挖孔桩工艺对桩基承载力的影响

人工挖孔桩施工工艺对桩基承载力的影响和对策摘要:人工挖孔桩施工中,人们往往比较注意是否能挖到底,但挖孔对桩承载力的影响问题往往忽视或一般不予考虑.本文试就这方面作以探讨.关键词:人工挖孔对桩基承载力影响和对策人工挖孔桩作为非挤土桩，在地质结构比较均匀,孔壁有一定的自稳能力,人工易于成孔,没有地下水或地下水较少,一般桩长小于40米的情况下,作为一种比较经济的施工方法,长期被人们重视和采用。在我国大量的工程建设中，由于工程的需要和地质情况,大多数桩基的承载力主要依靠桩周的摩擦力克服,设计和科研部门就这类桩基承载力的计算、Q---S曲线和设计施工中存在问题，做了大量的研究和试验工作，已取得了很多的成果，但这些，只是作为保证桩基承载力的重要一环。在整个施工过程中，施工方法和成孔工艺,同样是保证桩基承载力满足工程需要的一个极为重要的环节。本文就作者在铁路、公路桥梁施工中的经验，结合桩基试验部分结果，试图对挖孔桩施工对承载力影响进行探讨，不对之处，敬请批评指正。根据试验结果，我们知道：桩基的Q---S曲线分为陡降型和缓变型两种，本文只示意缓变型，如下图：OQ（桩顶荷载）AOA----弹性阶段SAB----弹塑性阶段BB拐点以下为陡降阶段在弹性阶段，随着桩顶荷载逐渐增加时，桩侧产生的摩阻力由上向下逐渐发挥，至桩端时，桩周的极限摩阻力相对最大，此时，桩仍承受静摩擦力。在弹塑阶段，当桩周静摩阻力已克服不了因上部荷载增加而需要的桩周摩阻力时，荷载的一部分将分配由桩端土承担，但这时桩端土仍处于弹性变形阶段。在Q---S曲线的陡降阶段，当桩周静摩阻力和桩端承载力一旦达到极限，桩基质量良好时，桩端土此时已发生塑性变化，这时，桩周静摩阻力变为动摩擦力，桩身势必加速下沉，从工程的角度讲，应视为该桩进入破坏阶段。由以上分析可以看出，影响桩基承载力的主要因素有三个：①桩体自身承载力，取决于地质结构、桩的形状、外观质量、桩长桩径及桩身混凝土强度等等，施工中，人们对桩体自身的特性都比较重视，但成功和失败的经验和教训也有，这里不再赘述。②桩周摩阻力，它的大小取决于桩的设置方法、土的种类、桩的入土深度、制桩材料、桩体表面和桩周土的相对位移δ，成桩后的时间等。③桩端阻力，它取决于桩的设置方法、穿过土层和持力层的特性及扰动程度、进入持力层深度、桩的尺寸、加荷速率等。所以，我们在工程施工中，只要着重对上述②③中和施工有关的因素加以控制,也就完全能够满足工程结构对桩承载力的要求。桩周摩阻力：①制桩材料：主要是提高桩身粗糙度，对挖孔桩而言，也就是提高护壁外表面的粗糙度。②桩土间相对位移δ：一般情况下，在摩阻力未达极限值时，摩阻力随δ的增大而增加。而桩周土体的性质、密实程度对它的影响非常大，根据试验结果也证明了这一点。极限δb列于下表：（上海岩土工程勘测设计研究院试验结果：桩在垂直荷载下的变化规律---徐顺兴文）培土质患粘罗土丰无粉质粘绘土载淤泥质节粘土貌砂土刮粉细砂次卵石质甘土宾δ痕b育（交m罪m伟）怎5~8煮10~错20悲4~1浮0傻10绍25~穿30侵30~址160③成桩后的时间：挖孔桩由于是非挤土桩，时间效应可予忽略。我们知道:不管是摩擦桩、摩擦柱承桩、柱承摩擦桩和柱承桩，在发挥其承载力时，均不可避免的发挥了桩周全部或部分摩擦阻力，对摩擦桩，就不必说了；对柱承桩，根据潍坊市建筑设计院沉积岩中大直径灌注桩承载力试验研究---于景杰等人和南京水利科学研究院土木研究所大直径嵌岩桩与非嵌岩桩承载性状的比较分析---何开胜等人的试验结果，人工挖孔桩周摩阻力占到桩顶荷载的30%左右（L/D=1~20）。又根据昆明有色冶金设计研究院：云南黄磷人工挖孔灌注桩的单桩静载试验资料分析---杨烈生等试验结果：人工挖孔桩桩侧摩阻力发挥较充分，桩侧摩阻力值与按土的物理指标选用的标准较接近。可见，人工挖孔桩桩周摩阻力对桩基承载力大小的影响是非常大的。为此：久⑴消尽管人慈工挖孔伸桩护壁熄混凝土庸与桩心斩混凝土狮之间的被胶结强牌度，因散两次浇批筑而降罩低，但堪根据福测州大学果基建处语：咳人工挖擦孔桩摩姑阻力试桃验研帖究柳--历-扮刘金铃怖文，结木果证明油：当在懒采用圆累台型分啦段护壁款后，桩窑在承受戒竖向荷久载时，动桩侧剪围切面发收生在护丝壁外侧安，护壁调混凝土男与桩心盆混凝土柿形成整土体，共钟同承担傲外荷载式，而不棕必进行侵护壁内赤表面的弹处理。哄所以，驶对带有奶摩擦性王质的桩裁，建议劣采用圆相台形混订凝土护舞壁。橡⑵徒及早施疤做混凝石土护壁污，加强毙护壁混魂凝土捣埋固，是组提高摩订阻力的笑有效方她法。因魄为在挖牲孔中，燃孔壁围辉岩压力尽的释放裙，对围纸岩密实僚性破坏帽很大，担根据化公工部基耐础工程伤研究所偿检测中夹心：捡钻孔灌堪注桩的正垂直承巾载性状钱试验研忌究烂--礼-嫂王志玲施等文，傲试验资喉料证明骡：在孔胃形成后屑，如不迁及时施湾做桩身午混凝土驻，将使冻摩阻力惜损失域在虎30链%协左右。蝶而在人畏工挖孔忧桩施工队时，也是同样存币在这样愈的问题辫。同时举，由于拨护壁混呆凝土量样小，自腰身压力消小，加桨强混凝纪土捣固坚，不但容使护壁早混凝土于密实，嘴成孔支岔撑牢固炊，而且瓜将使孔欣周围岩疯结构变胆形减少丹，变形距后的趋继于密实誉。倍⑶墨混凝土逢护壁每退节高度零不宜大溉于厦1.埋0犹米，以柔尽量发造挥锯齿穴状，提核高摩阻着力，且扩能保证齿形成桩旨端大头颈。衰⑷橡摩擦性翼质的桩市，严禁蚊采用大笋量的软碑质材料猪填塞。寿⑸标对易成偶孔地质靠，如黄谋土、软仅岩等，制应对成刷孔壁进缩行粗糙生处理，洞以提高突护壁外盒侧粗糙访率。筛二、桩齿端承载误力：前晓面已经排提到，签不管是屯什么类袜型的桩先，实际高上都是妖桩端、恭侧受力录的组合看，只不片过是把掀一部分撞当作安危全储备杜了。尤庸其在呈燥端承桩闻性状的似桩基中来，发挥弱的主要最是桩端猴承载力览。而这凯类桩一爱般上覆米土较薄艺，北方扔主要为金粘土，备南方主头要为软杂粘土或呼淤泥，左桩顶荷休载主要杯传递到随深层的雅嵌岩部茶分。这芹一点符僵合挖孔张桩的特常点，人顾们主要坐考虑的仅施工方貌法也是和人工挖错孔的方跳法。佣根据化眠工部基稻础工程晶研究所类检测中饿心：稠钻孔灌取注桩的辩垂直承巾载性状蛙试验研哥究如--郑-她王志玲反等文试怀验结果吊，桩端距虚渣清罩理不彻省底时，气在一定桑范围相免似地质绒情况下盼，发生评相同桩抢端位移京时，桩漆端承载培力降约低谱50尽%般左右，抵这就使染这部分誓桩提前沟进入弹巴塑性阶忙段或陡森降阶段镇受力，组加速沉满降，降简低安全软储备，拣出现质没量问题慕，而这租类问题模在人工辜挖孔时浇，就易姓解决。舅而对于蜡人工挖竿孔护壁略的作用筛，根据菊昆明有厉色冶金奴设计研慢究院：封云南黄票磷人工显挖孔灌垦注桩的偶单桩静卸载试验镇资料分滚析刊--钥-泽杨烈生源等试验稳结果，晓摩擦端趁承桩在谷护壁作沙用计入螺时，桩完的承载食力增遣加扫7%~慎20宗%渠。所以奋，在人筐工挖孔重时：瓣⑴声不管是老端承桩矩，还是躬摩擦桩至，桩端齿土都或鸡多或少纺的受到需扰动，密变松、拿软化，招所以必路须彻底元清底，古在桩底姿围岩整娱体性较克差时，捡成孔后翅应及时极封底。队⑵帐对带摩旬擦性质伯的桩，拥施做护欣壁混凝协土时，差在距桩秘端一定榜范围内压，应按快和桩身辰同级混葬凝土施旧做护壁纸，对嵌绵岩桩，撒护壁应宵深入承茅力岩层末不少踪于继1.浅0具米。枯⑶敏嵌岩桩眉应对嵌爷岩段围束岩、尤励其是桩午底岩石胃进行力临学分析旨，按规肺范决定冶岩石地热底承载女力。分⑷煌准确判孤断岩石村深度，乎可借助弱周围孔粥桩的地鞭质情况颜，推断乞岩石走扭向，深抛度变化也等，必灭要时，劣要进难行责“耕探馒底岩”鹿。购⑸稼及时灌忆桩，尤霸其对渗粗水桩孔晃，以免窗围岩受配水浸泡绕，降低往承载力弹。澡综上，缎在人工侨挖孔桩底施工中辛，地质尊情况是致千变万漠化的，民只有设勤计兵准确，箭施工工轧艺、方单法正确东，才能哑保证桩蹄基承载佳力，防避止发生雕质量问注题。需储要说明场的是：漆钻孔桩贞和人工泰挖孔桩讲成孔方罚法不一追样，对血桩基承华载力的幻影响人绒们还在翠探讨，榴目前普热遍的看摊法是，梯两者差忽别不大己，但仍夜需试验功来证明慈。宜参考资悟料帅:连①云中华人摘民共和绍国国家屋标准《圣建筑地述基基础弦设计规郊范》现GBJ收7-8汇9倾②李