1．引言
我國是個(gè)地震多發(fā)的國家，在以往的歷次地震中都有砂土液化現(xiàn)象發(fā)生。砂土發(fā)生振動(dòng)液化由于松散飽和砂土變密，且不能夠立即排水，土中孔壓上升，有效應(yīng)力減小，導(dǎo)致土的強(qiáng)度驟然下降地基破壞。由于密實(shí)的砂有較強(qiáng)的抗液化強(qiáng)度，密砂的殘余強(qiáng)度高于松散砂【3】【4】，所以考慮到可以采取增加砂土密實(shí)性的方法處理砂土液化。砂土液化對(duì)于建筑的影響很大程度上制約了工程的造價(jià)和安全，急需一種安全、經(jīng)濟(jì)、施工快捷的方法處理砂土地基。由于靜壓PHC管樁屬于擠土樁可以增加土壤的密實(shí)性并且因其近些年了廣泛適用性，因此我們考慮管樁處理砂土地基。
2.工程實(shí)例
2.1現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)概況
現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)采用河南福成置業(yè)有限公司新鄉(xiāng)福成小區(qū)28號(hào)樓，施工單位為河南科正基礎(chǔ)工程有限公司。新鄉(xiāng)抗震設(shè)防烈度為8度，擬建建筑為18.5層建筑，判定擬建建筑場地內(nèi)5夾層粉砂和6夾層中砂為可液化地層，液化等級(jí)為輕微。管樁樁基已施工完畢后，判別地基土在8度地震條件下的液化可能性。
建場地預(yù)應(yīng)力管樁為滿堂布置均勻分布，樁間距為2378毫米，既最大樁中心距為3.4米，為取得最不利值，選取施工后的液化判別勘探點(diǎn)在建筑底板下四個(gè)管樁圍成區(qū)域的正中間，專項(xiàng)勘察共布置勘探點(diǎn)6個(gè)，其中標(biāo)貫孔3個(gè)，靜力觸探孔3個(gè)，探點(diǎn)高差約0.23米。
2.2試驗(yàn)測試指標(biāo)統(tǒng)計(jì)
2.3場地土的液化判別
應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判定在8度地震條件下，擬建建筑管樁施工后地基可不考慮地震液化的影響，液化判別和液化指數(shù)結(jié)果見表4（部分?jǐn)?shù)據(jù)）。
液化判別及液化指數(shù)計(jì)算表表4
孔號(hào)：2號(hào)孔口標(biāo)高：72.69m地下水位：2.19米
2.4結(jié)論
依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范，判定28號(hào)樓地基土在預(yù)應(yīng)力管樁施工完成后可不考慮地震液化的影響。
預(yù)應(yīng)力管樁施工對(duì)樁身段的土體影響顯著，預(yù)應(yīng)力管樁施工能顯著提高該段土層的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的擊數(shù)和靜力觸探試驗(yàn)的比貫入阻力，減輕或消除地基液化現(xiàn)象。
3．ABAQUS數(shù)值模擬分析
3.1模擬概況
樁體壓入土體中引起樁周土體產(chǎn)生嚴(yán)重的剪切和擠壓【1】，樁周土體中應(yīng)力極高，靠近樁周土體產(chǎn)生塑性應(yīng)變，土體產(chǎn)生大應(yīng)變，采用大變形假設(shè)Duncan-Chang雙曲線模型【2】。荷載施加方法采用位移貫入法【1】，有限元模型采用平面軸對(duì)稱模型。
3.2模擬結(jié)論
總結(jié)模擬分析云圖我們可以得到樁對(duì)土體的影響擾動(dòng)區(qū)域分三個(gè)部分：土體地表隆起區(qū)、樁身徑向壓縮變形區(qū)和樁尖球形擾動(dòng)區(qū)；樁身以外徑向從內(nèi)向外以此為強(qiáng)力塑性變形區(qū)域、塑性變形區(qū)域和彈性變形區(qū)域。沉樁后地表部分土體隆起，地表以下2米范圍內(nèi)徑向應(yīng)力得到釋放，徑向位移絕大部分被釋放為地表土體隆起，所以地表以下2米范圍內(nèi)處理砂土液化效果不明顯；沉樁后沿徑向塑性區(qū)半徑為2.5倍的樁徑，在此范圍內(nèi)處理砂土液化效果明顯；樁端距樁尖3倍樁徑球形范圍內(nèi)處理砂土液化效果十分明顯；綜合分析單樁沉樁處理砂土液化范圍為2.5倍樁徑，當(dāng)兩5倍樁徑時(shí)處理砂土液化效果良好。
4．結(jié)論
模擬分析單根管樁有效處理砂土液化范圍為2.5倍樁徑，既2根樁距5倍樁徑。工程實(shí)測測點(diǎn)位于四樁中心處，兩最遠(yuǎn)處對(duì)角樁距為8倍樁徑，矩形角點(diǎn)樁距為6倍樁徑。較小的誤差是由于群樁限制位移導(dǎo)致。綜合分析確定：正方形布樁樁距大約為6倍樁徑時(shí)可有效處理砂土液化地基，豎向處理范圍為地面以下2米至樁靴以下3倍樁徑處。
5．參考文獻(xiàn)(References)：
[1]羅戰(zhàn)友，王偉堂，劉薇.樁-土界面摩擦對(duì)靜壓樁擠土效應(yīng)的影響分析.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2005，24（18）3299~3304
[2]李強(qiáng)，王靖濤.砂土數(shù)值建模和有限元分析.土工基礎(chǔ)，2004，18（3）39~42
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