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岩土研究院

钢板桩打桩的影响因素

316 2021-05-07 14:41:45


板桩的打桩性能与以下因素有关∶;截面特性、刚度、长度、钢材等级、质量、准备情况以及所采用的打桩方法等。为了保证打桩性能,打桩误差也必须控制在许可范围内。

10.5.1 钢板桩截面特性

考虑周边环境以及桩长范围内的土质条件,根据已选的打桩方法,需要选择足够的钢板桩截面。所选的桩截面必须要能够满足结构要求,同时也要保证能够穿透不同土层而达到所要求的贯入深度。

将板桩打至设计标高所需的打桩力受土质特性和桩侧阻力影响,打桩阻力由桩表面与土体接触的摩擦力以及桩端阻力组成。通常情况下,桩表面积或横截面面积越大的桩,所需的打桩力也越大。但对于 AU桩而言,由于转角处几何尺寸的变化减小了对土体的挤压,因而也减小了打桩阻力。锁口的摩擦力以及锁口底部土的物理特性也会影响打桩力。如果桩端遇到不能移动的障碍物,桩就会打不下去。

大截面桩的承载力比小截面桩要高。在一定的打桩条件下,大截面桩可能会提高板桩的打桩性能。因此,要事先评估土层的打桩阻力,以选择合适的截面。

10.5.2 打桩阻力

无论采用多大的打桩力,都必须克服全部阻力且在打入过程中不能破坏桩身。当桩向下移动时,桩锤产生的能量用于克服打桩阻力,如果板桩停止贯入,桩锤的能量就会被桩身全部吸收。这种情况下,桩锤下部和最大阻力点处的应力会增大,如果应力超过桩身应力则会导致桩身变形,通常是在桩头和桩底,经常是两个部位同时发生。打桩应力会随着冲击锤打桩效率的减小而增大,如果打桩力施加不当且在桩截面上扩散不均匀,也会发生这种情况。桩头遭到破坏也有可能是因为桩锤太轻,虽然这听起来不大合理,但是如果桩锤太轻,就无法产生足够的动力来克服阻力把桩打入。 10.5.3 钢材等级

钢材强度等级对桩的打桩性能肯定有限制,随着钢材强度等级的提高,板桩能承受的打桩应力也随之提高。因此,相同截面的高强度桩抵抗桩头或桩底变形的能力要比相同截面的低强度桩大。

10.5.4 打桩方法

选用何种打桩方法也很重要,正如 10.6.7 中讨论的,逐根打入法会降低板桩的打桩性能。采用日本静力压桩机时,因其完全采用逐根打桩法,要想最大限度地提高板桩的打桩性能,板桩的刚度是关键因素。

根据经验可以评估特殊桩型的打桩性能,评估的标准之一即为截面模量,但是仅仅依靠截面模量来选择最合适的桩型是不太可能的。选择既经济合理又易于打桩的桩型需要考虑许多因素,推荐图10.13 的选择流程。

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10.5.5 土的类型

为评价主要土层特性和可打性,表 10.3 可协助确定板桩截面的合适范围,考虑了两种打桩方法以及三类打桩机械。所选的桩型及打桩方法是否合适也与钢板桩是单桩打入还是对桩打入有关。需要注意的是,表 10.3 没有考虑打入土层的桩长及土层的厚度,这些因素将会在后续表格中考虑。

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