PTC管桩施工中孔隙水压力规律分析与研究

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　　

通过对上港二区、正大广场等多个打桩工程中产生的超孔隙水压力实测资料分析,总结出软土地区挤土群桩施工引起的超孔隙水压力积累、分布和消散规律,得到饱和软土群桩施工产生的最大孔隙水压力通常为上覆有效土重的1.0倍,并分析其产生的内在机理;通过对受打桩引起孔隙水压力的影响监测,得到孔隙水压力将对近距离浅层的、轻型构筑物影响最大;对孔隙水压力影响后果及可采取的减少孔隙水压力影响的措施,作了简单归纳和总结。

根据控制沉降设计理论,采用疏化桩间距的方法,在某高速公路深厚软基处理中设计并使用了带帽ptc管桩。本文探讨了ptc管桩在高速公路深厚软土地基处理中的适用性,介绍了ptc管桩的施工工艺及技术要求,现场监测了ptc管桩静压桩施工过程中产生的超孔隙水压力,并对监测数据进行了分析。为避免静压桩过程产生超孔隙水压力对周围环境的不良影响,提出了消除超孔隙水压力的一些措施,同时应用辩证观点,分析了可利用超孔隙水压力消散的有利条件,达到深厚软基二次固结处理的目的。

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

静压桩沉桩过程中,超孔隙水压力会对周围环境造成影响。为了研究超孔隙水压力大小及随时间变化规律,结合工程实例进行超孔隙水压力监测试验,发现每天只观测一次孔隙水压力,不能准确反映超孔隙水压力的变化规律;就单根桩而言,超孔隙水压力最大值出现在拔送桩筒至孔隙水压力计埋设深度处;超孔隙水压力随着离开桩的距离而衰减,其有效影响半径为15m左右;压桩速率可以通过其产生的孔隙水压力和上覆土层自重应力的比值来控制。

某厂房地基由于软土层较厚,在大面积沉桩施工时引起较高的土体压应力和超静孔隙水压力。试验区基坑开挖后发现桩头有上浮及偏移现象,若不采取有效措施则必然导致基坑开挖失稳及整个桩基的承载力下降。通过设置间距合理的竖向排水体进行治理及现场监测,最终保证了桩基及整个基坑开挖的安全。

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。

软土地基中水泥粉煤灰碎石桩(简称cfg桩)采用振动沉管法施工会产生较大的超孔隙水压力。本文采用经典的圆孔扩张理论,推导出了计算沉桩引起的孔隙水压力的基本公式,并给出了其中的关键参数——孔隙水压力系数af的取值方法。结合工程试验,通过分析模拟软土地基中cfg桩单桩施工引起的孔隙水压力现场试验数据,得出了孔隙水压力的变化规律。结果表明,该计算方法较为可靠,可以用于沉桩的设计和优化。

静压管桩因其质量可靠和施工过程中具有无噪声、无振动、应力小等诸多优点被广泛用于工程中。但静压管桩属于部分挤土桩,在沉桩过程中,桩周土体不仅会产生较大位移,而且会在短时间内形成较高的水压力。有孔管桩通过在桩身开孔能使土中自由水流入管腔,从而减小局部土体位移,加速超孔隙水压力的消散并降低其最大值。本文利用圆孔扩张理论,通过理论公式和工程算例的对比分析,得出有孔管桩沉桩超孔隙水压力随径向距离的增大呈对数衰减,随沉桩速率的加快不断增大,随深度的加深呈递增趋势,随开孔孔径的加大逐渐减小。可对控制管桩挤土效应提供可靠的理论依据。

管桩沉桩过程中孔隙水压力的产生与消散过程对桩承载力变化分析具有重要意义,在饱和软粘土中孔隙水压力消散比例与桩的承载力提高比例是同步的,研究沉桩前后孔隙水压力的变化对工程实践很有帮助。本文综述前人研究的工作成果并在此基础上,采用多种方法对工程算例进行计算并对结果和影响因素等进行分析,提出各种理论的差异以及工程应用的一些建议。

为探索减轻静压沉桩效应不利影响的新途径,提出了一种有孔管桩技术。基于flac3d软件建立的模型,比较分析了静压无孔管桩和星状对穿有孔管桩沉桩过程超孔隙水压力的变化情况。模拟分析结果表明：静压沉桩过程中有孔管桩超孔隙水压力的最大值小于无孔管桩超孔隙水压力的最大值,证明了有孔管桩有利于超孔隙水压力消散,从而为有孔管桩技术设计、开发及工程应用研究提供可靠的依据。

排水粉喷桩—2d工法即粉喷桩联合塑料排水板软基处理工法,在施工工艺上有独特之处。文章通过引入等效水头的原理,利用自由井的理论,推导了粉喷桩体施工结束后,在塑料排水板的作用下,桩周土体超静孔隙水压力随时间的消散规律。现场试验结果与理论计算结果基本一致,证明其理论计算能够用于实际工程。

真空堆载联合预压加固软基中孔隙水压力消散规律研究——通过实测资料分析了真空堆载联合预压中不同深度的孔隙水压力、超孔隙水压力、相对超孔隙水压力随时间的变化规律，并对孔压变化的原因进行了微观解释。结果表明：(1)处理区外侧，孔压变化主要由地下水位下...

结合宁波轨道交通4号线东钱湖车辆段竹节桩复合地基处理试验段沉桩施工,开展了土体中超静孔压现场测试,并在考虑竹节桩竹节间空隙对竖向超静孔压分布影响的基础上,推导建立了竹节桩沉桩引起的竖向孔压离散化计算公式。利用建立的离散化计算公式对2m桩间距试验工况的孔压进行计算,并将计算结果与测试结果进行对比,结果表明:计算结果与实测结果较为吻合,考虑竹节空隙影响的竖向超静孔压计算理论可以较好获得竹节桩沉桩施工引起的超静孔压,可为竹节桩的设计和施工提供依据。

真空-堆载预压时孔隙水压力变化的反演研究——通过孔隙水压力的观测资料推导了反算固结系数的公式，推算测点不同时间的固结度，从而可以推算地基的强度增长，以便施工时控制加荷速度。对真空-堆载联合预压法处理软土地基实践有一定的指导意义。

为了研究软土地基正常固结饱和粘性土孔隙水压力性状,利用重塑饱和粘性土探讨了固结不排水三轴试验中孔隙水压力表达式,由有效路径唯一性提出了一个适于不同总应力路径的孔隙水压力方程,反映了土的非线性应力应变特性。

软基处理中孔隙水压力变化规律及固结分析——对广珠准高速铁路软基试验段塑料排水板处理dk122+600～+645典型断面的孔隙水压力变化规律进行了分析，并用改进的太沙基法和改进的高禾傻夼法讨论了实际工程中塑料排水板非理想性对固蛄度的影响，可供同行参考。

层状土体固结中孔隙水压力消散规律的研究——基于biot固结理论，采用状态变量法研究了层状饱和多孔介质轴对称固结问题。通过引入状态变量，laplace-hankel变换和矩阵理论提出了层状饱和多孔介质biot轴对称固结问题状态变量法的一般解析表达式，并利用该解析解对...

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。

基于圆孔扩张理论,从空间角度（径向距离r和深度z）对有孔管桩沉桩过程产生的超孔隙水压力进行了分析,得到静压有孔管桩的超孔隙水压力空间解析解。通过理论计算和数值模拟的对比,验证得到：同一深度处,静压有孔管桩的超孔隙水压力会随径向距离的增大而减小;相同径向距离处,超孔压随深度的增加而增大。研究结果能为有孔管桩技术设计、开发及工程应用研究提供可靠的依据。

文章通过某试验段cfg单桩及群桩施工过程中桩周软土孔隙水压力的监测,分析了单桩和群桩施工引起的超静孔隙水压力累积及消散过程,对比了两者的一些相同点及不同点。分析认为,群桩施工过程产生的超静孔隙水压力不是各单桩对桩周软土影响的简单叠加,而是各单桩施工综合影响的结果,期间伴随着超静孔压的不断累积和不断消散,群桩超静孔压的这种反复累积消散的叠加效应将对桩周淤泥质软土产生很大的扰动。