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基坑开挖对坑内工程桩的影响及保护初探

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第40卷第32期 2 0 1 4年1 1月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHITECTURE Vo1.40 No.32 Nov. 2014 ・55・ 文章编号:1 009—6825(2014)32—0055—03 基坑开挖对坑内工程桩的影响及保护初探 汪华平 (恩施市国土资源局,湖北恩施445000) 摘要:采用有限差分软件FLAC对基坑开挖过程进行了模拟,研究了不同开挖工况下的工程桩受力特性,针对分析结果,研究了 对工程桩加以保护的防护措施,并分析了水泥土搅拌桩的加固效果,以供同类工程施工参考。 关键词:工程桩,基坑开挖,有限差分 中图分类号:TU463 文献标识码:A 0 引言 两边土体进行连接。支撑 样采ttJ Beam单元模拟,支撑的左节 韦J护桩的节点进行 结,右 点约束水平方m化移。t体夺 近年来,随着我国经济的迅速发展,城市中出现了许多的高 点同『hr—Coulomb模 。 层建筑、地铁等大型的工程,而这些工程施工都需要开挖较大规 构模型采用Mo模的基坑工程。随着我国基坑1二程技术的不断发展,越来越多的 问题摆在了工程技术人员的面前,其中很重要的一个问题便是基 坑施_丁对T程桩的不利影响 。 基坑工程在施_r过程中,对坑底土是一个卸载的过程,因而 会造成坑底土体回弹隆起,而且,基坑开挖深度越大,坑底土体的 回弹隆起也就越明显。在这个过程中,由于土体的隆起,对桩体 产生r向上的摩阻力,从而导致工程桩上浮,丁程桩的桩身受拉 (见图1) ,这种效应不可忽视,严重时, 程桩可能会被拉断。 圈1受回弹影响的基桩受力情况 图2 FLAC模型及网格图 上海某基坑开挖深度13 m,基桩采用30 m~37 m长钻孔灌注桩, 2算例参数的确定 基坑开挖完成后,基桩检测结果表明,约30%工程桩在桩身中部 上层为l 海典型土层,场地土层从上到F依次为:①填土、② 发生断裂,造成了严重的质量缺陷 。广东东莞市某基坑开挖深 粘t、③淤泥质粉质粘土、④淤泥质粘上、⑤。粘土、⑤,粉质粘:卜、 度5.0 m,采用12 m~20 m长PHC管桩,基坑开挖完成后经高应 ⑥暗绿色粉质粘土、⑦粉砂、⑧粘 。士的本构模 采用Mohr— 变测试,4(】%的桩牲承载力达不到设汁要求,使Il[程一度陷入瘫 Coulomb模型,其汁算参数如表l所爪。 痪 。因而,研究住基坑工程的施工中,基桩因坑底隆起所受到 的不利作用,并提出切实可行的基桩保护措施,这对保证工程安 全是非常重要的。 为了研究工程桩在基坑开挖过程中受到的影响,笔者采用有 限差分软件FLAC对这一过程进行_r模拟。FLAC是Fast La— 土层编号 y/kN・i'll一 表1土体参数 c/kPa /(。) ,MPa ( MPa ① ② ③ ④ ⑤l ⑤2 ⑥ ⑦ ⑧ l8 I8.7 18.1 18 l7.3 18 19.2 l8.9 l8.8 O.3 O.3 0.4 0.4 O.3 0.3 0.3 O.2 0.25 l0 l2 lO Il l4 l5 45 l 21 l5 l8 lO l0 l4 l5 I9 35 23 1.86 3.71 3.1l 2. 4.33 4.33 4.33 9.0o 3.89 O.86 1.7I 0.67 0.50 2 0o 2.o0 2.【x】 6.75 2 33 grangian Analysis of Code的缩写,也即连续介质快速拉格朗日分 析。相比于一般的有限元分析软件,FLAC能够更合理的模拟材 料的翅性破坏和塑性流动,并且对于大变形的情况也有较好的计 算效果,因而对岩土工程较为适用 。。 在民用建筑的基坑施 中,涉及较多的是一层或两层地下 围护桩采用6700@1 000的钻孔灌注桩,桩长22 m,混凝土 室,其开挖深度一般为5 m~10 m左右,故本文选取开挖深度为 强度等级为C30,工程桩采用+700的钻孔灌注桩.送桩至坑底,仃 10 Ill的基坑工程作为研究对象。 效桩长30 m,混凝土强度等级为C30。 坑采用两道钢筋混凝土 1 数值模型的建立 某基坑工程位于卜海,其开挖深度为10 m,围护桩长度22 m, 插入比l:1.2。工程桩先于嗣护桩进行施工,长度为30 m。工程 支撑,混凝土强度等级C30,第一道支撑距坑顶l n ,第二道支撑 距第一道支撑4 m且距离坑底5 m,两道支撑的截面均为800 mill ×800 lllm。考虑坑边6 Ill范围内有施工超载10 kN/m 。 桩距围护桩的水平距离为4 m。选取基坑的一个断面进行研究, 3数值计算结果与分析 并利用对称性,选取基坑断面的一半作为分析对象,歼挖宽度为 15 m。基坑采用两道钢筋混凝土支撑。 根据实际施工工况对基坑开挖进行模拟,并记录每一个二【 况 下,工程桩的位移、轴力以及桩侧摩阻力。本毖坑T程 叮以划分 为减小计算中边界效应的影响,模型宽度取为基坑开挖宽度 为三个开挖工况: 的3倍。模型底部距工程桩桩底20 m,模型尺寸为45 nl×60 m。 工况l:开挖至地表以下1 1111,并没第一道支撑; 工况2:开挖至地表以下5 m,并设第二道支撑; 工况3:开挖至地表以下10 m,基坑开挖完成。 通过对各个工况的模拟计算,可以得出工程桩的位移及受力 土体网格尺寸l m×l m。模型约束条件为底边界固定约束,左右 边界水平方向约束,上边界白f}j,如图2所示。 围护桩和工程桩采用Beam单元模拟,并通过接触面单元与 收稿日期:2014—09—04 作者简介:汪华平(1976一),男,工程师 第40卷第32期 2 0 1 4年1 1月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHITECTURE Vo1.40 No.32 Nov. 2014 ・57・ 文章编号:1009—6825(2014)32—0057—03 房建工程施工中的钻孔灌注桩技术及可行性分析 解晓辉 (山西西山金城建筑有限公司,山西太原030053) 摘要:简单分析了钻孔灌注桩技术在房屋建设施工中的方法,并结合工程实例,从施工现场布置、护筒埋设、成孔、清理孑L壁等方 面入手,对该技术的可行性进行了相应的探讨,以期为相应的工程施工提供参考依据。 关键词:钻孔灌注桩技术,房屋建设工程,方法,可行性 中图分类号:TU473 文献标识码:A 将护筒拔出一对质量进行检查。全套管钻孔灌注桩技术在施工 0 引言 随着我国房屋建筑行业近几年来的不断发展,对房屋建设 中则不需要制备泥浆和清孔的过程。钻孔灌注桩技术在施工中  的质量问题和在施工过程中所采用的技术手段提出了新的更为 的具体步骤如图1所示。严格的要求,要在确保房屋建筑质量的基础上尽量减少施工时 所用的成本。因此,更为先进的施工技术——钻孔灌注桩应运 而生,其能够满足上述要求,在房屋建筑施工中发挥着重要的 作用。 1 有关房屋建设中钻孔灌注桩技术的简述 灌注桩的定义为:在施工场地,利用机器钻孔、人工挖掘或者 是钢管挤土的方法使地基土中出现一个个桩孔,然后在打好的桩 a)钻孔 b)下钢筋笼及导管 c)灌注混凝土d J成型 注:1一泥浆泵;2一钻机;3一护筒;4一钻头;5一钻杆;6一泥浆: 7一沉淀泥浆:8一导管;9一钢筋笼;1O一隔水器:1l一混凝土 图1泥浆护壁钻孔灌注桩施工顺序图 孔内放人事先由灌注混凝土或者钢筋笼制作的桩。根据桩孔形 2.1 对护筒进行埋设 成方式的不同,灌注桩分为多种类型,钻孔灌注桩技术就是其中 通常情况下,护筒的材质以铁质为主。为了使钢板的硬度达 的一种。 标,避免变形现象的发生,一般情况下都会对护筒的顶端、中端、 底端进行相应的加固。在对钻孔桩进行埋设时必须保证桩位中 2 钻孔灌注桩技术在房屋建设施工中的方法 根据不同形式的护壁,钻孔灌注桩技术可分为两种方法:泥 心同轴线相互对称。掩埋的深度最浅为1.0 m,最深为1.5 m,护 浆护壁/全套管钻孔灌注桩。泥浆护壁钻孔灌注桩的施工顺序 筒的最顶端要比地面高出30 cm,误差控制在5.0 cm以内,倾斜  为:将场地进行平整一制备泥浆一将护筒进行埋设一将工作平台 度不得超过1。。进行铺设一对钻机进行安装并且进行定位一钻孔一清理孔壁一 2.2对钻机进行安装 对成孔的质量进行检查一放置钢筋笼一对混凝土进行水下灌注一 工过程中,坑底土体回弹对工程桩的不利影响。 3)水泥土搅拌桩是软土地区常用的一种坑底加固形式。通 的加固形式,比采用4 m宽8 m深的加固形式能更有效地保护工 程桩的安全。 参考文献: 在埋设完钻孔桩后,找到事先打好的孔位,将钻机进行固定, [3] 胡 琦,凌道盛,陈云敏,等.深基坑开挖对坑内基桩受力特 性的影响分析[J].岩土力学,2008,29(7):1965—1970. 桩的影响[J].岩土工程界,2004,8(3):43—46. 过计算的对比,表明在同样的水泥土方量下,采用8 m宽4 m深 [4] 朱火根,孙加平.上海地区深基坑开挖坑底土体回弹对工程 [5] 徐情根,徐醒华,梁朝晖,等.深基坑开挖对坑底桩基的影响 [J].广东土木与建筑,2006(1):33-34. 青,王卫东,等.深层开挖条件下抗拔桩极限承 [6] 刘 波,韩彦辉.FLAC原理实例与应用指南[M].北京:人 民交通出版社.2005. [1]黄茂松,任载力分析[J].岩土工程学报,2007,29(11):1689-1695. 及沉降计算分析[J].岩土力学,2011,32(1O):3089-3096. [2] 郑 刚,张立明, 钰.开挖条件下坑底工程桩工作性状 [7] 刘国彬,王卫东.基坑工程手册[M].第2版.北京:中国建 筑工业出版社.2009. Analysis of pit excavation on pile foundation and the protective measures for pile foundation WANG Hua・ping (Enshi Resources Bureau,Enshi 445000,China) Abstract:The paper adopts the finite diference software,FLAC,to simulate the foundation pit excavation,researches the stress features of the engineering piles in various construction circumstances,researches the protection measures to protect these engineering piles,and analyzes the cement mixing piles,SO as to provide some reference for similar projects. Key words:engineering pile,foundation pit excavation,finite difference 收稿日期:2014—09.03 作者简介:解晓辉(1978.),男,工程师 

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