如何控制静压桩的挤土效应

减少静压桩挤土效应的施工措施静压桩施工对周围土体、建筑物及地下管线等设施会产生较大的影响。

因此，在施工过程中为了避免给周边环境造成危害，会采取不同的施工措施来减弱沉桩产生的挤土效应。

本文主要讨论了预钻孔取土打桩和设置防挤土槽对挤土效应的影响。

标签静压桩；挤土效应桩基工程是一种比较古老的基础形式，也是应用最为广泛的建筑基础形式。

随着科学技术的发展，特别是机械技术，桩基础也由简单趋向复杂，各种桩基的施工技术也应运而生。

大吨位压桩机的诞生使静压沉桩逐渐得到了广泛地应用，并取得了良好的效果。

静压法施工相对打入桩而言，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。

虽然静压桩有上述诸多的优点，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，能有效地预估静压桩产生的挤土效应以及采取能够减少挤上效应的施工措施都具有非常重要的工程意义。

一、预钻孔对挤土效应的影响预钻孔的参数是指预钻孔的孔径和孔的深度。

孔径和孔深的变化会直接影响这种措施的效果。

通常采用的预钻孔直径不大于桩径的2/3，深度亦不大于桩长的2/3，当然这些限制条件可以根据具体的工程情况做一些改变。

1、预钻孔径对挤土效应的影响预钻孔情况下，水平与竖向位移场沿着水平方向的变化规律和无预钻孔情况相一致，即随着径向距离的增加，其位移量逐渐减少。

水平或竖向位移的大小是随着预钻孔径的增大而减少的，但随着径向距离的增加，不同的预钻孔径产生的位移量差值越来越小。

但相同预钻孔径在地表面产生的挤土位移量是近似一致的。

相同的预钻孔半径下，预钻孔深度越大，减少远场挤土效应的作用就越明显。

2、预钻孔深度对挤土效应的影响在同样的孔径情况下，在最浅预钻孔深度范围内(0-5m)的位移基本是一致的。

但超过此深度时(5-12m)，所产生的水平位移场有明显的差别。

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。

静力压桩的挤土效应及防治对策摘要：介绍静力压桩挤土作用的机理和对工程环境的影响，提出防治对策，并结合工程实例进行分析。

关键词：静力压桩，挤土效应，防治对策一前言静力压桩在施工中具有低噪音、施工过程无振动、无泥浆污染、沉桩速度快等优点，在现在的城市建设中广泛应用，但是静力压桩在压入饱和软粘土的过程中所产生的挤土效应对工程环境的影响是比较严重的。

因此，我们必须了解静力压桩挤土作用的机理和对工程环境的影响，并根据实际情况采取有效的防治对策。

二静力压桩的挤土作用的机理和对工程环境的可能影响静力压桩的贯入挤土作用机理大体为［１］，当桩尖处土体所受的压力超过其抗剪强度时，桩侧土体产生塑性流动（对粘性土）或挤密侧移和拖带下沉（砂性土），桩尖下土体被向下和侧向挤开。

地表处，粘性土会向上隆起；地下深处，由于上覆土层的压力，土体主要向桩周挤开，使贴近桩周土体结构完全破坏，周围土体亦受到较大的扰动影响，而桩身受到土体强度的法向抗力所引起的桩周摩阻力和桩尖阻力的抵抗。

同时，对于饱和粘性土，由于瞬间排水固结效应不明显，桩体的贯入产生超孔隙水压力，随后孔压消散、再固结和触变恢复，在桩周形成硬壳层。

静力压桩的可能影响有［2］：⑴挤土桩沉入地下时，桩身将置换等体积的土体，因此沉桩会使周边一定范围内的地面发生竖向隆起和水平位移(桩周土体受剪切破坏，桩周一定范围内的土体受到扰动产生变形，这种变形表现为地面隆起和土体水平位移)；并可能使邻近已压入的桩上浮形成悬桩、桩位偏移和桩身翘曲，严重时甚至断桩。

⑵挤土桩施工过程实际是一个挤土过程，压桩使桩周土体中的应力状态发生改变，桩入土过程桩周土体尤其在靠近桩表面处产生很高的孔隙水压力。

⑶压桩过程桩周土体被重塑和扰动，土的原始结构遭破坏，土的工程性质与沉桩前相比有很大的改变。

⑷压桩后桩周土体中孔隙水压力的缓慢消散，土体会再固结，可能使桩侧受到负摩阻力的作用；并导致桩周土体下沉，土体与承台脱离；同时可能导致建筑物出现不均匀沉降。

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。

苏州体育运动学校（二期）静压桩挤土效应预防专项技术措施苏州州二建建筑集团有限公司2011年7月21日目录一、综合说明1.1工程概况1.2编制依据二、监测目的及监测项目2.1监测目的2.2监测项目三、控制点布设四、监测方法五、监测测点的埋设六、监测精度及所采取的措施6.1监测精度6.2技术措施七、监测频率及监测预警7.1.监测频率7.2.预警值八、挤土效应应急措施九、监测人员安排及数据传递方式十、监测点平面布置图一、综合说明1.1工程概况1. 工程名称：苏州体育运动学校（二期）2. 工程地点：苏州相城区苏虞张公路旁3. 建设单位：苏州体育运动学校4. 场地情况：场地原为学校的绿化地，现已平整为施工用地，地势较平坦，场外道路环绕，交通较为便利，本工程±0.00相当黄海高程3.00m。

5. 工程内容及规模：本工程桩基管桩型号采用江苏省结构标准图集《预应力混凝土管桩》（苏G03-2002），具体桩型、桩顶标高、单桩承载力及桩数等详见下表；勘察表明：场地自然地面以下来40.45m以内的土层按其沉积环境、成因类型以及土的工程地质性质，自上而下分为9个工程地质层，其中第（4）层分为2个亚层，并包含一个透镜体层，第（3）层分为3个亚层，分层描述如下：第（1）层：素填土，灰褐色，软塑，很湿～饱和，高压缩性。

成分以粉质粘土为主，含植物根茎，局部为淤质土，含有机质，有臭味。

层厚0.8～3.50m，层底标高-1.03～1.62m.。

第（2）层：淤泥层粉质粘土夹粉质粘土，灰色，流塑，高压缩性，干强度低，低韧性，含有机质及腐植物，摇震反应无，切面无光泽，夹软塑状粉质粘土，本层层厚变化大。

工程性质差。

游泳馆位置该层埋深相对较浅，射击馆、运动员公寓位置埋深大，层厚0.50～17.90m，层底标高-18.00～-0.64m.。

第（3-1）层：粘土，可塑，含铁锰结絯，夹灰色条纹，干强度高，韧性高，摇震反应无，切面光滑，土质均匀，中等压缩性。

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。