钻孔灌注桩孔壁稳定性研究

钻孔灌注桩孔壁稳定性研究

徐贵祥

青海四建建筑工程有限责任公司810012

摘要：本文先分析了钻孔灌注桩孔壁稳定性概述，然后从深度变化对钻孔灌注桩孔壁稳定性的影响以及地基的性质对钻孔灌注桩孔壁稳定性的影响这两个方面分析了钻孔灌注桩孔壁稳定性，最后分析了钻孔灌注桩孔壁稳定性的思考。

关键词：钻孔灌注桩；孔壁；稳定性；深度变化

1钻孔灌注桩孔壁稳定性概述

我们知道钻孔灌注桩实际上具有很强的适应性，我们之所以这样说不仅如此且施工简便、无震害再加上噪音小、承载力高等优点所以就使得它在我国得到非常广泛的应用。钻孔灌注桩的施工难点其实就主要表现在孔壁稳定性问题，那么换句话说也就是稍有不慎的情况下，就会极易发生缩径甚至说是塌孔等质量事故的发生。在此基础之上土体性质、泥浆情况还有孔深、孔径以及施工机械等因素所有上述因素综合来说，实际上也均会对钻孔灌注桩的孔壁稳定性产生一定程度的影响，那么还因为土体性质复杂而且离散性大等因素的共同影响，因此这些因素就很有可能会导致孔壁稳定性技术分析一直都成为了难点。所以近些年来许多学者尝试从不同角度都去详细的研究了不同因素对钻孔灌注桩孔壁稳定性的影响程度，而本文也主要是从深度变化对钻孔灌注桩孔壁稳定性的影响以及地基的性质对钻孔灌注桩孔壁稳定性的影响进行分析研究。

2钻孔灌注桩孔壁稳定性分析

2.1深度变化对钻孔灌注桩孔壁稳定性的影响

我们说实际上在黏性土地基中，那么孔壁塑性区分布模式的具体表现其实是与深度有着紧密的关系的，那么也就是说塑性区半径一般情况下也都会随着深度逐步增大，与此同时还表现在塑性区半径还会伴随着土体内摩擦角的增大的变化，进而也会相应的减小，相比之下孔壁稳定性安全系数也就一般都是会伴随着土体内摩擦角的增大而进行相应的增大的变化。我们可以说在砂土地基中，土体塑性区分布模式也是在很大程度上与塑性区半径大小的变化是有着密切的联系的，这主要就表现在随深度变化的情况下，那么就会导致塑性区半径还有塑性区半径比其实也会伴随着土体内摩擦角的增大而进行相应的程度上的减小，换句话说也就是孔壁稳定性安全系数伴随着内摩擦角的增大而进行相应的增大的变化。我们在研究的过程中会发现与土体塑性区分布模式类似的就是，在黏性土地基中的孔壁土体变形量很显然也是与深度有关的，不仅如此而且土体变形也是伴随着深度而逐步增大的；从另一个方面来看的话就会发现砂土地基中，孔壁土体变形量其实也是伴随深度变化不大的，不仅如此它的变形量也是很小的。那么这样一来的话我们就可以综合孔壁土体塑性区分布模式或者说是孔壁稳定性以及孔壁土体变形分析结果的具体数据，然后我们就可以得到以下结论。

2.2地基的性质对钻孔灌注桩孔壁稳定性的影响

首先一点就是黏性土地基中，我们会发现土体内摩擦角低、而且不仅如此土体抗剪强度实际上也会是伴随深度增加的速率慢、而且与此同时侧压力系数大再加上成孔后孔壁土体侧向卸荷量大的共同影响、当然也包括孔壁土体竖向应力与侧向应力差也大这一个因素的影响，所以综合来看的话就会发现黏性土地基中深层土体实际上更容易产生较大的塑性区或者说是较大的变形；可是要是从另一个角度分析的话受黏聚力的影响，那么就应该是孔壁土体虽然产生了较大的塑性区与变形，可是原理上来说孔壁土体应力重分布后应该是更容易达到新的平衡的，所以不管怎么说都是孔壁土体稳定性安全系数会表现得较大。

那么相比之下砂土地基中，正是因为土体内摩擦角大而且另一方面土体抗剪强度也会伴随深度增加的速率快的变化而相应的产生变化，不仅如此同时侧压力系数小或者说是成孔后孔壁土体侧向卸荷量小的因素的共同作用也会对其产生一定程度上的影响。那么假如说是孔壁土体竖向应力或者说是侧向应力差也小的情况下我们就会发现，这个时候的砂土地基中土体塑性区或者说是变形小；所以总的来说正是由于是无黏性土，所以说在这种情况下孔壁土体产生一定的塑性区后，实际上也会很容易发生破坏，与此同时我们也知道这种破坏也一定会向四周蔓延扩散，然后严重的情况下就会最终形成坍孔。综上所述就是黏性土地基中深层孔壁土体实际上更易发生缩径；而相比之下砂土地基中它是更易发生坍孔。那么不仅如此孔壁稳定性的一个重要影响因素当然也是一定包括泥浆相对密度的，这里所说的泥浆它实际上不仅可以大幅度的提高孔壁土体的侧压力或者说是减小侧向卸荷量，与此同时还能在孔壁形成泥皮防止无黏性土地基局部坍孔的问题的大量出现，这样做的结果就是可以提高孔壁稳定性。可是有一个问题那就是泥浆相对密度太大的话反而会增大施工难度，不仅如此他还会对桩承载力产生影响。

3钻孔灌注桩孔壁稳定性的思考

首先我们知道黏性土地基中，实际上土体内摩擦角小或者说是土体抗剪强度他们一定是都会随深度增加的速率慢而进行相应的变化，与此同时在其他影响因素就比如说是侧压力系数大以及成孔后孔壁土体侧向卸荷量大的影响下，也会导致钻孔灌注桩孔壁稳定性有所变化。假如说是孔壁土体竖向应力或者说是侧向应力差也大的情况下，那么我们就可以下一个结论就是孔壁塑性区分布模式实际上是跟深度有关的，不仅如此我们可以试着从另一个角度分析那就是深层土体更容易产生较大的塑性区或者说是较大的变形；可是实际上受黏聚力的影响较大，孔壁土体应力重分布后也就表现的更容易达到一种新的平衡的状态，所以说这个事实就是孔壁土体稳定性安全系数较大。

其次由于很多学者大多都是采用理论解析方法而去具体的分析孔壁稳定性，不仅如此他们也得到了非常有意义的一些结论。可是从另一个角度来说的话实际上理论解析方法有自身局限性，那么也就是说不能考虑多因素的影响，可是实际上钻孔灌注桩孔壁稳定性他肯定是不仅与土的物理力学性质、地下水位还有泥浆护壁等因素有这密切相关的联系，与此同时还与土体空间分布特性或者说是边界条件等因素也是紧密相关的。这里我们说有限元法，那么这种方法主要就是作为一种成熟的分析方法，他最大的优点就是可以弥补理论解析方法的一些缺点，换句话说也就是他可以很好地对土体应力状态、变形以及土体分层情况、外界荷载等因素进行真实情况的准确地模拟。就比如说像是王云岗他就是主要采用数值模拟的方法，他详细的研究了结构性软土地基中钻孔灌注桩施工这一个重要的因素对桩周土体的扰动的影响。这里我们所说的有限元强度折减法在实际的生活中也被广泛用于边坡、隧道还有基坑等领域的稳定性分析中去了，所以其实我们也可以采用有限元强度折减法而去研究土体性质、泥浆相对密度还有孔深、孔半径等因素他们各自对钻孔灌注桩孔壁稳定性的重要的影响，这种分析研究的方向就非常有助于深入认识钻孔灌注桩孔壁稳定性这一关键工程问题，不仅可以促进钻孔灌注桩孔壁稳定性的进一步的提高，还可以在很大程度上促进我国工业以及经济的发展。

4结语

综上所述在黏性土地基中，孔壁稳定性问题它就主要表现在缩径问题的上面，假如说是土质越差、孔半径越大或者说是孔越深的情况下，那么就一定会使得缩径量越大，所以说我们要做到就是提高泥浆相对密度，因为这样就能有效地减小缩径量；那么在砂土地基中我们会发现孔壁稳定性问题主要就表现在坍孔问题上，那么在孔壁土体产生一定的塑性区后很长时间之内，可以说是很容易发生破坏的，与此同时这种破坏还一定会向四周蔓延扩散，以至于严重的情况就是会最终形成坍孔，我们可以说影响砂土地基孔壁稳定性的主要因素其实主要就是泥浆相对密度，所以说我们为了保证孔壁稳定，所以就应该保证砂土地基中最小泥浆相对密度一定是应使得泥浆侧压力不小于土体静止侧压力才可以满足要求。

参考文献：

[1]李林，李镜培，岳著文，唐剑华.饱和黏土中钻孔灌注桩孔壁稳定性力学机制研究[J].岩土力学，2016，37（09）：2496-2504.