预制桩对粉土砂土地基的挤密效应分析

2012-04-10黄俊保李文森李嘉辉

城市建设理论研究 2012年6期

黄俊保李文森李嘉辉

摘要：在粉土、砂土地区，预制桩施工后，因粉土、砂土的挤密效应会使其承载力大幅度提高，新疆阿拉尔地区预制桩承载力提高约20~50%，此地区设计和施工时，在规范允许的范围内，需适当的提高预制桩的承载力，以节约成本，加快工期。

关键词：预制桩；挤密效应；承载力

Abstract：In the silt, sand area, construction of precast piles, due to silt, sand compacting effect makes its bearing capacity is greatly increased, precast pilebearing capacity improved about 20 ~ 50% in alar region of Xinjiang, the area of design and construction, in the allowable range, the appropriate increase of prefabricated pile bearing capacity, in order to save costs, accelerate construction period.

Key words：precast pile；compacting effect；bearing capacity

中图分类号：TU473.1+3 文献标识码：A 文章编号

1、前言

预制桩因工期短、质量可靠等优点，得到了越来越广泛应用。在粉土、砂土地区，预制桩施工后，因粉土、砂土的挤密效应会使其承载力大幅度提高，设计时若不考虑粉土、砂土挤密效应的影响，其结果往往偏于保守，在施工时会造成沉桩困难而不得不截桩的后果，从而造成很大的经济浪费。因此分析粉土、砂土的挤密效应，对设计和施工均有很重要的实际意义。

2、挤密效应机理

预制桩沉桩过程中，桩间处的土体向下和周侧挤压，在地表处土体会向上隆起，但在地下深处，由于上覆土压力的作用，土体向四周挤压，会产生较大的横向应力和水平位移，同时产生很高的超静孔隙水压力。随着超静孔隙水压力的慢慢消散，土体发生重新固结，有效应力增大而使土体强度提高。同时在横向应力的作用下，土体孔隙率减小，强度有所提高。

在粉土、砂土地区，因其孔隙较大，超静孔隙水压力消散很快，最长也不过几分钟，沉桩的挤密效应主要表现在对土体强度的强化效应上。即一方面在超静孔压快速消散的同时，有效应力增大而使土体的强度得到提高。另一方面，挤密作用也使砂性土的强度得到提高。

3、工程实例

3.1工程概况

新疆阿拉尔三五九钢铁有限公司钢铁配套项目一期高炉系统工程位于阿拉尔市2#工业园区内。阿拉尔市地处天山中段南麓，塔里木盆地西北麓的，地貌单元属塔里木河冲积平原二级阶地，地貌单元单一，地势较平坦、广阔，典型的粉土、砂土地区，其地层情况见表3.1。

地层情况统计表表3.1

3.2预制方桩极限端阻力及极限侧阻力的确定

一期高炉系统的桩基础采用预制方桩。依据新疆阿拉尔三五九钢铁有限公司钢铁配套项目一期高炉系统工程勘察报告，由相关规范，一期高炉系统工程区域各岩土层预制桩的极限端阻力及极限侧阻力标准值见表3.2.

预制方桩极限端阻力及极限侧阻力表表3.2

时代成因地层代号岩土名称状态极限侧阻力标准值极限端阻力标准值

3.3预制方桩竖向极限承载力标准值的预估

采用规范《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）中5.3.5式，即下式对预制方桩竖向极限承载力标准值进行估算：

为方便与试桩结果对比分析，选用与试桩结果一致的桩径和桩长进行预估算。估算结果见表3.3，各岩土层厚度取平均厚度。