静压桩的沉桩机理 1、前言 在我国沿海地区,建筑场地覆盖层一般均为海相沉积物,软弱土层较厚,建筑物基础大部分采用桩基。预应力混凝土管桩由于质量容易保证，且又能在工厂进行标准化生产，施工方便快捷，目前被广泛地应用在建筑工程当中。预应力混凝土管桩在沉桩施工时有两种方法，一种为锤击法，一种为静压法。由于静压法具有无噪音、无振动、无冲击力等优点，目前一般均采用静压法施工。静压法是通过静力压桩机的压桩机构以压桩机自重和机架上的配重提供反力而将桩压入土中的沉桩工艺。 2、静压桩沉桩机理 沉桩施工时，桩尖”刺入”土体中时原状土的初应力状态受到破坏，造成桩尖下土体的压缩变形，土体对桩尖产生相应阻力，随着压桩力的增大，桩尖处土体所受应力超过其抗剪强度时，土体产生塑性流动或挤密侧移和下拖，在地表处，粘性土体会向上隆起，砂性土则会被拖带下沉。在地面深处由于上覆土层的压力较大,土体主要向桩周水平方向挤开，此时，桩身必然会受到土体的强大法向压力，从而使所引起的桩周摩阻力，当桩顶的静压力大于沉桩时的这些抵抗阻力，桩将继续下沉；反之，则停止下沉。 压桩时，地基土体受到强烈扰动，桩周土体的实际抗剪强度与地基土体的静态抗剪强度有很大差异，由于桩周土体发生急速而激烈的挤压，
土中孔隙水压力急剧上升，土的抗剪强度大大降低，直至降低到重塑强度。当桩周土质较硬时，剪切破坏面发生在桩与土的接触面上;当桩周土体较软时，剪切破坏面一般发生在邻近于桩表面处的土体内，通常将桩周摩阻力从上到下分成三个区：上部空穴区，中部滑移区，下部挤压区。与此同时桩尖处土体也在扰动重塑、超静孔降水压力作用下，土体的抗压强度也大大下降。预应力混凝土管桩在静压施工中，因接桩或其它因素影响而暂停压桩的间歇时间的长短，对继续下沉的桩尖阻力无明显影响，但对桩侧摩阻力的增加影响较大，桩侧摩阻力的增大值与间歇时间长短成正比，并与地基土层特性有关，因此在静压法沉桩中，应合理设计接桩的结构和位置，避免将桩尖停留在硬土层中进行接桩施工。 3、终压力与极限承载力 在静压桩施工完成后，土体中孔隙水压力开始消散，土体发生固结强度逐渐恢复，上部桩柱穴区被充满，中部桩滑移区消失，下部桩挤压区压力减小，这时桩才开始获得了工程意义上的极限承载力。从大量的工程实践看，静压桩最后获得的单桩竖向极限承载力可比终压力值高出一二倍，但是粘性土中的短桩，摩阻力虽有提高，但因桩身短，侧摩阻力占桩的极限承载力的比例差异不大，最终极限承载力有时达不到桩的终压力。因此桩的终压力与极限承载力是两个不同的概念，两者数值上不一定相等，其主要与桩长、桩周土及桩端土的性质有关，但两者也有一定的联系。静压预应力混凝土管桩在施工时应控制好终
A卷 一名词解释 1黄土的微结构特征：是指构成土体的固体颗粒和与其有关的空隙特征，以及他们在空间上的排列形式。 2防护距离：是指湿陷性黄土地区防止建筑物地基受管道或水池等渗透影响的最小距离。 3黄土的湿陷性：是指在上覆自重应力或总应力（自重应力加附加应力）作用下，当受水浸湿时产生急剧而大量的附加下沉现象。 4围岩压力：是指周围岩土体作用于隧道和地下工程衬砌或支护上的荷载，也称围岩压力。 5湿陷系数：是单位高度土样在一定压力（自重应力或自重应力加附加应力）作用下浸水后产生的湿陷量。 二填空题 1地貌按形态和规模分为：大型地貌，中型地貌，小型地貌。 2多层建筑的室内地坪至少高出室外地坪；450毫米。 3根据黄土的空隙组成并考虑黄土颗粒组成特征，黄土空隙可按大小分为四类：大空隙，中空隙，小空隙，微空隙。 4根据湿陷系数大小可以把湿陷黄土的湿陷强烈程度分为湿陷性轻微，湿陷性中等，湿陷性强烈。 5当按现场静载荷试验结果确定湿陷起始压力时，应在压力与浸水下沉曲线上，取其转折点所对应的压力作为湿陷起始压力，当转折点不明显时，可取浸水下沉量与承载压板直经或宽度之比值等于 0.017作为湿陷起始压力。 6绘制P-S曲线对应于该曲线傻上，湿陷系数值为0.015所对应的压力作为湿陷性起始压力。 7湿陷起始压力可用室内压缩试验和野外载荷试验两种试验方法确定，不论采用哪种试验方法，都用单线法和双线法两种。 8各类建筑物与新建水渠之间的距离，在非自重湿陷性，不得小于湿陷性黄土层厚度的3倍，并不应小于25米。 9圈梁应在同一标高处闭合，遇有洞口时应上下搭接，搭接长度不应小于其竖向间距的2倍，且不得小于1米。 10按场地复杂程度可将场地划分为：简单场地，中等复杂场地和复杂场地三类。 三简答题 1简述黄土的全部特征？ 答：风力搬运沉积，无层理；颜色以黄褐色为主，有时呈灰黄色；颗粒以粉粒为主；富含碳酸钙盐类；垂直节理发育；一般有肉眼可见的大孔隙。 2简述影响黄土湿陷性的因素？ 答：可分为内因和外因两方面。 内因主要是由于土本身的物质成分（指颗粒组成，矿物成分和化学成分）结构及含水量。外因是水和压力的作用。 3简述黄土滑坡治理的原则及治理措施？ 答：原则：预防为主，防治结合，查明情况，对症下药，综合治理，有主有次，早治小治，贵在及时，力求根治，以防后患，因地制宜，就地取材，安全经济，正确施工。 措施：（1）避绕；对于大，中规模的滑坡或滑坡群，防治困难或整治工程成本太大，又具备避开条件，应以绕避为宜，以免对场地造成危害。（2）削坡减载；通过削减坡角或降低坡高来减轻斜坡不稳定性，减少斜坡下滑力。（3）支挡；支挡可采用抗滑桩，挡土墙和锚杆，锚索等措施增加抗滑力。 （4）排水防水；做好地表和地下水排水工作，减轻水对斜坡的危害性。 4简述湿陷性黄土的压缩变形和湿陷变形？ 答：压缩变形：指土在天然含水量下由于建筑物在地基内的附加应力所引起的它随时间的增大而很快稳定。 湿陷变形：是当地基的压缩变形还未稳定或稳定后，建筑物的荷载不改变，由于地基受水浸湿引起的附加变形（即湿陷）。 5简述计算围岩压力的普氏理论的基本原理？
伊宁—墩麻扎公路建设工程 地基湿陷性黄土检验及评价标准 一、开工前检验 一）现场取样 1、确定检验路段、探坑间距，探坑位置和探坑深度； 2、开挖探坑采取不扰动土样，保持天然湿度、密度和结构取样及检验，判别地段地层及变化； 二）湿陷性黄土检验参数（依据JTG E40-2007） 1、易溶盐 2、液塑限和土的比重 3、天然密度和天然含水量 4、贯入值（必要时做） 5、湿陷性试验 1) 相对下沉系数 2) 自重湿陷系数试验（若为非自重湿陷性黄土，则只检验湿陷系数即可，若为自重湿陷性黄土，则检验湿陷系数及自重湿陷系数） 3) 溶滤变形系数试验 4) 湿陷起始压力 三）、黄土湿陷性类型及强度的划分[依据《公路土工试验规程》释义手册] 表21-C 湿陷性黄土湿陷作用强烈程度的划分
表21-D 自重湿陷性黄土与非自重湿陷性黄土划分 二、湿陷性黄土地基采取冲击碾压、强夯法处治后检验与评价 一）冲击碾压法 1、根据设计及《公路冲击碾压应用技术指南》制定施工工艺，进行试验段作业； 2、现场检测：冲击碾压遍数、沉降量、密度（压实度）、湿陷系数和贯入值。 3、合格判定标准：处治1m深度内压实度不低于90%，湿陷系数应小于0.015。 二）强夯法 1、根据设计和《工程地质手册》制定施工工艺，进行试验段作业（试夯），通过试夯确定单点最佳夯击能、最佳夯击次数、间歇时间等参数，以试夯的技术参数指导施工。 2、详细记录每一夯点夯击次数、夯沉量，每一夯点的累积夯沉量不宜小于试夯时平均夯沉量的95%；一般对于每个夯点的质量控制可采用最后两击的平均夯沉量不大于5cm。 3、在夯点范围内（特指夯锤底部范围）取原状土样（0.5-1.0m）测干密度、空隙比（孔隙比）、压缩系数和湿陷系数，必要时进行贯入试验。 4、合格判定标准：应符合设计和试夯拟定的技术质量标准。
22 黄土湿陷性试验 22.1 一般规定 22.1.1 黄土湿陷性是黄土在一定的压力、浸水作用下，产生压缩、湿陷变形的过程。 22.1.2 黄土湿陷性试验应根据不同工程要求，分别测定黄土的湿陷系数、自重湿陷系数和湿陷起始压力。 22.1.3 本试验在同一土样中制备的试样密度差值不得大于0.03 g/cm3。 22.2 湿陷系数的测定 22.2.1 本试验采用的仪器设备应符合本规程第15.2.1条规定。环刀面积不得小于50cm2。 22.2.2 试验操作应按下列步骤进行： 1 切土时，应使试样的加荷方向与土层受压方向一致。如遇有大孔隙贯通试样时，应用切余的碎土填入堵塞。 2 试样安装及施加预压应按本规程第15.2.2条第2~3款步骤进行。浸水水质应采用纯水，当有特殊要求时，可按要求的水质浸水，但应在报告中加以注明水质条件。 3 记录初读数后，立即卸除预压力，开始施加第一级压力50 kPa，加压后，每隔1h测记百分表读数一次，直至试样变形稳定为止。 4 加压等级一般为50、100、150、200 kPa，最后一级压力应按取土深度而定：从基底算起至10m深度以内，压力为200 kPa；10 m以下至非湿陷性土层顶面，使用其上覆土层的饱和自重压力，当大于300 kPa时，仍应用300 kPa；当基底压力大于300 kPa时，宜按实际压力确定。 5 当试样在最后一级压力下变形稳定后，向容器内注入纯水，水面应高出试样顶面，并保持该水面直至试验结束。每隔1h测读百分表一次，直至试样变形稳定为止。稳定标准为0.01mm/h。 6拆卸仪器及试样应符合本规程第15.2.2条第11款的规定。 22.2.3 试验结果应按下式计算：
静压管桩试桩注意事项 一、预应力混凝土管桩施工允许偏差 序号项目允许偏差 1 桩位（纵横向）d/4 2 桩身垂直度0.5％ 3 桩长不小于设计值 4 桩体有效直径不小于设计值 5 单桩承载力不小于设计值规定 二、主要检验项目 试桩完成后要对单桩承载力和桩身完整性进行检验（不少于15d）。 1、低应变检测：检测管桩桩身完整性。 其原理是：通过在桩顶制造一个向下传播的应力波，应力波遇到桩阻抗(ρcA)发生变化的界面便会发生反射与透射。当桩身某处阻抗变大(扩颈等)，便会产生与入射波反相的反射；当桩身某处阻抗变小(缩颈、离析、裂缝等)，便会产生与入射波同相的反射。比较反射波与入射波的相位、幅度大小，便可大致判断桩身的完整性程度。由于此法产生的加速度在几g 左右，应变在10με左右，不可能调动土的阻力，因此不能检测土的承载力。 2、单桩承载力检测：检测管桩承载力 在管桩顶施加了竖向荷载后，桩土间产生相对位移，桩身表面则出现向上的侧阻力；桩身上部产生压应力和压缩变形。随着桩顶荷载的增加，桩土间的位移进一步加大，桩身的应力进一步往下发展，桩下部的侧阻力也逐渐发挥出来；当桩顶荷载足够大时，侧阻力达到最大值，桩端土产生压缩变形和土反力。继续增加荷载，直到桩顶沉降大于期望值或桩端土出现了刺入破坏为止。此时桩顶荷载就是其极限承载力。在试验的过程中，若桩身有质量缺陷可能会出现先期破坏(桩身发生破坏先于土承载力)，这样也就一并对桩身质量作了检验。 单桩竖向抗压静载试验一般采用油压千斤顶加载，千斤顶的加载反力装置可根据现场实际条件采用如下方法：
锚桩横梁反力装置：由4根锚桩、主梁、次梁、油压千斤顶以及测量仪表等组成。锚桩、反力梁装置能提供的反力应不小于预估最大试验荷载的1.2～1.5倍。 压重平台反力装置：由支墩、钢横梁、钢锭、油压千斤顶及测量仪表等组成。压重量不得少于预估试桩破坏荷载的1．2倍；压重应在试验开始前一次加上，并均匀稳固地放置于平台上。 通过静载试验获得桩的承载力，可分为按强度控制和按沉降控制两大类：①桩侧、桩底的土承载力均发生破坏，荷载～沉降曲线表现为陡降型，此种情况按强度控制，取荷载～沉降曲线出现陡降段的前一级荷载作为桩的极限承载力。②土的承载力没有发生破坏，随着荷载的增加，虽然沉降量也进一步增大，但桩端土的承载力也进一步增大，荷载～沉降曲线表现为缓变型，此种情况按沉降控制，可依据设计要求或规范要求取某一沉降所对应的荷载作为桩的承载力。 检测原理：采用压重平台反力装置：压重量不得少于预估最大试验荷载的1.2倍，压重应在试验开始前一次加上，并均匀稳固放置于平台上。试验装置示意图见下图1。 图1 试验装置示意图
地基施工静压法沉桩 沉桩前的准备工作： (1)认真处理高空、地上和地下障碍物。 (2)对现场周围(50m 以内)的建筑物作全面检查。对危房进行必要的处理。 (3)对建筑物基线以外4～6m 以内的整个区域及打桩机行驶路线范围内的场地进行平整、夯实。在桩架移动路线上，地面坡度不得大 于1%。 (4)修好运输道路，做到平坦坚实。打桩区域及道路近旁应排水畅通。 (5)在打桩现场或附近需设置水准点，数量为两个，用以抄平场地和检查桩的入土深度。根据建筑物的轴线控制桩定出桩基每个桩位， 作出标志，并在打桩前，应对桩的轴线和桩位进行复验。 (6)打桩机进场后，应按施工顺序铺设轨垫，安装桩机和设备，接通电源、水源，并进行试机。然后移机至起点桩就位，桩架应垂直平稳。 压桩程序 一般情况下都采取分段压入，逐段接长的方法，其程序如下： 测量定位→桩尖就位、对中、调直→压桩→接桩→再压桩→送桩(或截桩)。 (1)测量定位。施工前放好轴线和每一个桩位，在桩位中心打一根
短钢筋，并涂上油漆使标志明显。如在较软的场地施工，由于桩机的 行走会挤走预定短钢筋，故当桩机大体就位之后要重新测定桩位。 (2)桩尖就位、对中、调直。对于YZY 型压桩机，通过起动纵向和横向行走油缸，将桩尖对准桩位；开动压桩油缸将桩压入土中1m 左 右后停止压桩，调正桩在两个方向的垂直度。第一节桩是否垂直，是 保证桩身质量的关键。 (3)压桩。通过夹持油缸将桩夹紧，然后使压桩油缸伸程，将压力施加到桩上，压入力由压力表反映。在压桩过程中要认真记录桩入土深度和压力表读数的关系，以判断桩的质量及承载力。当压力表读数突然上升或下降时，要停机对照地质资料进行分析，看是否遇到障碍物或产生断桩情况等。 (4)接桩，当下一节桩压到露出地面0.8～1.0m 时，应接上一节桩。 (5)送桩或截桩。如果桩顶接近地面，而压桩力尚未达到规定值，可以送桩。静力压桩情况下，只要用另一节长度超过要求送压深度的桩放在被送的桩顶上便可以送桩，不必用专用的送桩机移位。 (6)压桩结束，当压力表读数达到预先规定值时，便强停止压桩。 终止压桩的控制原则 (1)摩擦桩以达到桩端设计标高为终止压桩的控制条件。 (2)对长度大于21m 的端承磨擦型静压桩，终压控制条件是以设 计桩长控制为主，终压力值作对照。但对一些设计承载力较高的工程， 终压力值宜尽量接近或达到压桩机满载值。 (3)对长度为14-21m 的静压桩，应以终压力满载值为终压控制条
静压桩的沉桩机理及常见问题分析 摘要：本文探讨了静压桩在沉桩过程中的机理,阐述了沉桩的终压力与极限承载力的关系,并对工程中常见质量问题及处理方法进行了分析. 关键词：桩基础施工 1 前言 静压法施工是通过静力压桩机的压桩机构以压桩机自重和机架上的配重提供反力而将桩压入土中的沉桩工艺。由于这种方法具有无噪音、无振动、无冲击力等优点，适应今后对绿色岩土工程的要求；同时压桩桩型一般选用预应力管桩，该桩作基础具有工艺简明，质量可靠，造价低，检测方便的特性。两者的结合便大大推动了静压管桩在广东地区的应用，使之有望成为广东今后桩基发展的主打产品。人们在对《静压桩基础技术规程》千呼万唤的同时，也希望对静压桩的沉桩机理及工程实践中的应用有进一步的了解，本文为此作一介绍。 2 静压桩沉桩机理 沉桩施工时，桩尖“刺入”土体中时原状土的初应力状态受到破坏，造成桩尖下土体的压缩变形，土体对桩尖产生相应阻力，随着桩贯入压力的增大，当桩尖处土体所受应力超过其抗剪强度时，土体发生急剧变形而达到极限破坏，土体产生塑性流动（粘性土）或挤密侧移和下拖（砂土），在地表处，粘性土体会向上隆起，砂性土则会被拖带下沉。在地面深处由于上覆土层的压力,土体主要向桩周水平方向挤开，使贴近桩周处土体结构完全破坏。由于较大的辐射向压力的作用也使邻近桩周处土体受到较大扰动影响，此时，桩身必然会受到土体的强大法向抗力所引起的桩周摩阻力和桩尖阻力的抵抗，当桩顶的静压力大于沉桩时的这些抵抗阻力，桩将继续“刺入”下沉。反之，则停止下沉。 压桩时，地基土体受到强烈扰动，桩周土体的实际抗剪强度与地基土体的静态抗剪强度有很大差异。随着桩的沉入，桩与桩周土体之间将出现相对剪切位移，由于土体的抗剪强度和桩土之间的粘着力作用，土体对桩周表面产生摩阻力。当桩周土质较硬时，剪切面发生在桩与土的接触面上;当桩周土体较软时，剪切面一般发生在邻近于桩表面处的土体内，粘性土中随着桩的沉入，桩周土体的抗剪强度逐渐下降，直至降低到重塑强度。砂性土中，除松砂外，抗剪强度变化不大，各土层作用于桩上的桩侧摩阻力并不是一个常值，而是一个随着桩的继续下沉而显著减少的变值，桩下部摩阻力对沉桩阻力起显著作用，其值可占沉桩阻力的50～80％，它与桩周处土体强度成正比，与桩的入土深度成反比。 粘性土中，桩尖处土体在扰动重塑、超静孔降水压力作用下，土体的抗压强度明显下降。砂性土中，密砂受松驰效应影响土体抗压强度减少，松砂受挤密效应影响土体抗压强度增大，在成层土地基中，硬土中的桩端阻力还将受到分界处粘土层的影响，上覆盖层为软土时，在临界深度以内桩端阻力将随压入硬土内深度增加而增大。下卧为软土时，在临界厚度以内桩端阻力将随压入硬土的增加而减少。 一般将桩摩阻力从上到下分成三个区：上部柱穴区，中部滑移区，下部挤压区。施工中因接桩或其它因素影响而暂停压桩的间歇时间的长短虽对继续下沉的桩尖阻力无明显影响，但对桩侧摩阻力的增加影响较大，桩侧摩阻力的增大值与间歇时间长短成正比，并与地基土层特性有关，因此在静压法沉桩中，应合理设计接桩的结构和位置，避免将桩尖停留在硬土层中进行接桩施工。 3 终压力与极限承载力 在静压桩施工完成后，土体中孔隙水压力开始消散，土体发生固结强度逐渐恢复，上部桩柱穴区被充满，中部桩滑移区消失，下部桩挤压区压力减小，这时桩才开始获得了工程意义上的极限承载力。从大量的工程实践看，粘性土中长度较长的静压桩其最终的极限承载力
目录 第一章绪论 (1) 1.1选题依据及研究意义 (1) 1.2国内外研究现状 (3) 1.3研究内容及技术路线 (8) 1.3.1主要研究内容 (8) 1.3.2研究技术路线 (9) 第二章黄土湿陷试验及试验数据分析 (10) 2.1试验土样来源背景 (10) 2.2 室内试验研究 (11) 2.2.1 粒度分析试验 (11) 2.2.2 界限含水率试验 (13) 2.2.3比重试验 (13) 2.2.4室内湿陷性试验 (14) 2.3试验结果分析 (16) 2.3.1不同浸水条件下的P-S（压力-变形量）关系曲线分析 (16) 2.3.2 不同浸水条件下的H-S（土样深度-变形量）关系曲线分析 (17) 2.3.3 不同地域土样的P-δs关系曲线分析 (17) 2.3.4 不同地区土样的H-δs关系曲线分析 (18) 2.4小结 (19) 第三章湿陷性黄土微观结构定性分析 (20) 3.1 微结构分析方法介绍 (20) 3.1.1 扫描电子显微镜测试技术的应用 (20) 3.1.2试样制备 (21) 3.1.3微观图像的采集 (24) 3.2 微结构的定性分析 (25) 3.2.1黄土骨架颗粒的接触关系[10] (26) 3.2.2 黄土的孔隙类型 (27) 3.2.3 黄土胶结结构类型 (28) 3.2.4 湿陷前后黄土微观结构特征 (30) 3.3黄土湿陷的微观解释 (33) 3.4黄土微结构分类与放大倍数的关系 (35) 3.5小结 (37) 第四章基于IPP图像处理软件的微观结构定量分析 (38) 4.1Image-Pro Plus 6.0软件简介 (38) 4.2利用IPP6.0分析原状黄土试样的微结构图像 (39) 4.2.1微结构图像分析原理[71，72，73] (42) 4.2.2图像预处理 (43) 4.2.2.1图像二值化处理 (43) 4.2.2.2 图像对比度增强 (44) 4.2.2.3图像降噪 (45) 4.2.3 测量空间刻度校准 (46) 4.2.4 测量、计算和分类 (47) I
1 总则 1.0.1为确保湿陷性黄土地区建筑物（包指构筑物）的安全与正常使用，做到技术先进，经济合理，保护环境，制定本规范。 1.0.2本规范适用于湿陷性黄土地区建筑工程的勘察、设计、地基处理、施工、使用与维护。 1.0.3在湿陷性黄土地区进行建设，应根据首湿陷性黄土的特点和工程要求，困地制宜，采取以地基处理为主的综合措施，防止地基对建筑物产生危害。 1.0.4湿陷性黄土地区的建筑工程，除应执行本规范的规定外，尚应符合有关现行的国家强制性标准的规定。
2 术语和符号 2.1 术语 2.1.1 湿陷性黄土 collapsible loess 在一定压力下受水浸湿，土结构迅速破坏，并产生显著附加下沉的黄土。 2.1.2非湿陷性黄土 non collapsible loess 在一定压力下受水浸湿，无显著附加下沉的黄土。 2.1.3自重湿陷性黄土 loess collapsible under overburden pressure 在上覆土的自重压力下受水浸湿，发生显著附加下沉的湿陷性黄土。 2.1.4非自重湿陷性黄土 loess noncollapsible under overburden pressure 在上覆土的自重压力下受水浸湿，不发生显著附加下沉的湿陷性黄土。 2.1.5 新近堆积黄土 recently deposited loess 沉积年代短，具高压缩性，承载力低，均匀位差，在50～150kPa压力下变形较大的全新世（2 Q）黄土。 4 2.1.6压缩变形 compression deformation 天然湿度和结构的黄土或其他土，在-定压力下所产生的下沉。 2.1.7湿陷变形 collapse deformation 湿陷性黄土或具有湿陷性的其他土（如欠压实的素填土、杂填土等），在一定压力下，下沉稳定后，受水浸湿所产生的附加下沉。 2.1.8湿陷起始压力 lnitial collapse pressure 湿陷性黄土浸水饱和，开始出现湿陷时的压力。 2.1.9湿陷系数 coefficient of collapsibility 单位厚度的环刀试样，在一定压力下，下沉稳定后，试样浸水饱和所产生的附加下沉。
用锥尖阻力对静压沉桩可能性的初步判定 高锋杨子民宋创斌 （天津市勘察院，天津300191） [摘要]本文通过海泰产业园区一期和师范大学综合楼锤击预应力管桩施工的总结，初步总结利用静力触探锥尖阻力指标判定沉桩的可能性。 [关键词] 预应力管桩；锥尖阻力；密实粉土；静压；压桩力；沉桩 1．简介 预应力管桩在以密实粉土为持力层时，经常出现沉桩不到位的现象，既有土层太密实的原因，也有设备选型不合理的因素。海泰产业园区一期和师范大学综合楼均以密实粉土为持力层，采用锤击沉桩，但均发生了沉桩不到位或沉桩困难的现象。静力触探是公认比较准确的原位测试方法，本文通过对勘察资料中静力触探的分析，初步总结利用静力触探锥尖阻力指标判定沉桩的可能性。 2．场地地层情况 例1：海泰一期工程位于华苑新产业园区内，为5栋3-5层车间，设计采用∮400预应力管桩，壁厚8cm,有效桩长L=18.0m,桩端大沽标高为-16.15 m，以密实状态的粉土作为桩端持力层，但该层粉土顶板标高有一定起伏，且水平向分布厚度及密实程度也有一定的变化，导致局部沉桩不到位或沉桩困难。场地地质条件如表1。 例2：师范大学综合楼工程位于大学城内，为层，设计采用∮400预应力管桩，壁厚8cm,有效桩长L=16.0m,桩端大沽标高为- m，以密实状态的粉土作为桩端持力层，但该层粉土顶板标高有一定起伏，且水平向分布厚度及密实程度也有一定的变化，也导致局部沉桩不到位或沉桩困难。场地地质条件如表2。
3．施工情况与锥尖阻力的对比 根据场地静力触探资料，静探孔旁静压沉桩情况详见表3。
反之，锥尖阻力小或进入密实粉土深度小且锤重较大时，施工沉桩比较容易到位。4．沉桩可能性分析 经对表3分析可以看出，用T/_hqc指标评价沉桩可能性规律较好，基本体现如下规律： 当T/_hqc＞时，沉桩容易到位 当＞T/_hqc＞时，沉桩基本能到位 当＞T/_hqc＞时，沉桩不容易到位 当＞T/_hqc＞时，沉桩基本不能到位 当T/_hqc＜时，沉桩不能到位 5．效果验证 现对上述分析结果验证如下：
湿陷性黄土的压实度及含水率对力学性质的影响康烨 摘要：为研究非饱和湿陷性黄土的工程力学性质，评估黄土隧道基底稳定性， 通过相关试验，分析了黄土作为隧道基底的基本物理力学性质，研究了不同压实度、含水率条件下黄土的强度与变形特性。研究表明：湿陷性黄土易于压实，压实后空气容积率接近黏性土的空气体积率，残余变形能得到有效控制。最优含水率条件下，压实度k≥0.95的黄土变形呈软化特征；k≤0.93的黄土，围压较低时，变形为软化型；围压较高时，变形为硬化型。围压越高，含水率越大，压实系数越小，则试样塑性越明显。黄土的内摩擦角、粘聚力与压实度正相关，与含水率负相关，可用y=A ln（x）+B较精确的拟合。 关键词：湿陷性黄土；强度；变形；密实度；含水率；隧道桩土复合基底；极限强度 Effects of water content and compaction coefficient on mechanical behaviors of collapsed loess KANG Ye RAILWAY ENGINEERING CONSULTING GROUP CO.,LTD.，Beijing 100055 Abstract：In order to study the engineering mechanics behavior of unsaturated collapsible loess and to evaluate stability of loess tunnel base, the basic physic-mechanical properties of loess were analyzed in the experiments, the strength and deformation behaviors of disturbed loess with different water content and compaction coefficient were studied. Conclusions indicate the loess is easy to compacted, compacted loess has the same volume ratio of air with cohesive soil, and residual deformation can be contained. For specimens at optimum water compactness higher than 95%, the deformation character is softening. For specimens at optimum water compactness lower than 93%, the deformation character is softening in the case of low confining pressure, however it is hardening in the case of high confining pressure. For specimen with higher water content, higher confining pressure and lower compactness, the plastic deformation is more significant. There is positive correlation between internal friction angle, cohesionand degree of compaction, but negative correlation between internal friction angle, cohesion and water content. And the relationship can be fitted with y=A ln（x）+B. Key words：collapsed loess; deformation; strength; water content; compactness; tunnel composite substrate 1 引言 黄土是指粒径介于粘土与细砂之间，范围为>0.005毫米～<0.05毫米的陆相黄色粉砂质土状堆积物，其颗粒之间结合不紧，孔隙度一般在40%～50%。其颗粒 组成以粉粒为主，其含量可以达50%以上。在我国，湿陷性黄土主要分布在北纬30°～48°间自西而东的条形地带上，面积约64万平方公里，其中山西、陕西、甘肃等省，是典型的湿陷性黄土分布区。 我国黄土覆盖地区广，占全国土地面积的6%，工程建设不可避免的要在湿陷性黄土地基上进行。工程实践表明，湿陷性黄土具有特殊的工程性质及遇水湿陷性，从而导致湿陷性黄土地基出现各种各样的工程问题。 本文鉴于郑西客专及其他黄土区隧道基底所出现的地基不均匀沉降、坍塌和陷穴等工程病害，以新建大准至朔黄铁路联络线项目工程柳条山隧道基底湿陷性黄土为研究对象，通过室内击实与三轴试验，分析研究了湿陷性黄土的隧道基底
湿陷性黄土地基评定与检验 一、湿陷性黄土的特征 一、黄土的特征 黄土一般具有以下特征，当缺少其中一项或几项特征的称为黄土状土。 1、颜色以黄色、褐黄色为主，有时呈灰黄色； 2、颗粒组成以粉粒（粒径0.05~0.005mm）为主，含量一般在60%以上，粒径大于0.25mm 的甚为少见； 3、有肉眼可见的大孔，孔隙比一般在1.0左右； 4、富含碳酸盐类，垂直节理发育。 黄土分布地区年平均降雨量在250~600mm之间，年降雨量小于250mm的地区，黄土很少出现，主要为沙漠和戈壁。年降雨量大于750mm的地区，也基本没有黄土。依据《中国湿陷性黄土工程地质分区略图》，我国湿陷性黄土主要分布在32°-47°之间，34°-35°之间最为发育，而以黄土高原区的黄土分布最为集中，黄土沉积最为典型。黄土高原的范围是太行山以西、日月山以东、秦岭以北、长城以南，包括青海、宁夏、陕西、河南等省区的一部分或大部分，总面积达35.85万平方公里。 二、湿陷性黄土的物理性质 1、颗粒组成 表1湿陷性黄土的颗粒组成（%） 粒径（mm） 砂粒（＞0.05）粉粒（0.05~0.005）黏粒（＜＝0.005 11~29 52~74 8~26 2、孔隙比：变化在0.85~1.24之间，大多数在1.0~1.1之间。孔隙比是影响黄土湿陷性的主要指标之一。е＜0.86时，一般不具湿陷性或湿陷性很弱。 3、天然含水量：黄土的天然含水量与湿陷性关系密切。当ω＞24%时，一般不具湿陷性。 4、饱和度：饱和度愈小，黄土湿陷系数愈大。当S r＞75%时，黄土已不具湿陷性。 5、液限：是决定黄土性质的另一个重要指标。当ωL＞30%时，黄土的湿陷性一般较
静压桩的沉桩机理及常见问题及处理 1 前言 至今，管桩在厦门地区的应用已有十多年的历史，特别是近几年，随着福建省境内管桩生产企业的不断涌现，管桩产量大幅提高，价格也随之下降，促使管桩特别是预应力高强混凝土管桩在厦门的工业与民用建筑中得到广泛应用。施工方法主要采用静压抱压式沉桩，静压法施工是通过静力压桩机的压桩机构以压桩机自重和机架上的配重提供反力而将桩压入土中的沉桩工艺。由于这种方法具有无噪音、无振动、无冲击力等优点，适应对绿色岩土工程的要求；同时压桩桩型一般选用预应力管桩，该桩作基础具有工艺简明，质量可靠，造价低，检测方便的特性。两者的结合便大大推动了静压管桩在厦门地区的应用。原来厦门地区管桩设计和施工主要参照广东省标准《预应力混凝土管桩基础基础技术规程》DBJ/T15-22-98，由于管桩基础设计和施工的特殊性，厦门地区根据国家现行的有关标准、规范、在总结厦门地区勘察、设计、施工及工程质量验收的基础上，制定了厦门地区管桩技术规程《建筑预应力混凝土管桩基础技术规程》DBJ13-59-2004（2004－09－01实施）。在根据规程设计和施工的基础上，也希望对静压桩的沉桩机理及工程实践中的应用有进一步的了解，本文为此作一介绍，与大家共勉。 2 静压桩的设计 桩基础设计，应根据建筑物特点，仔细了解地质资料提供的场地土的工程特点，合理选择桩径，主要包括以下计算或验算：(1)、根据桩基的使用功能和受力特征进行桩基的竖向抗压或抗拔承载力计算；(2)、对经常受水平荷载作用的高层建筑，应进行水平承载力计算；(3)、桩身承载力验算；(4)、当桩端平面下存在软弱下卧层时，应验算软弱下卧层的承载力；(5)、按照先行国家标准，进行桩基础沉降验算；(5)、承台内力与承载力验算。桩端持力层为全风化岩或强风化岩，单桩竖向承载力特征值一般由桩身强度控制，抗拔承载力一般由桩身强度控制。当桩端平面下存在软弱下卧层时，应慎重计算，同时桩端持力层厚度应满足要求，如太薄，设计时应考虑被穿越的可能性。 3 静压桩沉桩机理 沉桩施工时，桩尖“刺入”土体中时原状土的初应力状态受到破坏，造成桩尖下土体的压缩变形，土体对桩尖产生相应阻力，随着桩贯入压力的增大，当桩尖处土体所受应力超过其抗剪强度时，土体发生急剧变形而达到极限破坏，土体产生塑性流动（粘性土）或
静压沉桩施工技术 1、施工要点 （1）单桩竖向承载力：可以通过管桩的终止压力估计静力压桩的单桩竖向承载力。但由于土质不同。桩的终止压力可能小于单桩竖向极限承栽力，可以通过静载对比试验确定系数，再综合系数和终止压力。得到最终的单桩竖向承栽力的标准值fk.当基于终止压力值判断得到的单桩竖向承载力标准值难以满足设计需要时。要进行补桩或深处理等后续施工，保证施工质量。要控制好压桩的终止条件。确保液压表上显示的终止压力大于单桩设计承载力的两倍以上。如果不满足，要适当增加桩身长度，并向设计单位申请图纸变更。 （2）压桩施工应该保证连续进行。采用焊接接桩技术要求间歇时间不可过长，并保证接桩面整洁，完成焊接工艺后要涂刷防腐试剂，再冷却3min左右。且要保证焊接时两节桩身中心线对齐。 （3）控制垂直度：垂直度是控制施工质量的关键，需要高度重视。通常情况下，可以插桩入土25cm左右为宜。再进行校准工序。桩机驾驶人员要把握双方角度，将两个方向都回归零点，此时桩机纵横两个方向应该会保持水平，抱桩器抱紧桩身，保证竖直；此外，在距离桩机适宜距离（20～30m）处沿着两个方向架设两架全站仪，进行桩基垂直度的复核。在压桩过程中。施工人员要密切观察桩的进入情况，当遇到地质岩层。导致桩杆偏移时。要分多行程逐渐调整竖直。 2、选定沉桩线路
进行施工时，由于入桩的节数在逐渐增加，各个土层的密度也将不断增加，土层与桩身之间的摩擦力就不断增加，故沉桩需要的压力自然加大为了保证各桩的压力阻力均横一致，入桩线路应该尽量选择单方向行进，切勿从两侧向中间打桩，这种方法可以使地基土在沉桩紧密过程中的土体能够自由的向外界土层扩张，可以避免地基土体由于挤压导致地表升高。又可以防止因土体挤压造成桩身倾斜的不利情况。总之，要确保桩基的工作基本均衡。且符合其设计承栽力。 3、管桩与基础筏板的连接方式 管桩和基础筏板通常采用刚接管桩的桩头是钢板套筒，不能把桩身内的钢筋作为连接构件，在具体工程中，可以在桩头部位的桩管内填入300cm的C35细石混凝土。并在混凝土中均匀插入适合直径的钢筋和筏板进行固结连接。
1、静压桩施工要求 1、静力压桩与锤击相比具有无噪音、无震动、无污染、安全等优点，但在饱和软粘土地区压桩与打桩一样，都可能产生超静孔隙水压力。压桩期间，应由建设单位委托有资质的监测单位对已有建筑物和管线进行跟踪动态监测。 2、要做好施工现场的排水工作，以保证在沉桩过程中场地无积水，施工用水、用电已接入到施工现场规定之处。 3、检查打桩机械设备、起重机具、压力表等。 4、压桩机安装必须按设备说明书和有关规定程序进行。 5、启动门架支撑油缸，使门架微倾15度，以便插预制桩。 6、当桩尖插入桩位后，微微启动压桩机油缸，待桩入土至50厘米时，再次校正桩的垂直度和平台的水平，然后再启动压桩机油缸，把桩徐徐压下，施工速度一般控制在2米/分钟以内即可。 7、当压桩力已达到两倍设计荷载或桩端已达到持力层时，应随时进行稳压。 8、压桩施工时，应派专人或开启自动记录设备，做好沉桩施工记录。 9、沉桩施工前，应先试桩。试桩数量不少于两根，以确定贯入度及桩长，并校验压桩设备和沉桩施工工艺及技术措施是否符合实际要求。 2、静压桩施工工艺流程 静压桩施工顺序及工艺流程：测量放线→桩机就位→起吊预制桩→稳桩→压桩→接桩→送桩→检查验收→转移桩机。 3、静压桩施工准备 1、施工前，场地要达到“三通一平”要求，使施工桩机设备能顺利进入施工现场。 2、熟悉施工图纸，参加设计图会审，做好施工放线工作。编好桩位号和压桩行走路线程序等各项准备工作。 3、做好现场清理地下空间障碍物工作，如旧建筑物的基础防空洞、地下管线等。 4、边桩与周围建筑物的安全距离应大于4米以上，压桩区域内的场地边桩轴线外5米范围用压路机压实。 5、为做好静压桩施工控制，必须备足必要的测量仪器。 4、静压桩的验收、起吊、搬动、堆放 1、预制静压桩大多由专业厂生产供应，进场后应与监理单位共同按“预制钢筋砼方桩(04G361)”和设计图纸及《建筑地基基础工程施工质量验收标准》(GB50202-2018)对静压桩进行验收，并要生产厂家提供预制方桩合格证、检测报告等有关质保资料。 2、预制桩应达到设计强度的70%方可起吊，强度达到100%方可运输。桩在起吊和搬运时，必须做到平衡，不得损坏。水平吊运可采用二点起吊，吊点距桩端0.207L(L为桩长);一点起吊，吊点距桩端0.29L(L为预制桩长，在10米)。 3、预制钢筋砼方桩的外观质量应符合下列规定：表面平整、密实，掉角深度不超过10毫米，局部蜂窝和掉角的缺损面积不得超过全部
A. 地基湿陷性黄土判定、检验的基本要素 一、黄土的一般特征 黄土一般具有以下特征，当缺少其中一项或几项特征的称为黄土状土。 1、颜色以黄色、褐黄色为主，有时呈灰黄色； 2、颗粒组成以粉粒（粒径0.05~0.005mm）为主，含量一般在60%以上，粒径大于0.25mm的甚为少见； 3、有肉眼可见的大孔，孔隙比一般在1.0左右； 4、富含碳酸盐类，垂直节理发育。 黄土分布地区年平均降雨量在250~600mm之间，年降雨量小于250mm 的地区，黄土很少出现，主要为沙漠和戈壁。年降雨量大于750mm的地区，也基本没有黄土。本项目地基黄土是全新世Q4新黄土，为次生黄土（以水成为主） 二、湿陷性黄土的物理性质 1、颗粒组成 表1湿陷性黄土的颗粒组成（%） 粒径（mm） 砂粒（＞0.05）粉粒（0.05~0.005）黏粒（＜0.005＝ 11~29 52~74 8~26 2、孔隙比：变化在0.85~1.24之间，大多数在1.0~1.1之间。孔隙比是影响黄土湿陷性的主要指标之一。е＜0.86时，一般不具湿陷性或湿陷性很弱。 3、天然含水量：黄土的天然含水量与湿陷性关系密切。当ω＞24%时，一般不具湿陷性。 4、饱和度：饱和度愈小，黄土湿陷系数愈大。当S r＞75%时，黄土已不具湿陷性。 5、液限：是决定黄土性质的另一个重要指标。当ωL＞30%时，黄土的湿陷性一般较弱。 三、黄土的湿陷性评价 1、湿陷变形 湿陷性黄土在一定压力下，下沉稳定后浸水饱和所产生的附加下沉量，
湿陷变形是在充分浸水饱和情况下产生的，它的大小除了与土本身密度和结构性有关外，主要取决于土的初始含水量和浸水饱和时的作用压力。 2、初始含水量 湿陷性黄土在进行湿陷性试验时浸水增湿前的含水量。初始含水量较低的湿陷性黄土，其湿陷变形相对较大。 3、湿陷系数 单位厚度的土样所产生的湿陷变形，以小数表示。 4、湿陷压力 产生湿陷变形时所作用的压力。 测定湿陷系数的试验压力，应自基础底面（如基底标高不确定时，应自地面下1.5m）算起，10m以内的土层应采用200kPa，10m以下至非湿陷性土层顶面，应采用其上覆土的饱和自重压力（当大于300kPa时，仍采用300kPa）。当基底压力大于300 kPa时，宜采用实际压力。 5、湿陷黄土试验结果判定 1）依据《公路土工试验规程》释义手册 表21- B 黄土湿陷性与非湿陷性的划分 名称相对湿陷系数δs 非湿陷性黄土δs﹤0.015 湿陷性黄土δs≥0.015 表21- C 湿陷性黄土湿陷作用强烈程度的划分 湿陷作用强烈程度湿陷系数 弱湿陷性δs≤0.03 中等湿陷性0.03＜δs≤0.07 强湿陷性δs＞0.07 表21-D 自重湿陷性黄土与非自重湿陷性黄土划分 名称自重湿陷系数δzs 非自重湿陷性黄土δzs＜0.015 自重湿陷性黄土δzs≥0.015
中国二十冶建设有限公司企业标准 Q/20Y 3015—2007 静压法沉桩操作规程 2007-08-03 发布 2007-08-10 实施 中国二十冶建设有限公司发布
目次 前言 (1) 1 适用范围 (2) 2 施工准备 (2) 2.1 人员要求 (2) 2.2 机械设备要求 (2) 2.3 物料要求 (3) 2.4 环境要求 (4) 3 操作要求 (5) 3.1 流程图 (5) 3.2 一般规定 (6) 3.3 操作要点 (9) 4 质量验收及记录样式 (11) 5 质量通病防治 (14)
前言 公司操作规程分为七个系列：土建工程、钢结构制作工程、结构安装工程、市政工程、筑炉工程、机械设备安装工程和电气设备安装（调试）工程。本规程是结构安装工程系列操作规程之一。 本规程是GB 50202-2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》的支持性企业标准。 静压法沉桩操作除应按本规程执行外，成品保护，安全施工等，执行国家、地方相关法律、法规及公司、业主管理制度、规定。 本规程编制单位及主要起草人： 编制单位：金属结构安装工程分公司 主要起草人：尤振华、王虹、李润虎
1 适用范围 本操作规程适用于我公司所从事的工业与民用建筑（包括构筑物）基础静压法沉桩的施工。 2 施工准备 2.1 人员要求 2.1.1 配备相应管理人员，负责工程、技术、质量、安全、机械、物料的管理；并明确压桩施工总负责人，负责总协调。 2.1.2 配备施工的各类人员数量应满足要求（主要包括桩机、吊车司机、测量人员、机械电器维护人员、指挥人员、记录员、铆工、电焊工、起重工、架工等），每套机组中班组长为机组负责人，对施工操作的安全、质量负责。 2.1.3 施工管理人员及操作人员，应持证上岗。 2.1.4 施工操作人员，身体状况应处于良好状态。 2.2 机械设备要求 2.2.1 投入施工的各种静压桩机、吊车、电焊机、测量仪器等设备（包括工机具）的规格、性能、数量应满足施工要求，并经机械设备管理部门组织相关人员或计量检定单位对其性能和安全装置进行检定、检查、验收合格后，方可使用。 a) 静压桩机可选用WJY90、120、160，YZY-80、120、160等，此类桩机为液压操作，自动化程度高，行走方便，运转灵活，桩位定点精确。 b) 吊车一般选用15～30t吊车，一台吊车可配合一台或就近两台压桩机进行卸桩、摆桩、喂桩施工。