深厚软土地区孔隙水压力计埋设技术研究.pdf

铁道建筑
Railway Engineering
November 2010
文章编号:1003-1995(2010)11-0072-04
深厚软土地区孔隙水压力计埋设技术研究
付贵海2,魏丽敏',王永和,周慧3
(1.中南大学土木建筑学院,长沙410075;2.湖南城市学院土木工程学院,溯南益阳413000
3.湖南城市学院城市管理学院,湖南益阳413000
摘要:孔隙水压力是软土地区预制桩施工和科学研究经常观测的项目之一,孔隙水压力计埋设质量的好
坏直接影响观测效果。本文针对孔隙水压力计埋设过程中出现的问题,摸索出一套在深厚软土地区埋
设孔压计的适用方法,利用自制砂袋,保证了孔隙水压力计进水口畅通,巧用安装夹具,解决了因缩孔而
导致孔隙水压力计埋设不到位的问题,实现了一孔埋设多个孔压计。孔隙水压力检测结果表明,采用本
文提出的孔隙水压力计埋设方法,能得到較为准确的測试结果,且施工方便,孔压计定位准确
关键词:深厚软土孔隙水压力计埋设
中图分类号:TU413.7文献标识码:B
在深厚软士地区采用锤击法或静压法进行预应力内,属冲海积平原区,主要辟为园林、果园,有数条沟渠
管栟施工,由于土体受到剧烈扰动及软土较差的渗透横穿站址,水塘零星分布。地表水主要来自沟渠和塘
性,会在桩周饱和软土中产生很高的超孔隙水压力,挤水;地下水以第四系孔隙潜水为主,埋深约0.5~2.5m,
土使桩周土隆起,可造成已打入的桩上浮、侧移或挠曲,主要受大气降水及地表水的补给。铁路正线及其它站
损坏附近的地下管线和设施。因此在沉桩过程中进行线地基采用预应力管桩艹筏板结构加固,桩径0.5m,桩
孔压力监测很有必要。孔压计埋设的质量对测试结果间距2.5m,柱长43~47m(桩端嵌入(3)4细圆砾土层
有较大的影响,多数论文对监测数据处理结果分析得较内不小于1.0m),按正方形布置。孔隙水压力计埋设
多,对埋设过程、埋设方法介绍得较少,而部分文献于K734+400断面附近,该断面工程地质概况见表1。
介绍一个孔埋设一个孔压计的情况6。在江浙一些
表1工程地质概况
地区,软土深达数十米,一孔埋设一个孔压计并不困难
土层描述
土层厚度/m
但钻孔工作量大,不经济,且不同深度的孔压计在平面
(1),粉土,稍密一中密,饱和
16.30
上的距离相差较大,此时土质条件可能发生较大变化,
(1)3淤泥质粉质黏土,灰色,流塑
因此得到的孔隙水压力变化规律并不是在同一个竖直
(2)粉质黏土,祸灰色,软塑~流塑
平面内不同深度的孔压变化规律,也就是说测试数据会
2)粉土、粉砂,褐灰色,稍密,饱和
缺乏相比性。若一孔设置多个孔压计,埋设第一个会比
2)1粉质黏土,褐灰色,软塑一流塑
5.40
较顺利,但埋设其余孔压计会因为缩孔而导致孔压计埋
设不到位。张功新等利用改进后的孔压计封孔装置,实
(3)4细圆砾土,灰色,密实,饱和
现一孔埋设多个孔压计,但其装置制作比较麻烦,还有
(5)2玄武岩,灰色,强风化
可能压坏孔压计?。本文结合实际工程,摸索出一套在
试验桩SP3布置于DK73+400断面处,在距试验
深厚软土地区埋设孔压计的适用方法。
桩SP3中心前后左右1.25m处布置4个测试孔,其中
个孔埋设4个孔压计,另外三个孔每孔布置3个孔
1工程概况
压计,孔压计设计最大埋深41m,采用钻孔埋设。
新建杭甬铁路为时速300~350km的无砟轨道客
孔压计埋设步骤
运专线,杭甬客运专线上虞北站位于浙江省上虞市境
2.1埋设前准备
收稿日期:2010-07-06;修回日期:2010-08-3
本次试验采用的是长沙金码高科技实业有限公司
甚金项目:铁道部科技研究开发计划重点课题(2009c008-B);湖南省教
育厅科技项目(08C200).
生产的JMZX-5506AT和JMZX-5510AT两种型号的孔
作者简介:付贵海(1975-),河南潢川人,讲师,博士研究生。
隙水压力计,导线采用四芯加强屏蔽水工电缆线,用综
2010年第11期
深厚软土地区孔隙水压力计埋设技术研究
合测试仪可直接显示压力值,也可显示振弦频率,测量用钻杆的长度控制钴孔的深度,钴孔深度应比孔隙水压
直观、简便、快捷。而传统的孔隙水压力计大都直接显力计最大设计埋深深50cm,钻孔过程较为顺利。
示振弦频率,根据振弦颎率和孔隙水压力的关系公式
再计算孔隙水压力值。埋设前应做以下准备工作:①
制作砂袋。为了保证孔隙水压力计进水口畅通,防止
泥浆堵塞,用较密的尼龙网自制比孔压计直径大2~3
cm的砂袋,见图1。其内装中细砂,将孔隙水压力计
部分放置在砂袋中,要保证孔隙水压力计上的透水石
全部置于砂中,砂袋上部用铁丝固定在孔隙水压力计
上,防止砂袋滑落。②购买细绳子。本试验采用直径
图3现场泥浆护壁钻孔
为4mm的尼龙绳,其作用有两方面:一是保护导线
2.3孔隙水压力计的埋设
将细绳系于孔压计顶部,在孔隙水压力计下沉过程中
钻孔完成后立即用清水进行清孔,若不清孔,封孔
逐渐释放绳子,不要让导线受力以免被拉断;二是通过用的泥球及填充用的粗砂由于泥浆的较大浮力难以下
细绳确定孔压计下沉的深度。③准备黏土泥球。泥球沉。清孔后先往孔内填大约厚0.5m的砂子,而后迅
主要用于封孔,封孔目的是隔断水压计上下水源,以防速用细绳将埋设位置最深的孔压计下沉到位,绳子可
窜孔。泥球是用膨润土制成,风于后的泥球遇水崩解,
通过打结的方式做记号,确定下沉深度。填大约厚
从而达到封孔的目的。泥球可以自制也可购买,自制0.5m的粗砂,用砂量可通过计算大致确定。其后将
比较麻烦,泥球因黏性大不易搓冝风千时间较长,至
泥球投入到钻孔中,为防止泥球出现架空情况无法下
周以上,未风干的泥球不易崩解。④水中浸泡。在沉,可将钻机的钻头取掉,将钻杆接长深人钻孔中一定
埋设前将孔隙水压力计连同砂袋一起放入清水中浸泡
深度,在投掷泥球的过程中,使钻杆上下升降几次以免
4~5h,目的主要是排除孔隙水压力计空腔及透水石泥球出现架空情况,泥球的厚度应至少在1m以上
内的空气,提高测试的精度。⑤调零。另外埋设前迷泥球投掷完成后,继续往孔内填粗砂,若两孔隙水压力
要将孔隙水压力计连接到综合测试仪,校准孔隙水压
计的距离较大,通过用砂量控制填砂深度比较困难,可
力计的零点。综合测试仪见图2。
用人工升降钻杄接触填砂面确定填砂的深度。因为每
节钻杆的长度是固定的,通过计算钴杆的长度可确定
填砂的深度。距次深的孔隙水压力计埋设高程大约
1.5m处停止填砂,向孔内投掷泥球,泥球的厚度应保
证至少有1m,而后往孔内填砂子约0.5m。此时因软
土的自稳性较差,加上填砂造成的扰动,孔内可能出现
图1砂袋包裹的孔隙水压力计
缩孔现象,孔隙水压力计难以下沉到位。孔隙水压力
计生产厂家一般会提供安装夹具和安装食筒,见图4
安装夹具可拧在针机的钻杆上,安装套筒可拧在孔隙
水压力计上,该工具主要用于压人埋设法。在钻孔出
现缩孔,影响埋设时,可用细绳系于孔隙水压力计顶
部,安装夹貝拧在钻机的钻杆上,此时可不用安装套
筒,让孔隙水压力计顶部伸入安装夹具内并互相接触
缓缓