土体泊松比对压人管桩单桩挤土位移场的影响

第18卷第4期铁道科学与工程学报Volume18Number4 2021年4月Journal of Railway Science and Engineering April2021 DOI:10.19713/ki.43−1423/u.T20200555考虑泊松效应的单桩竖向承载变形特性研究余棚1,2，谢唯实1,2，傅旭东1,2(1.武汉大学土木建筑工程学院，湖北武汉430072；2.武汉大学岩土与结构工程安全湖北省重点实验室，湖北武汉430072)摘要：单桩在承受上拔或下压荷载时，其桩侧极限摩阻力相差较大，桩身泊松效应是重要的影响因素之一。

考虑泊松效应对桩-土界面法向应力的影响，推导得到上拔与下压荷载作用导致的桩侧极限摩阻力改变量的表达式；根据双曲线荷载传递模型，得到考虑泊松效应的的τ-z曲线；在位移协调法的基础上，通过迭代更新桩底位移使桩顶轴力与桩顶荷载相等，提出各级荷载作用下桩身位移响应的计算方法；基于Matlab开发平台编制单桩在竖向荷载作用下Q-S曲线和抗拔系数的计算程序，通过与现场试验数据对比验证了本文计算方法的可靠性。

研究结果表明：单桩的抗拔系数随着桩土平均模量比的增大而增大，但其增长速率逐渐减小；随着长径比的增大，单桩的抗拔系数线性减小。

随着桩土平均模量比的增大，抗拔系数受长径比的影响逐渐减小，当桩土平均模量比为6000时，抗拔系数几乎不随长径比的改变而变化。

关键词：极限摩阻力；泊松效应；τ-z曲线；抗拔系数中图分类号：TU473文献标志码：A文章编号：1672−7029(2021)04−0901−07Study on vertical bearing deformation behavior of single pile considering Poisson’s effectYU Peng1,2,XIE Weishi1,2,FU Xudong1,2(1.School of Civil Engineering,Wuhan University,Wuhan430072,China;2.Hubei Key Laboratory of Safety for Geotechnical and Structural Engineering,Wuhan University,Wuhan430072,China) Abstract:The ultimate side friction resistance is quite different for uplift and compressive piles,and the Poisson’s effect is one of the most important influencing factors.With the influence of the Poisson’s effect on the normal stress at the pile-soil interface considered,the expression of the change in the ultimate side friction resistance due to the action of uplift and download was derived;according to the hyperbolic load transfer model,anτ-z curve which can consider the Poisson's effect was proposed;on the basis of the method for harmony of displacement, the axial force of pile top was made to be equal to the load of pile top by iteratively updating the displacement of pile bottom,in which case,a calculation method of pile body displacement response under various levels of load was proposed;the calculation program of Q-S curve and uplift coefficient of single pile under vertical load was proposed on the basis of Matlab,and the reliability of the calculation method was verifed in this paper by comparing the result with the field test data;the results of uplift coefficient which is influenced by the average收稿日期：2020−06−18基金项目：国家自然科学基金面上资助项目(51978540)通信作者：傅旭东(1966−)，男，湖北孝感人，教授，博士，从事桩基工程方面研究；E−mail：************.cn铁道科学与工程学报2021年4月902pile-soil modulus ratio and slenderness ratio show that:1)The uplift coefficient of a single pile increases with the increase of the pile-soil average modulus ratio,but its growth rate gradually decreases;2)As the slenderness ratio increases,the uplift coefficient of the single pile decreases linearly.With the increase of average pile-soil modulus ratio,the influence of slenderness ratio on the uplift coefficient gradually decreases,when the pile-soil modulus ratio is6000,the uplift coefficient hardly varies with the change of the slenderness ratio.Key words:ultimate friction resistance;Poisson’s effect;τ-z curve;uplift coefficient大量试验表明[1−4]，抗拔桩与抗压桩的受力和变形性能存在较大的差异，同一场地中抗压桩的极限侧阻值大于抗拔桩的极限侧阻值。

第31卷第2期岩土力学V ol.31No.22010年2月Rock and Soil Mechanics Feb.2010收稿日期：2009-09-11基金项目：国家自然科学基金资助（No.50708078）；上海市教育委员会科研创新项目资助（No.10ZZ24）；上海市科技攻关计划项目资助（No.09231200900）。

第一作者简介：梁发云，男，1976年生，博士，副教授，主要从事桩基础、地下工程等领域的研究。

E-mail:fyliang@文章编号：1000－7598(2010)02－0449－06土体水平位移对邻近既有桩基承载性状影响分析梁发云1,2，于峰1,2，李镜培1,2，姚国圣1,2（1.同济大学地下建筑与工程系，上海200092；2.同济大学岩土及地下工程教育部重点试验室，上海200092）摘要：城市建设中经常会遇到由于堆载或基坑开挖所引起的土体水平位移现象，土体水平位移的作用会使邻近建筑物的桩基础产生附加内力或变形，并可能导致邻近桩基的破坏而发生工程事故。

针对此类问题，基于Winkler 地基模型以及桩-土变形协调条件，建立单桩水平位移控制方程，根据内力与位移的微分关系，采用两阶段方法进行求解。

结合典型的工程事故，通过参数分析，研究土体水平位移对邻近桩基承载性状的影响程度。

分析表明，基坑工程围护墙体的稳定和开挖深度对邻近桩基的安全有着重要影响，并提出了近期发生在上海的某小高层楼房整体倒覆事故的一种可能原因。

关键词：两阶段法；Winkler 地基模型；被动桩；土体水平位移；围护墙中图分类号：TU 473.1文献标识码：AAnalysis of bearing capacity of a single pile under adjacentbuilding subjected to lateral soil movementsLIANG Fa-yun 1,2,YU Feng 1,2,LI Jing-pei 1,2,YAO Guo-sheng 1,2(1.Department of Geotechnical Engineering,Tongji University,Shanghai 200092,China;2.Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of Ministry of Education,Tongji University,Shanghai 200092,China)Abstract:Lateral soil movement due to surcharge loads and pit excavation often occurs in urban construction.The lateral soil movement may generate additional internal forces and deformation in pile foundation of adjacent buildings,and may lead to the damage of adjacent pile foundation and engineering accidents.Based on the Winkler’s foundation model and deformation compatibility condition of pile and soil,the horizontal displacement control equation of a single pile is established.According to the differential relations between the internal forces and displacements,the two-stage method is adopted to solve the equations.With the typical engineering accident,the influence of lateral soil movements on adjacent pile foundation is investigated by parametric analysis of the pile bearing capacity.The analysis shows that the stability of retaining wall and the excavation depth have an important impact on the safety of adjacent pile foundation.One of possible causes resulting in the collapse accident of a high-rise building in Shanghai is obtained from the analysis.Key words:two-stage method;Winkler’s foundation model;passive piles;lateral soil movement;retaining wall1引言在工程实践中经常遇到由于开挖或堆载而导致土体产生侧向位移的情况，由此造成的工程事故屡见不鲜。

管桩的挤土效应静压预制桩属挤土桩，由于大量桩体积的压入，破坏了土体的相对平衡状态，在不排水条件下桩必须向外挤开与自身体积相等的土体体积。

施工的桩数越多，压桩的速度越快，土侧压力增量就越大，当桩周围土体结构破坏并产生隆起时，对周围建筑或地下管线设施就可能造成损害。

在饱和软土层中，由于其渗透系数小，土体挤压后导致了孔隙水压力的急剧增大，即产生了“超静孔隙水压力”。

它通过地层中的含水层迅速向四周传播，其影响的范围更甚于一般土体挤密的挤压应力。

压入1根桩后，就能使桩周围2m~3m范围内饱和软粘土中孔隙水压力U>G（G为上覆土总重），在此范围之外超静孔隙水压力△U逐渐减小。

在不同的地质条件下，由于土的渗透系数不同，孔隙水压力的变化规律亦不同。

淤泥渗透系数低，超静孔隙水压力不易消散；而在淤泥与粉细砂交互层中，由于粉细砂层渗透性相对较好，淤泥中产生的超静孔隙水压力将通过粉细砂层较快消散。

在沉桩过程中，土体挤压应力和所造成的超静孔隙水压力对邻近建筑物的影响，起了共同的作用。

根据施工实践反映为浅层大、深层小、近处大、远处小，影响范围可达1~1.5倍桩长,并与地质状况、平面布桩率、压桩速度、施工顺序等因素有关。

同时，沉桩本身产生的土体挤压与超静孔隙水压力还将对已施工的桩产生水平位移与上浮，造成桩基质量事故。

随着打桩间歇时间的推移，所增大的土体应力与超静孔隙水压力将逐步扩散以至消失，地层重新固结又对周围建（构）筑物形成不利影响。

静压法沉桩与锤击法相比，除了无振动、无油污、无噪音外，对降低土体的挤压应力与超静孔隙水压力没有优势性，另外,由于昼夜施工以及设备太重致使地基沉陷而产生的影响更甚于锤击桩。

在饱和软粘土中压桩，特别是在平面布桩率高、施工场地狭小、四周有毗邻旧建筑物的情况下，对周围环境的影响更为直接，而采取文中所述的几项防护措施并辅以施工过程跟踪监测，是能够取得预期效果的。

影响范围1~1.5倍桩长，可以采用限打，或周边开挖防震沟。

静压管桩挤土效应及其控制措施静压管桩是一种常用的桩基础，其深入土层，将上部结构的荷载通过桩身传递给深部的土层，以降低建筑的沉降并确保建筑物的安全性。

然而，在施工过程中，静压管桩会产生挤土效应，对周围环境造成不良影响，如建筑物开裂、道路隆起和地下管线断裂等事故。

因此，必须采取适当的措施来减少挤土效应的产生。

静压管桩在施工过程中，其挤土效应主要表现为两个方面。

一方面，在挤土的过程中，桩周的土体发生变形，对周围建筑物产生影响；另一方面，在压桩前后土体的应力状况也发生了很大的改变，对承载力也有一定的影响。

具体表现如下：1.沉桩时在压桩区一定范围内产生土体的水平位移。

在饱和软土中沉桩时，桩要置换相同体积的土，对周围土体产生侧向挤压，引起土体水平位移，过量的土体水平位移作用在先前打入的桩上，会造成桩位的偏移、桩身的翘曲，甚至会造成桩的折断。

2.沉桩时对周围土体的挤压作用导致土体的垂直隆起。

沉桩时，桩对周围土体产生的挤压作用，还会在一定范围内造成地面的垂直隆起和抬高，并有可能造成先沉入桩上浮。

由于地面隆起，已沉入桩上抬，造成桩尖脱空，对于端承桩而言，极大地影响了单桩承载力的发挥。

3.静压桩挤土效应引发的环境问题。

土体的垂直隆起和水平位移会对沉桩范围外一定距离内的建筑物、构筑物、道路、挡土结构以及地下设施和管线的一定程度破损，如粉刷层剥落、墙身开裂，产生裂缝、首层商业店铺拉不上闸门等，附近地铁、隧道、地下管线及设施破坏等而引发工程事故。

防挤沟是一种有效的措施，可以减少地基浅层土体的侧向位移和隆起影响，并减少对邻近建筑物和地下管线的挤压作用。

在设置防挤沟时，应注意其长度比施工建筑物基础长2m，宽度一般采用1.2-2.5 m，深度超过地下管线埋置深度或邻近建筑物埋置深度1m。

沟内可根据工程实际情况回填砂或其它松散材料。

需要注意的是，防挤沟无法隔断深层土体中应力波的传递路径，所以一般用来保护浅层地下管线或者周围路面。

桩施工挤土效应和振动影响原因分析：静压法施工预应力管桩属于挤土类型，往往由于沉桩时使桩四周的土体结构受到扰动，改变了土体的应力状态，产生挤上效应；桩机施工过程中焊接时间过长；桩的接头较多而且焊接质量不好或桩端停歇在硬夹层，施工方法和施工顺序不当，每天成桩数量太多、压桩速率太快、布桩过多过密，加剧了挤土效应。

防治方法：（1）控制布桩密谋，对桩距较密部分的管桩可采用预钻孔沉钻方法，孔径约比桩径小50-100mm，深度宜为桩长的1/3-1/2，施工时应随钻随打；或采用隔跳打法，施工过程中严禁形成封闭桩。

（2）控制沉桩速率，一般控制在1m/min左右；并制定有效的沉桩流水路线，并根据桩的入土深度，宜先长后短，宜先高后低，若桩较密集，且距建筑物较远，场地开阔时，宜从中间向四周进行；若桩较密集，场地狭长，两端距建筑物较远时，宜从中间向两端进行；若桩较密集，且一侧靠近建筑物时，宜从相邻建筑物的一侧开始，由近向远进行；桩数多于30根的群桩基础，应从中心位置向外施打；承台边缘有桩，待承台内其他桩打完并重新测定桩位后，再插桩施工；有围护结构的深基坑中的静压管桩，宜先压桩后再做基坑的围护结构，这样的施工顺序可以由于基坑四周的围护结构使压桩的土体无法扩散，造成先施工的管桩被后施工的管桩挤上来，使桩的承截力达不到设计要求，又避免了在基坑的压桩过程中土体扩散而挤坏四周的围护结构及降低基坑围护结构的止水效果；同时应对日成桩量进行必要的控制。

（3）设置袋装砂井或塑料排水板，消除部分超孔隙水压力，减少挤土现象，设置隔离板桩或地下连续墙；开挖地面排土沟清除挤土效应。

（4）沉桩过程中应加强临近建筑物，地下管线的观测、监护，对靠近物别重要的管线及建筑物处可改其它桩型。

（5）控制施工过程中停歇时间；避免由于停歇时间过程；磨阻力增大影响桩机施工，造成沉桩困难。

同时，应避免在砂质粉土、砂土等硬土层中焊接，制定合理的桩长组合。

桩机施工时应注意同一承台内的群桩，需接桩的接头不宜在同一截面内，应相互错开，避免产生土压力以及水压力效应较大时，对整体桩身产生剪刀破坏；同时应认真查看地质报告，了解土层分布情况，合理确定桩体组合长度，避免接头处于土层分界处及土层活动较多处，以防土层活动时对桩身的破坏。

浅谈建筑施工中静压管桩的挤土效应本文通过对管桩压入土体后产生自身的上浮，承载力的影响，对周围的建筑物及环境的影响等一系列问题，进行分析和探讨，提出有效的技术措施，以供设计、施工、监理参考。

标签：静压管桩挤土效应超空隙水压浮桩技术措施0 引言随着城市环境要求减少施工污染及静压管桩大力推广和应用。

静压法沉桩由于其有无噪音、无振动、无污染、无冲击力等优点，同时选用高强预应力管桩作为基础，具有工艺简明、技术可靠、造价便宜、检测方便等特点，使得越来越多的建设单位认识到了管桩的优越性和良好的社会经济效益。

以下对管桩入土后产生的挤土效应所引发的一系列问题进行深入探讨，希望对设计、施工、监理有所帮助。

1 挤土桩的分类首先我们将桩按挤土情况进行分类，在桩挤土的过程中，体积等代率越大，其危害越大。

根据挤土效应的大小，将桩分为三类：排挤土桩（Displacement piles）通常指预制钢筋混凝土桩、木桩、沉管灌注桩等。

非排挤土桩（Non-displacement piles）如挖孔桩，钻孔灌注桩等。

低排挤土桩（Small-displacement piles）概念不够明确，排土程度多少没有具体的标准，一般认为如H型钢桩，开口管桩等。

部分工程人员认为，管桩与开口钢管桩类似，均为管状，如在设计时才用开口桩尖，应属于低排土桩，这是一个误区，根据现场压桩观察分析，开口管桩在入土过程中，会较快地在桩尖处形成一土楔，使其入土时的挤土情况与闭口桩无异。

即便管内入土，由于其管桩型号、桩尖形式、土质情况等问题，管内也只能充填很小一部分地基土。

因此考虑到挤土效应的危害，从更加安全的角度，将钢筋混凝土管桩归类于排挤土桩。

2 管桩挤土效应的产生及危害2.1 桩的上浮和变形管桩压入土中，要将桩周土体向旁侧挤压，而占据原来地基土的空间，导致原土体受较大塑性剪切变形而使结构受很大扰动和破坏，尤其在桩位较密集时，桩挤土产生的垂直应力下，引起大范围的土体隆起，当桩的上浮力较大时，即产生浮桩现象，管桩接头断裂等问题。

第27卷第8期岩石力学与工程学报V ol.27 No.8 2008年8月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Aug.，2008压桩过程中静压桩挤土位移的动态模拟和实测对比研究罗战友1，2，夏建中1，龚晓南2，朱向荣2(1. 浙江科技学院岩土工程研究所，浙江杭州 310023；2. 浙江大学岩土工程研究所，浙江杭州 310027)摘要：圆孔扩张法及应变路径法由于土体的大变形和桩土界面摩擦接触问题而难以模拟动态的压桩过程，数值模拟法能够考虑到土体的本构关系、大变形和桩土的相互作用等诸多因素的影响，因而在静压桩挤土效应方面得到了广泛的应用。

采用合适的土体屈服准则及有限变形理论，通过在桩土界面设置接触以及在桩顶施加位移荷载建立了能够实现动态压桩过程的有限元模型。

利用得到的有限元模型模拟了沉桩产生的水平及竖向挤土位移场，讨论了动态压桩过程对沉桩挤土位移场的影响，并和现场实测进行了对比。

研究结果表明，挤土位移场动态模拟结果与实测值相一致，且能反映土性的变化情况；在动态压桩过程中，水平向的挤土位移随着压桩深度的增加而增大，竖向挤土位移随着压桩深度的增加浅层土体表现为隆起增加，而深层土体表现为下沉量增加。

挤土位移的最大值与压桩深度存在滞后效应，因此在压桩过程中要给以足够的重视。

关键词：桩基工程；静压桩；挤土位移；动态过程；数值模拟；现场试验中图分类号：TU 473；O 241 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2008)08–1709–06 COMPARATIVE STUDY OF DYNAMIC SIMULATION FOR COMPACTING DISPLACEMENT OF JACKED PILE AND IN-SITU TESTLUO Zhanyou1，2，XIA Jianzhong1，GONG Xiaonan2，ZHU Xiangrong2(1. Institute of Geotechnical Engineering，Zhejiang University of Science and Technology，Hangzhou，Zhejiang310023，China；2. Institute of Geotechnical Engineering，Zhejiang University，Hangzhou，Zhejiang310027，China)Abstract：Due to soil large deformation and friction between pile and soil，cavity expansion method and strain path method can not simulate the dynamic penetration process of jacked pile；but finite element method has been widely used in the penetration process，solving the soil constitutive relationship，large deformation and interaction between pile and soil. An appropriate finite element model is given that accords with the actual process of jacked pile. This model adopts the rational constitutive model of soil and finite deformation theory. Through pile-soil interaction and displacement loading on pile top，the dynamic pile-sinking process is simulated. Horizontal and vertical displacement fields are studied through the finite element model. The effects of displacement fields caused by dynamic pile-sinking procedure are discussed；and moreover，the simulation results are compared with field test. The results show that compacting displacements are in accord with measured results；and further，change of compacting displacement can reflect the change of soil characteristic. During the installation of jacked pile，the收稿日期：2008–02–28；修回日期：2008–06–02基金项目：国家自然科学基金资助项目(50708097)；中国博士后科学基金一等资助(20060400317)；浙江省教育厅基金(20061459)；浙江省高校中青年学科带头人资助项目作者简介：罗战友(1974–)，男，博士，2001年于西安建筑科技大学岩土工程专业获硕士学位，现任副教授，主要从事静力压桩、地基处理及岩体结构等面方面的教学与研究工作。

对建筑施工中静压管桩的挤土效应研究静压管桩施工技术是现代建筑施工中一种常用的实用性较强的地基处理方式，但是该施工技术产生的挤土效应会为施工周围环境带来一定程度的影响。

本文对静压管桩施工中所产生的挤土效应进行了分析，提出了几种能够预防或者降低挤土效应对周边环境造成影响的措施。

【标签】静压管桩施工；挤土效应；预防措施概述静压管桩属于挤土桩施工工艺，是利用静压桩机的自重和静压作用力，将管桩桩身压入土层结构持力层来完成桩基施工，其发展基础为预应力技术，随着混凝土配合比材料和蒸养方式的不断完善，高强混凝土的生产成为可能，大吨位静压机的出现将管桩施工作业的适用范围进一步扩大，但静压管桩在施工过程中会产生挤土效应，挤土效应对施工现场及周边环境会产生一定的影响和危害，故必须在建筑施工中对静压管桩的挤土效应进行分析和研究，进而采取有效的措施来减小挤土效应所带来的负面影响。

1静压管桩施工中所带来的挤土效应分析静压管桩施工技术是采用静压方法将预应力空心圆筒构件压入地下，达到地基承载力效果的桩基处理技术。

在沉桩的过程中，桩管的桩身在被压入地下时，需要克服压桩周边土体的侧向摩擦力和桩端阻力，这就容易造成在桩身四周的土体结构因受到压迫而产生冲剪破坏，导致土体原有的应力状态变为向周边方向挤压，产生超孔隙水压力现象。

这种现象主要表现在土体结构向径向偏移，而桩尖和桩周一定范围内的土体受到不排水剪切和水平挤压，导致土体中超孔隙水压力升高而造成土体破坏，即便是未受到破坏的土体也容易因超孔隙水压力的影响而发生扰动变形，从而形成挤土效应。

2静压管桩施工挤土效应对周边环境所造成的影响及危害静压管桩的施工与岩土环境、工程周围环境相互作用，经过对多个工程实例进行研究分析可以看到，挤土效应产生的作用力和影响范围是非常严重的，主要体现在以下几个方面：1）对周围建筑影响，在饱和的软土地区易产生场地隆起，如临近建筑基础埋深较浅或结构强度较差，将导致房屋开裂、变形、倾斜，危害建筑物安全。

管桩挤土效应与控制应对措施摘要：本文分析介绍了挤土效应机理，并从理论上分析了管桩施工的挤压效应对周围建筑物的影响，并结合实际施工情况，采取措施有效减少了某些部位的影响，从而达到有效控制管桩挤压效应对周边建筑物的影响。

关键词：管桩；挤土效应；应对措施一．引言管桩是一种广泛应用的桩基础，在饱和软黏土地区施打预应力管桩时，沉桩过程中容易挤压地下土层，造成地面隆起，并使先打入的桩桩顶标高增加，这一现象称之为桩涌起。

桩涌起后，在桩底部形成空位，使桩失去端承力，导致桩的承载力只能依靠桩周摩擦力产生，从而使桩的整体承载力降低，且随着上部建筑物自重增加，桩会沉陷。

由于各根桩的隆起程度不同，可能引起建筑物主体结构的不均匀沉陷，严重影响建筑物的安全。

文中对工程实例中出现的管桩挤土效应的原因进行了深入分析并提出了有效的处理方法，可为同类工程施工提供参考。

二．挤土效应的定义及影响（一）挤土效应挤土效应是在预应力管桩时发生的现象。

当桩下沉时，桩周围的土壤结构会受到干扰，土壤的应力状态会发生变化。

挤土效应效果通常表现为浅土抬高和深土侧向挤压，挤土效应作用会破坏周围的道路和建筑物，导致周围的开挖基坑塌陷或增加。

对已经施打的桩的影响表现为桩身倾斜及浅桩（≤20 m）上浮。

如果压桩施工方法与施工顺序不当，每天成桩数量太多、压桩速率太快就会加剧挤土效应。

在挤土效应的过程中，由于桩自身占据了土壤的原始空间，因此桩周围的土壤被排放到周围。

当桩周围的土壤为非饱和土层时，压缩土体时，土体的体积减小，可以有效地消除压应力。

因此，在不饱和土层中压实土桩的压实效果尚不明确，负面影响也较小。

当桩周土为饱和软土时，土体受挤压时体积不会收缩或收缩量极小，挤压应力主要通过土体位移来消减，挤土效应十分显著，因此所造成的负面影响更大。

（二）影响结果以上分析表明，预制管桩的结构会引起周围土壤的大位移和孔隙水压力。

结构中的桩数越多，桩压得越快，土壤侧的压力就越大。

预制支护单桩沉桩挤土效应分析摘要：基坑支护中，预制桩沉桩产生挤土效应，对周边环境产生了较大影响。

基于Sagaseta的源-汇理论，推导出单桩沉桩挤土位移计算公式，并通过数值计算分析出沉桩挤土位移场规律：单桩桩周4~5倍桩径范围是挤土位移急剧变化区，单桩在其两侧的挤土影响范围约为1倍桩长；在承载力满足要求的条件下，可优先考虑选用直径400~500mm的预制支护桩，具有重要工程意义。

关键词：预制单桩；沉桩；挤土；位移计算中图分类号：TU473.1 文献标识码：A 文章编号：Soil Compacting Effect Analysis of the Single Precast Retaining PileAbstract: During the foundation pit construction, the soil compacting effect was caused by the precast pile. It had more influence on the surrounding environment. Based on the Sagaseta’s theory, the displacement formula of the single precast pile was derived. And the numerical calculation about the soil-compacting displacement was done. It obtained some useful conclusions. The soil-compacting displacement changed rapidly in the range of 4~5 times the pile diameter. The influence area of the soil-compacting around the single pile was about one pile length. If the bearing capacity was satisfied, the precast retaining piles with the diameter of 400~500mm may be used in preference. These had important engineering significance.Key words: single precast pile; pile driving; soil-compacting; displacement calculation随着城市地下空间开发的规模越来越大，深基坑支护工程面临着前所未有的机遇和挑战。

静压桩沉桩的桩体受力及土体位移变化规律研究随着我国改革开放和城市化进程的不断发展,城市用地也越来越紧张,如何减少工程建设过程中对密集城区环境的影响成为一个值得研究的重大课题。

静压桩由于是预制桩,桩身质量可靠,价格相对较低,同时有无噪音、无振动、无冲击力、施工应力小等优点而得到了广泛的应用。

但静压桩也有其缺点,那就是它属于排土置换桩,在沉桩贯入过程中产生的挤土效应对周边环境造成了不利影响。

本文结合华润电力有限公司软土地基静压沉桩施工的工程背景,运用FLAC2D软件对静压沉桩进行数值模拟,通过位移控制法实现沉桩过程,对桩体受力情况进行分析。

通过对单桩模型进行分析得到,桩体顶部在沉桩过程中尤其是压桩后期主要承受竖向压应力作用;利用单因素控制法对影响桩体受力的各个因素进行分析,得到了桩体应力受土体内摩擦角、粘聚力,桩体尖角、桩径等的影响规律。

静压桩属于排土置换桩,沉桩过程对桩体周围土体产生了不利影响,通过分析单桩模型对沉桩过程中、沉桩完成后的土体位移进行了研究。

结果表明,桩体周围土体的径向位移随距桩体距离的增加呈对数形式衰减;土体竖向位移在距地表一定范围内隆起,超过此深度后下沉,在2~3 m范围内达到竖向最大位移。

本文选取两桩模型对群桩挤土效应进行研究,得到两桩间由于叠加作用使得土体径向位移较单桩小,竖向位移大。

研究沉桩过程中桩体承载力变化的规律以及桩周土体的变化规律,就能根据工程情况进行施工方法的选取,避免出现工程问题,对于施工中采取有效的工程措施并减小沉桩对环境的影响等提供理论依据,并具有重要的现实意义。

静压桩挤土影响的范围嘿，朋友们！今天咱们来聊聊静压桩挤土影响的范围，这可像是一场神秘又有趣的地下“大事件”呢！你可以把静压桩想象成一个超级大力士，在地下开始搞“大动作”。

这个大力士一发力，周围的土啊，就像是一群胆小的小动物，一下子被吓得四处逃窜。

那挤土影响的范围呢，就像是这个大力士的“气场范围”。

刚开始的时候，在静压桩周围一两米的地方，那简直是“近水楼台先得月”，哦不，是“近桩先被挤”。

这里的土就像是被捏变形的橡皮泥，原本规规矩矩的土结构，一下子变得歪七扭八，像喝醉了酒的小矮人在乱晃。

再往远一点，大概三到五米的范围，这里的土就像是被一阵怪风吹过的草丛。

虽然没有像靠近桩的土那么惨，但也受到了不小的波及。

它们被挤得有点无奈，像是在说：“哎呀，这个大怪物的影响力怎么这么大呀！”如果把范围扩大到五到十米，那就是“余震”的影响范围了。

这里的土就像是听到远处有动静，然后开始有点不安分的小动物。

可能本来安安静静的，突然就感觉地面下有一股神秘的力量在拉扯着自己，就像有个调皮的小精灵在捣乱。

十多米外的土呢，以为自己可以高枕无忧，可还是能感受到一些微弱的“波动”。

这就好比是在一个大池塘里，中间扔进了一块大石头，虽然池塘边的水波动比较小，但还是能察觉到水面起了一些小涟漪。

这些土就像是池塘边那些刚刚睡醒，迷迷糊糊感觉到有点不对劲的小鱼。

要是从空中俯瞰这个静压桩挤土影响的范围，就像是一个巨大的同心圆，圆心是静压桩这个“罪魁祸首”，越往外影响越小，但就是像一个调皮孩子扔出的石子，激起的层层水波，波及的范围可真是超出想象。

有时候，这个挤土影响的范围还会受到土质的影响。

如果是松软的土，那就像是在棉花堆里挤东西，范围可能会更大一些，土就像软乎乎的棉花糖，被轻易地挤来挤去。

要是硬一点的土，就像是在硬邦邦的饼干堆里，虽然也会被挤，但范围可能相对小一点，那些土就像倔强的小饼干，不太愿意被挪动。

不过不管怎么说，静压桩挤土影响的范围就像是一场地下的秘密“战争”的波及区域，充满了各种有趣的变化和意想不到的情况。

土体泊松比对压入管桩单桩挤土位移场的影响储召军;石少卿;陈怀庆;张有来【期刊名称】《后勤工程学院学报》【年(卷),期】2013(000)003【摘要】基于ABAQUS有限元软件，采用主从接触算法模拟桩-土相互作用、修正剑桥模型作为土体本构模型，通过在桩顶施加竖向位移荷载以及合适的网格划分技术建立了较为符合压入管桩压桩实际的有限元模型。

利用得到的有限元模型模拟了压入管桩压桩产生的挤土位移场，对不同泊松比时压入管桩单桩挤土位移场进行了对比分析。

结果表明：不同泊松比时竖向和水平挤土位移场沿深度方向和径向的分布规律趋于一致；土体泊松比的变化会对压入管桩压桩产生的竖向和水平挤土位移场产生较大影响；泊松比越大，压桩产生的竖向和水平挤土位移越大。

【总页数】7页(P1-7)【作者】储召军;石少卿;陈怀庆;张有来【作者单位】后勤工程学院军事土木工程系，重庆401311; 后勤工程学院岩土力学与地质环境保护重庆市重点实验室，重庆401311;后勤工程学院军事土木工程系，重庆401311; 后勤工程学院岩土力学与地质环境保护重庆市重点实验室，重庆401311;中国中铁航空港建设集团有限公司，北京100093;中国中铁航空港建设集团有限公司，北京100093【正文语种】中文【中图分类】TU473【相关文献】1.基于应变路径法的压入管桩单桩挤土位移场的参数影响分析 [J], 汪敏;储召军;石少卿;孙建虎2.基于应变路径法的压入管桩单桩挤土位移 [J], 汪敏;储召军;石少卿;孙建虎3.压入管桩压桩所致挤土位移的数值模拟 [J], 储召军;陆新;石少卿;孙建虎4.沉桩挤土效应的桩身与土体水平位移分析 [J], 肖昌建;刘吉福5.沉桩挤土效应对桩周土体径向位移数值分析 [J], 李家华;单恒年;陈祥因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

打桩引起的挤土问题及其对基桩承载力的影响1 打桩挤土问题及其对基桩承载力影响研究现状软土地区饱和软粘土具有含水量高、渗透性弱、抗剪强度低的特点。

在该地区进行预制桩沉桩施工时，因挤土效应和产生的超静孔压，导致桩周围土体产生较大的侧向位移和隆起，由于孔隙水压力向四周的传递和群桩施工中的叠加因素，位移和隆起的影响范围进一步扩大，使己打入的邻桩和邻近建筑物产生侧向位移和上抬，从而对工程产生不利影响。

由于土体的渗透系数小，因而产生的超静孔压消散慢，超静孔压在施工后一段时间内的消散对土体的强度有很大的影响，而土体强度的变化直接关系到桩的极限承载力。

打入桩引起的环境问题及其对基桩承载力的影响已经得到广泛关注。

张咏梅、张善明（1982）[1]针对打桩施工引起的空隙水压力变化进行了研究。

张诚大（1987）[2]提出了一种预估打桩对周围影响程度的方法。

张庆贺、柏炯（1997）[3]分析了打（压）桩引起的地振动与挤土的机理和规律，提出环境病害预测判据、方法和相应的防治措施，并提出了打桩挤土的半解析有限元数值方法与简化实用计算方法。

阳军生、刘宝琛（1999）[4]视沉桩挤土引起的地表位移符合随机过程，应用随机介质理论，提出了预计打桩引起的地表位移与变形的计算公式和计算程序。

刘希亮、罗静、边永光（1999）[5]认为周围桩体的挤土效应和自身沉桩的挤土作用是桩体隆起的两个主要因素，并对桩体隆起位移曲线进行分析，认为桩体隆起曲线大致呈正态分布形状。

周健、徐建平、许朝阳（2000）[6]以有限元方法为主要分析手段，对群桩地表的隆起、桩周土体的侧移、挤土产生的应力及其对周围桩体的影响等挤土效应的变化规律进行了详细研究。

姜朋明、尹蓉蓉、胡中雄（2000）[7]以小孔扩张挤土理论为出发点，将打桩问题简化为半无限体中的孔洞问题，利用边界单元法，对群桩施工过程中引起土体位移进行计算。

罗嗣海、侯龙清、胡中雄（2002）[8]推导了具有一定初始半径的圆柱形孔扩张的弹塑性解，研究了预钻孔取土打桩时预钻孔孔径大小对挤土效应的影响。