工引起桩周土体变形的机理。这为深入分析施工引起环境岩土工程问题的原因,进而采取有效措施,避免工程事故的发生提供了重要依据。

在深厚软土地区采用锤击法进行预应力管桩施工,由于土体受到剧烈扰动及软土较差的渗透性,会在桩周软土中产生很高的超静孔隙水压力。通过对现场实测超静孔隙水压力资料的分析和整理,探讨增强型离心桩施工产生的超静孔隙水压力在径向及深度上的分布规律,研究单桩施工不同时刻超静孔隙水压力变化规律。分析结果表明:单桩的沉桩显著影响范围为17.5倍桩径,超静孔隙压力的峰值并不一定出现在末节管桩施工结束后,另外,增强型离心桩单桩施工产生的超静孔隙水压力比普通的预应力管桩产生的超静孔隙水压力消散得快,在施工结束4h后,可以消散70%～80%。

根据饱和粘土中沉桩特点,用柱孔扩张理论模拟其贯入过程,将扩张后周围土体分为塑性区和弹性区,由柱孔扩张基本平衡方程和边界条件,采用能够考虑天然状态土体实际固结性状的ko固结土体本构模型的屈服面方程为屈服准则,以对数应变考虑桩周土体发生的大变形,结合henkel孔压公式,推导出沉桩后桩周超静孔隙水压力的理论表达式。通过算例分析了土体剪切模量、临界状态应力比、超固结比和静止侧压力系数对超静孔隙水压力的影响。同时,与基于修正剑桥模型解答和工程实例进行对比分析,理论计算值和现场实测值吻合较好,表明理论结果的合理性与实用性。

为研究水平旋喷成桩对周围地层的影响问题,优化水平旋喷桩设计施工,采用现场试验的方法研究了水平旋喷成桩引起超静孔隙水压力的变化规律,探讨了水平旋喷施工的影响范围。水平旋喷成桩对周围地层的扰动较大,引发土体中产生较高的超静孔隙水压力。通过对水平旋喷成桩过程的分析,可以分为高压射流形成阶段,高压射流与土体相互作用阶段和水泥土固化阶段。研究结果表明:水平旋喷成桩产生的超静孔隙水压力随着施工阶段的改变而变化,高压流体注入时有所增大,而钻喷杆卸杆时则有所减小;成桩引起的最大超静孔隙水压力与注浆压力呈近似线性关系;随着施工距离的增大,超静孔隙水压力不断减小,当施工距离大于15m时,基本可以忽略成桩引起的超静孔隙水压力;以水平旋喷成桩引起地层反应小于5%作为影响范围控制值,则超静孔隙水压力影响范围约为15~20倍成桩半径,可以采用指数函数的形式表达超静孔隙水压力与施工距离的关系。

根据饱和粘土中沉桩特点,用柱孔扩张理论模拟其贯入过程,将扩张后周围土体分为塑性区和弹性区,由柱孔扩张基本平衡方程和边界条件,采用能够考虑天然状态土体实际固结性状的ko固结土体本构模型的屈服面方程为屈服准则,以对数应变考虑桩周土体发生的大变形,结合henkel孔压公式,推导出沉桩后桩周超静孔隙水压力的理论表达式.通过算例分析了土体剪切模量、临界状态应力比、超固结比和静止侧压力系数对超静孔隙水压力的影响.同时,与基于修正剑桥模型解答和工程实例进行对比分析,理论计算值和现场实测值吻合较好,表明理论结果的合理性与实用性.

根据饱和粘土中沉桩特点,用柱孔扩张理论模拟其贯入过程,将扩张后周围土体分为塑性区和弹性区,由柱孔扩张基本平衡方程和边界条件,采用能够考虑天然状态土体实际固结性状的k_o固结土体本构模型的屈服面方程为屈服准则,以对数应变考虑桩周土体发生的大变形,结合henkel孔压公式,推导出沉桩后桩周超静孔隙水压力的理论表达式。通过算例分析了土体剪切模量、临界状态应力比、超固结比和静止侧压力系数对超静孔隙水压力的影响。同时,与基于修正剑桥模型解答和工程实例进行对比分析,理论计算值和现场实测值吻合较好,表明理论结果的合理性与实用性。

海相软土中预应力薄壁管桩采用锤击法施工会产生较大的超孔隙水压力。通过某工程实测表明:群桩施工引起的孔压在初期消散较快,其后逐渐缓慢;引起的最大孔压接近于80kpa。在群桩施工结束的1个多月后,桩间土超静孔隙水压力尚未能彻底消散,剩余的最大超静孔隙水压力还有10~20kpa。群桩的施工导致孔压的叠加,对孔隙水压力的大小产生显著的影响。因此,必须采取合理的施工工艺,来控制孔隙水压力并加快孔隙水压力的消散,以使群桩施工能顺利的进行。

当采用振动沉管法施工cfg桩时,沉管的振动和挤压效应将对桩周土产生极大的扰动,对饱和软粘土则会引起很大的超静孔隙水压力。通过某工程现场cfg桩施工所观测的桩周超静孔压数据的分析和整理,系统研究了单桩施工产生的超静孔压的发生发展过程,分析了超静孔压在桩周径向及深度上的分布,探讨了超静孔压的消散规律,以期为优化这类桩的施工以及合理桩间距的确定提供现场实测资料。

假定土体为饱和多孔黏弹性介质,采用burgers四元件流变模型来描述,结合建立在terzaghi-rendulic固结理论基础上的固结-流变耦合模型,采用复变函数解法,利用复变量将原平面上的研究域保角映射到像平面上的圆环域内,在像平面上求解以超静孔隙水压力为变量的控制方程,进而得到原平面域上软土盾构隧道的超静孔隙水压力的解析表达式。并在此基础上,研究了衬砌排水边界条件下盾构隧道的孔隙水压力问题以及土体特性对孔隙水压力的影响。

基于mohr-coulomb屈服准则,在考虑土体的内摩擦角φ的情况下,推导了盾构通过时引起的超孔隙水压力的公式并与φ=0的情况作了比较,表明φ值使得塑性区范围和超孔隙水压力值变大.塑性区的范围和塑性区内超孔隙水压力的主要影响因素是盾构土舱压力,但弹塑性区交界处的超孔隙水压力值为a6ccos∮(a为henkel系数,c为土的粘聚力),与土舱压力无关.以上海地铁10号线同济大学站—国权路站区间隧道为实例,对此进行现场监测,结果显示解析解与实测值吻合较好;提出开孔释放超孔隙水压力对策,经实践检验非常有效.

采用大型恒刚度直剪仪,系统研究超孔隙水压力对黏性土中桩土界面剪切性能的影响。根据制定的测试超孔隙水压力方案,对4个粗糙度等级(混凝土表面锯齿状峰谷距为0、2、4、6mm)的不同含水率黏性土中桩土界面在不同剪切速率下进行剪切试验。针对界面粗糙度、黏性土含水率、剪切速率3个变化参数对界面抗剪强度的影响进行分析。结果表明:界面粗糙度越大,界面超孔隙水压力越小,有效法向应力越大,黏性土颗粒与混凝土表面吸附性越大,桩土界面抗剪强度越大；黏性土含水率越大,界面超孔隙水压力越大,有效法向应力越小,黏性土颗粒与混凝土表面吸附性不能完全发挥,桩土界面抗剪强度反而减小；在剪切速率0.4～1.0mm/min范围内,剪切速率越大,界面超孔隙水压力增幅较小,有效法向应力变化不大,桩土界面抗剪强度虽有减小,但不同剪切速率下超孔隙水压力对桩土界面抗剪强度的影响不明显。

地下水与孔隙水压力——1地下水的赋存和静水压力　　2渗流、渗透力和渗透破坏　　3超静水压力　　4地下水与工程　　

地下水与孔隙水压力——1地下水的赋存和静水压力　　2渗流、渗透力和渗透破坏　　3超静水压力　　4地下水与工程　　

为研究高压旋喷桩施工引起孔隙水压力的变化规律,以某滨海区域一工程现场试验为基础,建立数值分析模型,对高压旋喷桩施工进行模拟.结果表明:不同深度处的土体孔隙水压力沿径向基本呈对数衰减,孔隙水压力沿深度大体上呈递减趋势,局部出现拐点,有覆土情况下的有限元计算值更接近实测数据,深层有限元计算方法得出的孔隙水压力的消散过程与实测数据拟合较好,且随着深度减小误差增大,随着注浆压力的增大,孔隙水压力也增加.

软粘土层深厚的地区进行预制桩沉桩将产生超静孔隙水压力的累积,过高的超静孔隙水压力使周围土体及建筑、地下管线等产生较大的变位,甚至产生破坏。以一次沉桩引起的超静孔隙水压力的原型试验,表明,单桩沉桩显著影响范围可达15m,沉桩引起的超静孔隙水压力水平可以达到甚至超过上覆有效土压力,并出现两个不同的相对稳定水平阶段。

测量专业作业指导书 孔隙水压力监测实施细则 文件编号： 版本号： 分发号： 编制： 批准： 生效日期： 孔隙水压力监测实施细则 1．目的 为使测试人员在做检测时有章可循，并使其操作合乎规范。 2．适用范围 适用于孔隙水压力监测。 3．检测内容 通过在受力面埋设孔隙水压力计，对基坑孔隙水压力变化进行量测。 4．检测依据 《建筑基坑工程监测技术规范》（gb50497—2009）； 《孔隙水压力测试规程》（cecs55:93）。 5．主要仪器设备 5.1频率读数仪； 5.2孔隙水压力计：孔隙水压力计的量程宜为设计值的2倍，分辩率（%f·s）不宜低于 0.2%f·s，精度不宜低于0.5%f·s。 6.检测条件 6.1气温应在-5℃~+45℃； 6.2相对湿度30%~85%。 7.检测前的准备 7.1检测仪器和计量器具必须满足精度、等级要求，并应有计量部门定期

xx有限责任公司 【基坑孔隙水压力监测】 作业指导书 文件版号：2014年版副本控制：(不)受控类 编写人：编号： 审核人：分发号： 批准人：持有人: 2014年11月10日 2 xx有限责任公司 作业指导书 文件编号： 第a版第0次修改 修订页 第1页共1页 生效日期：2014年12月10日 修改记录 版号章节号 修订 次数 修订内容批准人日期 3 xx有限责任公司 作业指导书 文件编号： 第a版第0次修改 基坑孔隙水压力监测 第1页共10页 生效日期：2014年12月10日 1.目的 孔隙水压力变化是土体应力状态发生变化的先兆，依据基坑设计、施工工艺及监测区域水文 地质特点，通过预埋孔隙水压力传感器，利用测读仪器（频率读数仪）定期测读预埋传感器读 数，并换算获得孔隙水压力随

通过对桩基施工过程中实测资料的分析,探讨了沉桩时单桩周围土中产生的超孔隙水压力的大小、分布及影响范围,并与理论解进行了对比。还对桩-土界面处的超孔隙水压力进行了讨论。

软土地基中预制桩施工往往会产生较大的孔隙水压力。分析了海相软土中预应力薄壁管桩采用锤击沉入法施工产生超孔隙水压力的变化规律。通过对单桩沉桩过程中孔隙水压力的观测,得出以下结论:单桩施工引起的孔压在初期消散较快,其后逐渐缓慢;引起的最大孔压接近于上覆有效土压力的1.5倍。最后提出了控制和减小孔隙水压力的施工措施。

饱和粘土中单桩沉桩引起的超孔隙水压力分析——以圆柱孔扩张理论为基础，通过实测资料的分析，探讨了沉桩时单桩周围土中产生的超孔隙水压力的大小、分布及影响范围，得出了单桩沉桩后土体中沿径向及深度方向的超静孔隙水压力规律，并与理论解进行了对比。