静压管桩挤土效应及其控制措施

静压预应力管桩施工中常见的问题及防治对策1、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，产生挤土效应；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；施工方法与施工顺序不当，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）控制布桩密度，对桩距较密部分的管桩可采用预钻孔沉桩方法，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；或采用间隔跳打法，但在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；承台边缘的桩，待承台内其他桩打完并重新测定桩位后，再插桩施打；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避免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，使桩的承载力达不到设计要求，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，消除挤土效应。

（4）沉桩过程中应加强临近建筑物、地下管线的观测、监护，对靠近特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，摩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。

谈静压桩挤土效应防护方法及措施静压法施工相对于锤击桩而言，具有无噪音，无振动，无冲击力，施工应力小等优点，且能在沉桩施工中测定沉桩阻力，为设计施工提供参数。

但是，由于静压桩属于挤土桩，其产生的挤土效应会对周边环境造成不利的影响，严重者可能造成邻近的建筑物开裂，道路隆起以及地下管线断裂等工程事故。

因此对静压桩的挤土效应的进行探讨、研究显得尤为重要。

1 工程实例杭州某住宅工程，由10幢17层的高层建筑，3幢1层的配套用房组成，下设整体一层地下室，总建筑面积为72247m2，其中地下建筑面积12504m2。

场区地貌属冲海积沉积平原地貌单元，拟建场地呈不规则的四边形，东、南两侧均为规划用地，目前均已整平，用简易的围墙进行围护，地块之间以规划的城市支路分隔；西侧相连的亦为规划用地，目前为荒地；场区北侧为规划的道路，路北侧为新建的农居，为4层的砖混结构房屋。

本工程桩基设计采用PHC-600（130）-AB型桩，以⑥3-1含砾粉细砂层为桩端持力层，桩顶标高1.10m（1985国家高程基准），有效桩长45m，桩端进入持力层2D。

考虑到场地北侧为采用浅基础的4层砖混结构的农居房，且场区内存在25～30m的淤泥质软土，勘察单位建议桩基施工时由北往南进行，并严格控制沉桩速率，必要时采取挖防挤沟、袋装砂井等防护措施。

开始施工后，施工单位为了抢工期，先对南侧场地进行桩基施工，且认为北侧距农居点有30～40m，未充分评估沉桩的挤土效应对周边环境的影响，也未采取其他必要的防护措施。

当施工到离农居点最近的3幢楼时，北侧农居房出现不同程度的裂缝，施工单位方才开始采取防挤土措施，但效果不理想，后经多次协调但未果，只能将北侧的3幢楼下的100多根桩全部改为钻孔灌注桩，此举对整个工程造价、工期产生严重影响。

2 挤土效应主要表现形式在桩基施工过程中，无论是采用振动压桩，还是静压桩法，由于预制桩自身的体积占用了土体原有的空间，使桩周的土体向四周排开。

换流站工程PHC静压管桩挤土效应的危害及控制措施摘要：PHC管桩作为一种重要的地基基础处理形式，它具有以下优点：承载力高、质量可靠、运输吊装方便、施工周期短、利于现场安全文明施工等。

但它也具有地耐力要求高、压持力（夹持力）过大易造成桩身破碎、造价相对较高、施工时会引起挤土效应等缺点。

特别是挤土效应，如果没有有效的控制措施，会给工程的施工质量和施工进度造成较大的影响。

结合换流站的工程实际，就PHC管桩挤土效应的危害和控制措施做如下分析。

关键词：PHC管桩、挤土效应、防治措施1.PHC管桩的简介及在换流站工程的应用PHC 管桩即预应力高强度混凝土管桩，是一种比较普遍的桩基处理方式。

它具有单桩承载力高，使用地域广、建筑类型多，成桩质量可靠程度高，施工周期短等优点。

在沉桩过程中，油压值可直观、准确地读出，因而能精确判断桩基承载力。

同里换流站地基土主要包括①1素填土、①2淤泥、②粉质粘土、③淤泥质粉质粘土、④粉质粘土等，地质条件符合管桩的施工条件。

另外换流站工程具有荷载大、沉降变形控制要求高、工期相对较紧等特点，因此在同里换流站大部分建、构筑物的地基处理采用了PHC静压管桩。

2. 挤土效应的危害及原理PHC管桩施工的过程其实是一个挤土过程，桩周土体在成桩过程中，桩周受到径向挤压和竖向挤压作用，应力应变状态发生很大变化，离桩体一定范围内的土体结构、密度及含水量发生相应改变，这种综合的效应成为挤土效应管桩施工挤土效应的原理分析目前最为常见的是圆孔扩张理论，当静压桩在贯入过程中，会引起桩周土体的复杂运动，单桩周围土体位移方式大致是：当桩贯入时，桩尖周围土体被排挤出现水平向和竖直向位移，并产生扰动和重塑，在桩身附近离地面约四倍桩径深度范围内，土体发生一定的地面隆起，当贯入深度较大时，由于上覆土层的压力，土体主要沿径向向外挤出，在邻近桩尖处，土体有向下及径向移动。

根据圆孔扩张理论，桩周土的变形类似一个圆柱形孔扩张而引起的变形，在沉桩后土体主要位移图示及桩轴土体中形成的几个性质不同的区域图示见图1图1桩周土分区Ⅰ区：强烈重塑区，紧贴桩身，在沉桩过程中经历了大位移，且由于桩身拖曳，结构完全破坏；Ⅱ区：塑性区，受沉桩影响严重，土体发生较大位移和塑性变形；Ⅲ区：弹性区，受沉桩影响，但土体保持弹性状态；Ⅳ区：该区不受沉桩影响；Ⅴ区：桩端塑性区。

中国建筑股份有限公司CHINA STATE CONSTRUCTION ENGRG.CORP. LTD东北亚（长春）国际机械城会展中心项目预应力静压管桩挤土效应及控制措施方案中建二局目录1.编制依据 (1)2.工程概述 (1)2.1工程概况 (1)2.2场区岩土工程地质条件 (1)2.3水文地质条件 (3)3. 施工方案选择及施工部署 (3)3.1预应力管桩施工方案选择 (3)3.2试桩检测 (3)3.3施工部署 (4)3.4施工临时设施 (6)4监测目的及监测项目 (6)4.1监测目的 (6)4.2监测项目 (6)4.3控制点布设 (6)4.4监测方法 (6)4.5监测测点的埋设 (7)4.6监测精度及所采取的措施 (7)4.7监测频率及监测预警 (8)5挤土效应应急措施 (8)6监测人员安排及数据传递方式 (8)1.编制依据2.工程概述2.1工程概况东北亚（长春）国际机械城会展中心项目位于长春市高新技术产业开发区长德新区。

拟建工程位于长德经济开发区德贤路以南，102国道以东。

用地东北侧为长德甲三路，东南侧为长德丙一街，西南侧为机械城用地，西北侧长德大街。

建筑面积134460.95㎡；地上建筑面积为107277.72㎡，地下建筑面积为27183.23㎡；主要结构选型(地上/地下)为钢结构/钢筋混凝土框架结构。

此工程桩端进入持力层不小于1米。

终压值为2.2Ra。

设计管桩信息表2.2场区岩土工程地质条件2.2.1地形地貌长春市位于松辽凹陷的东部边缘，是北东向展布的郯庐断裂与东西向展布的中朝古板块与西伯利亚古板块陆缘碰撞褶皱造山带的交切复合部位，古生代时期的沉积物较少，局部有二叠纪地层出露，在中生代地台下降，在东部山区有侏罗纪的沉积层。

长春基岩有厚层白垩纪泥质砂页岩陆相沉积，第四纪中更新世有长白山岩浆活动。

2.2.2工程地质条件根据勘查报告，拟建区地层从上至下依序为：第1层素填土：黑、灰黑色、褐色，以近期人工回填粘性土为主，稍湿，松散-稍密，局部地段为耕土，含大量植物根系，层厚0.40~5.40m。

试论静压管桩挤土效应的防治措施在城市化进程不断加快的背景下，建筑工程技术也在随之不断更新与推广。

工程中的静压预应力管柱施工中，需要重视机械自重与静压力的共同作用。

相比于传统施工模式来讲，这种模式不仅具有较高的实用性，也能够大幅度提升施工效率，在工程项目中得到了广泛推广，同时，各施工单位还要正视相应的挤土效应，注重防治措施的探究。

标签：静压管桩；挤土效应；防治措施前言对于静压管桩来讲，虽然拥有承载力高，施工周期较短以及施工质量较高等优势，但其在压桩施工过程中，往往都会产生挤土效应，极易造成周围土体出现侧向、竖向位移的现象，严重的甚至还会导致场地附近的建筑物产生裂缝、管道断裂等一系列损坏现象。

因此，在具体施工中，各施工单位应充分认识到挤土效应可能带来的不利影响，并紧紧围绕实际施工情况，探索出更科学有效的防治措施，增强施工质量。

1 静压管桩挤土效应首先，管桩变形与超孔隙水压力。

一方面，对于管桩变形来讲。

在将管桩压进土里的过程中，避免会将其周围的土向四周挤压，不仅会侵占周围地基土的空间，还会导致其原来部分的土体出现变形，严重破坏其受力平衡状态，尤其是对于一些施工工程桩位密度较大的项目来讲，会产生更加显著的挤土效应，再加上挤土会产生的垂直力相对较强，往往会导致周围土体的大面积鼓起，在上浮力作用下，会引发浮桩现象，且对工程整体质量与安全造成严重影响；另一方面，对于超孔隙水压力来讲。

在相关施工区域的软弱土里，若超孔隙水压力的土体平衡状态受到不同程度的扰动，不仅会导致深度土层出现位移现象，若其压力未能得到及时有效的分散，极易导致管桩阻力的快速增加，给管桩的贯入产生严重阻碍，此外，在孔隙水压力慢慢消退之后，桩端与桩四周的承载力也都会发生不同程度的变化，从而影响到工程整体质量与建设进度，并带来较大的经济损失[1]。

其次，给环境带来的一系列影响。

静压管桩施工通常都属于挤土类型，其在沉桩过程中，不可避免的会对四周土体产生不同程度的扰动，且还可能会影响、改变其土体原有的应力状态。

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。

静压桩挤土效应及防治方法研究
静压桩引起的挤土效应对工程的建设与周边的环境有重大的影响，因此，对静压桩的挤土效应和减少挤土效应的各种措施的研究具有非常重要的意义。

本文首先详述静压桩挤土效应的研究现状和关键问题，然后分析了研究挤土效应的相关分析理论和分析方法，并在此基础之上，做了以下主要工作：1.利用基于圆孔扩张理论的有限差分法，并采用位移贯入方式，建立了二维轴对称模型。

模型中考虑了有限变形、接触非线性、弹塑性本构关系、计算机的耗时等问题。

从而，能较为真实的对单桩沉桩过程进行模拟。

2.阐明了基于FLAC3D拉格朗日差分程序分析桩土相互作用的基本原理，利用模型分析了静压桩压入不同深度时土体的位移场；分析了压桩后土体的应力场；分析对比了不同土体参数（粘聚力、内摩擦角、泊松比、模量比）下土体位移场。

3．分析了静压桩挤土效应给周边环境带来的影响，给出了不同阶段（设计阶段、施工阶段）减少静压桩挤土效应的各种常用措施，并指出其原理、特点和在实际工程中的指导意义。