对建筑施工中静压管桩的挤土效应研究

与防治措施2023-11-06CATALOGUE目录•引言•预制桩挤土效应现场监测方案•预制桩挤土效应的影响因素•预制桩挤土效应的防治措施•工程实例分析•研究结论与展望01引言背景介绍预制桩作为常用的基础形式，被广泛应用于各类建筑工程中。

然而，在预制桩施工过程中，挤土效应引发的环境影响和工程问题逐渐受到关注。

挤土效应会导致周围土体的位移、变形，对周围建筑物、地下管线等造成影响。

研究目的和意义探讨防治预制桩挤土效应的措施，为工程实践提供理论支持和指导。

通过本研究，旨在提高预制桩施工的质量和安全性，减少对周围环境的影响，实现工程与环境的和谐发展。

研究预制桩挤土效应的现场监测方法，了解其对周围环境的影响规律。

02预制桩挤土效应现场监测方案在桩身侧面贴设土压力盒，监测桩身与土壤之间的压力变化，以此判断挤土效应的程度。

监测方法选择土压力盒监测法在桩基施工前，设置静力水准仪于测点，实时监测地表沉降，以此判断挤土效应的影响。

静力水准监测法在桩基施工前，将深层沉降仪埋设至桩底附近，监测土体深层沉降，以获取挤土效应的深度影响信息。

深层沉降仪监测法监测系统建立建立监测网络将选择的监测点位连接成网，以便能够全面反映挤土效应的影响范围。

确定监测频率根据施工进度和地质条件，设定合适的监测频率，确保能够捕捉到有效的数据。

选择合适的监测点位根据工程地质条件、基础形式及大小、桩的分布情况等因素综合考虑，确定监测点位。

利用自动化设备对选定监测点进行数据自动采集，减少人为误差。

数据自动采集数据整理数据分析对采集到的数据进行整理，提取有用的信息。

将整理后的数据与施工前的数据进行对比分析，以评估挤土效应的影响。

03数据采集与分析020103预制桩挤土效应的影响因素不同的桩体材料对挤土效应有不同的影响，例如混凝土桩比钢桩更容易产生挤土效应。

桩体材料不同的桩体截面形状也会影响挤土效应，例如方形和圆形桩的挤土效应就有差异。

桩体截面形状桩体长度越长，挤土效应通常也会更显著。

静 压 桩 挤 土 效 应 及 防 治 措 施
史 建 锋
（ 广 东中天市政工程设计有限公司 ， 压 桩的沉桩机理 ， 分析 了静压桩 的挤土效应及 其对周 围环境 产生 的影响 ， 并 针对静压 桩施 工中的挤 土 问题 探讨
了其 防治措施 ， 以减少或消除静压桩对周围环境的不利影响。
关键词 ： 静压 桩 ， 挤土效应 ， 防治措施 中图分类号 ： Ｔ Ｕ ７ ５ ３ 文献标 识码 ： Ａ 行， 间隔时间不宜大于 １ ２ ｈ （ 在软土地基 中不宜大于 ３ ｈ ） ， 以免孔
０ 引言
软化桩端土 ， 削弱桩周 土摩 阻力 ， 桩基承 载力达 不到设 计 静压桩因具有施工简单快捷 、 低 噪声 、 单 桩承载 力高 、 质量 可 内积水 ， 要求 。引孔 中有积水 时 ， 宜采用开 口型桩尖 。孔 隙拉压 测试 资料 靠、 穿越土层 能力 强 、 单位造 价低 等诸 多优点 而得 到了较 为广 泛
坏， 在桩周产生相 当大的挤压 应力 ， 引起 很高 的超 孔 隙水 压力 ， 引 要 防止沉桩 引起 沟壁坍塌造成损害 ， 同时应在保 护建 （ 构） 筑物上 起 沉桩周围一定范围 内的地面发 生竖 向（ 隆起 或下沉 ） 和水平 方 设置适 当监测点 ， 实行动态信息化施工 。 向的位移 ， 严重者 可能造成 先沉入 桩 ， 桩上 浮 、 桩 尖脱 空 （ 特别 对 ４ ） 控制沉桩速率 和 日沉桩 量 ： 此措施规定 ２ ４ ｈ内休止 时间不
行之有效 的方法 。
１ 静压 桩沉 桩机理
沉桩实际是 桩顶压力 不断克服桩下沉 中产生 的桩阻力 （ 桩端
２ ） 设置袋 装砂 井或塑 料板排水 ： 当桩较 密集 ， 或地基 为饱 和

的关注。
性” 产生较大的剪切变形 ， ， 并形成具有很 高孔 隙水压 力的扰动 重塑 区， 降低 了土 的不排水 抗剪强度 ， 促使 桩周 围邻 近土体 因 不排水剪切而破坏 ， 与桩体积等量的土体在沉桩过程中沿着桩 周围发生较大的侧 向位移和 隆起 。在地 面附近的土体 是 向上 隆起 ， 而在地面 以下较深层 的土体 ， 由于覆 盖土层压力 作用而 不能 向上隆起 ， 便往水平方 向挤压 。群桩施工中的迭加作用会 导致 已打入的桩与附近管线产 生较大 的侧 向位移 和上浮 。随 着桩群越密 ， 桩基 面积越大 ， 地基 的软弱 土层越厚及含 水率越 高， 土的位移越大 ， 也就 导致地面 隆起高度越大 ， 施工过程 中主 要表现在以下几个 方面 ：） 桩时 ， １压 由于桩周 围土层被 压密或 挤开 ， 使得土体产生水平移动与 垂直隆起 ， 并且 对周边建 （ ） 构 筑物及地下管线造成一定 的影 响 ；） ２ 压桩导致 土中超孔 隙水压 力升高 ， 就使土体受破坏 ， 而未破 坏的土体 也会 因超孔 隙水压 力的不断传播 与消散而产生蠕变 ， 以致于土体 水平位移 与垂直 隆起 ；） ３ 压桩过程 中， 桩周 围土体被剧烈扰动 ， 的原始结构受 土 到破 坏 ， 的 工 程 性 质 发 生 改 变 ； ） 端 停 歇 于 硬 土 层 内 的 时 土 ４桩 间过长 ， 以及施工方法与施工顺序不得当 、 每天压桩数量过多 、 沉桩速率过快 、 桩过 密等情 形都 有可 能加剧 挤土 效应 的产 布
自上个世纪 ９ Ｏ年代 以来 ， 预应力高强混凝土管桩（ 以下简 称Ｐ ＨＣ管桩） 应用 于厦 门沿海 滩 涂与 软 土地 区 的房 屋建 被 筑、 桥梁 、 码头等工程 中， 尤其 是近几年来 ， 随着管桩 生产企业 的增多 、 施工工艺的逐渐成熟 ， ＨＣ管桩 已成为厦 门地区广泛 Ｐ 采用的桩基型式 。目前 ， 该种 桩型在 国内经济较发达 的沿海地 区被普遍推广应 用 ， 它在许多地区 已取代其 它的各种传统桩型 而成为桩基工程 中的主导桩型 ， 具有广泛的应用前景 。 Ｐ ＨＣ管桩具有 以下优点 ： 用工 厂化 成批量生产 ， 采 其质量 稳定可靠 ； 桩身混凝土强度 高、 穿透 能力强 、 桩承载力高 ； 单 对 不同地 质条件与不 同沉桩 工艺 的适 应性强 ； 施工速 度快 、 噪音 小、 对环境无污染 、 检测方便 、 工程 成本低 。因此 ， ＨＣ管桩被 Ｐ 越来越多的设计人员所采用 ， 也让越来越 多的人认识 到采用该 桩型的优越 性 。然 而 ， 压 Ｐ 静 ＨＣ管桩 属 于排土 置换桩 ， 桩 压

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。

变 形 ． 形 成 具 有 很 高 孔 隙 水 压 力 的扰 动 重 塑 区 ． 土 的不 排 水 先 施 工 桩 的 影 响 。 并 使 抗 剪 强 度 降 低 ． 使 桩周 围 邻 近 土 体 因不 排 水 剪 切 而破 坏 ． 桩 促 与 ２２３预 钻 孔 取 土 打 桩 ．． 体 积 等 量 的 土体 在 沉 桩 过 程 中 沿着 桩 周 围发 生 较 大 的 侧 向位 移 该 法 是指 压 桩 前 预 先 在 桩 位处 或 沉 桩 区域 内 钻孔 取土 ． 少 减 从 和 隆 起 在 地 面 附 近 的 土 体 向 上 隆起 ． 在 地 面 以 下 较 深层 的 土 压 桩 时 的排 土体 积 ． 而使 得 对 周 围 土 体 的挤 压 效 应 降 低 。 当 预 而 钻 孑 位 布置 在 非 桩 位 处 时 ． 沉 桩 时 桩 周 土体 向 四周 挤 压 腾 出 一 Ｌ 为 体 ． 覆 盖 土 层 压 力 作 用 而 不 能 向 上 隆 起 ． 像 水 平 方 向挤 压 因 便 避 减 ＿ 群 桩 施 工 中 的迭 加 作 用 会 造 成 已打 人 的 桩 与 附 近 管 线 产 生 较 大 定 空 间 ． 免 土 体 隆起 位 移 或水 平 位 移 过 大 ， 少 对 １ 程 周 围环
摘要 ： 当前 ， 会 各 界 对 静 压 桩 挤 土效 应 带 来 的 各 种 问题 越 发 关 注 ， 文 从 静 压 桩 挤 土效 益 机 理 出发 ， 点 介 绍 了施 工 中挤 土 社 本 重
效 应 的控 制 措 施 并结 合 某 工 程 实践 进 行 总结 ， 可供 广 大 工程 技 术人 员借 鉴参 考 。 关 键 词 ： 压 管桩 静 挤 土效 应 控 制
静压管 桩于上世纪 ５ Ｏ年 代 初 在 我 国 部 分 沿 海 地 区 首 用 ． 因 应 力 的 传 递 与超 孔 隙 水 压 力 的 消 散 却 需 要 一 个 时 间过 程 压 桩 具 有 施 工 无 噪 音 、 废 气 、 振 动 、 冲 击 力 、 泥 浆 、 放 管 桩 时 ， 无 无 无 无 排 超孔 隙水 压力 增 长 速 度 比其 消 散 速 度 要 快 得 多 ． 而在 压 桩 间 质量可靠 、 工速度较 快等优点 ． 施 目前 已成 为 商 品 房 建 设 中最 常 隙 ， 孑 隙水 压 力 会 明 显 回 落 因 此 ． 制 沉 桩 速 率 对 于 保 护 邻 超 Ｌ 控 用 的桩 基 形 式 。 然 而 ． 因静 压 管 桩 属 于排 土 置 换 桩 压 桩 施 工 所 近建 （ ） 物 与 地 下 管 线 不 受 损 坏 极 为 关 键 。施 工 中 ． 有 计 划 构 筑 应 产 生 的 挤 土效 应 对 周 边 环 境 影 响极 大 ．严 重 时甚 至 可 能 导 致 邻 地 控 制单 桩 一 次 性 压 人 时 间 及 每 日压 桩 数 量 ． 能一 味求 快 ． 不 为 近 建 （ 筑 物 的 表 面 开 裂 及 结 构 破 坏 、 路 隆 起 、 下 管 线 断 裂 方 便 土体 受挤 压 后 向 外 缓 慢 扩 散 ． Ｅ 施 工 成 桩 数 量 以 １ 构ｊ 道 地 每 ｌ Ｏ根 之 等 工程 事 故 的 发 生 。现 结 合 实 践 经 验 ， 静压 管 桩 挤 土效 应 及 其 内 为 宜 。此 外 ， 就 因沉 桩 速 度 过 快 会 造 成 土 体 变 形 大 ， 度 过 慢 又 速 对 周 边 建 筑 物 的影 响 以及 相 关 控 制 措施 进 行 粗 浅 探 讨 ． 以供 参 会 影 响 施 工 进 度 ． 因此 应 根 据监 测数 据 及 时 调 整 沉 桩 速度

静压管桩挤土效应的实践与认识作者：匡祥文来源：《装饰装修天地》2020年第12期摘 ;要：本文以某商住楼项目的桩基工程为实例，参照相关技术规范，分析打桩过程中挤土效应产生的机理及危害影响，探讨减少静压管桩挤土效应而采取的相应工程处理措施。

关键词：静压管桩;挤土效应;工程措施1 ;引言20世纪90年代以来，在镇江地区的工民建筑和桥梁等工程中预应力高强混凝土管桩（PHC桩）被广泛应用，而采用静压法施工的预应力高强混凝土管桩可获取较大的承载力，且制作方便，质量可靠，材料强度高，耐久性强，承载力高，施工建设快、交通运输方便，经济效益显著，具有广泛的应用前景，但也有其相对缺点，静力压桩的机械笨重，占地大，对场地尺寸和表层地基承载力有要求，因其属于排土置换桩，桩周土体被挤压、扰动、破坏可能导致浅部地面隆起，土层中的超静孔隙水压力增加，危及相邻已有建（构）筑物和地下设施的安全，也会对已完成的基桩产生破坏性影响。

本文以镇江市扬中某商住楼项目的桩基工程为实例，介绍了采用静压法施工过程中挤土效应的产生机理及危害影响，减少挤土效应而采取的相应工程处理措施。

2 ;工程概况该项目位于镇江市扬中三茅街道，建筑面积为156586m2，包括4幢18+1层住宅楼，4幢6+1层住宅楼，1幢2层沿街商铺及一个基底面积为28555m2的地下室车库。

经实地勘查地下室边界东侧紧靠原有住宅小区，南侧紧靠新建联排别墅，西侧为市政道路，这三个方向都不具备基坑放坡开挖条件。

（1）场地工程地质情况：该工程场地地貌类型为长江冲积形成的新三角洲平原，沉积了巨厚的第四系松散层，地基土从上至下分别为第四系全新统（Q4）①杂填土、第四系全新统（Q4）长江冲淤积形成的②粉质黏土夹粉土、③淤泥质粉质黏土夹粉土、④粉砂夹粉土、⑤粉砂、⑥粉砂、⑦粉细砂、⑧粉细砂、⑧’粉土夹粉砂、第四系上更新统（Q3）冲积相⑨粉质黏土夹砂、⑩中细砂。

其中②、③层土为软弱土层，④层土为轻微液化土层。

（） 的触 变 恢 复 时 效 。桩 周 土 在 沉 桩 过 程 中被 挤 压 扰 动 ， １土 强度 显 著 降 低 ，粘 性 土 的触 变 作 用 使 损 失 的 强 度 随 时 间 逐 步 恢 复 。对 于 软 土 ， 度 的恢 复主 要 是 土 的 粘聚 力 的恢 复 。 强 （） ２ 固结 时 效 。 桩过 程 中 ， 挤 开周 围土 体 ， 得 桩 周 土 体 压 桩 使 的 总应 力 和超 孔 隙水 应 力 有 所 增加 。 桩 结 束 后 ， 孑 隙 水应 力 沉 超 Ｌ 从 较 高 的孔 压 区 向较 低 的 孔 压 区 消 散 ， 而 使 桩 周 土 产 生 固 结 。 从 土 的强 度 逐渐 恢 复 ， 甚至 有 可 能 超 过 其 初始 强度 。 （） 化效 应 。 沉 桩 过 程 竖 向剪 切 、 向挤 压 作 用 ， 周 近 ３硬 受 横 桩 旁 的土 成 为完 全 塑 性 区 ， 当桩 、 产 生 相 对 滑 移 时 ， 一 界面 将 土 桩 土 形 成 一层 水 膜 ， 该水 膜 起 到 了 降低 沉 桩 阻力 的 作 用 。 压 桩 途 中 若
因为接 桩 等 原 因 停 顿 ， 水 膜 消 失 ， 沉 桩 阻 力 会 在 短 时 间 内显 该 则
进行 了 ５ 根模型桩 的试验。 通过试验得 出以下三个 结论 ： ①利用
同一 根 桩 不 同 间歇 时间 重 复 试 压 对 桩 承 载 力 的 时 效研 究是 可 行
的。 ②单桩极 限承载力随间歇时问呈双 曲线规律增长 。 ③单桩承 载力随时间的增长主要表 现为桩侧 阻力的增长 ，桩端 阻力对单
随 着 我 国工 程 建 设 的 蓬勃 发 展 ， 桥 梁 、 层 建 筑 、 型厂 在 高 重 房 、 口码 头 、 上采 油 平 台等 工 程 中 大 量 采 用 桩 基础 。桩 基 已 港 海 成 为我 国工 程建 设 中重 要 的 一 种基 础 形 式 。人 们 在 长 期 的 生产 实 践和 科 学研 究 中发 现 ， 桩入 土 后 的承 载 力 不 是 一 成 不 变 的 ， 而 是 随着 时 问 的推 移 ， 有逐 渐 增 大 的趋 势 ， 这就 是桩 基 础 承 载 力 的 时 间效 应 。因此 ， 什 么 方法 确 定 桩 的承 载 力 ， 别 是桩 的承 载 用 特 力 随时 间 增加 的 时效 特 性 ， 以满 足 日益 增 长 的 桩 基 工 程 的 需 要 ， 是 目前 工 程 界十 分 关 心 的 问题 ， 是 长 期 以来 国 内外 许 多 学 者 、 也

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。

浅析管桩的挤土效应及其应对技术方法摘要：桩基工程由于其诸多优点而在软土地基的城市建设中获得日益广泛的应用。

但是管桩在沉桩过程中会对桩周土体产生挤压，并产生超静孔隙水压力，从而影响周围建筑物和地下管线等公共设施的安全。

本文将在已有的研究成果的基础上采用新的思路对软土地基中管桩沉桩问题进行了进一步的研究。

关键词：软土地基；管桩；挤土效应；圆孔扩张引言：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.概念及其产生机理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。

挤土效应一般表现为浅层土体的隆起和深层土体的横向挤出，挤土效应对周围路面和建筑物引起破坏，对已经施打的桩的影响表现为桩身倾斜及浅桩（≤20m）上浮。

某工程同一承台桩间距为1.35m～1.7m，均大于2倍桩径，柱距为7.0～10.0m之间，工程管桩采用PTC-A550(70)-10和PC-AB550(100)-10，且桩长≥45m，在沉桩时，由于桩对土的挤压，在桩周围达1.5倍桩长范围内的粘土层中产生超孔隙压力水，超孔隙压力水随着土体的隆起和侧移而慢慢消失，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。

2.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：排挤土桩通常指预制钢筋混凝土桩、木桩、沉管灌注桩等。

非排挤土桩如挖孔桩，钻孔灌注桩等。

低排挤土桩概念不够明确，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。

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。

静压预应力管桩施工中的挤土效应与控制摘要：经济在快速发展，社会在不断进步，静压管桩施工产生的挤土效应会给施工周围地面环境带来不同程度的影响与破坏，为此，对静压管桩施工中所产生的挤土效应进行了分析，提出了采用防震沟、长螺旋原位引空、承台四周钻孔、基坑换填等技术措施，以减少挤土效应对基坑及桩基的影响。

经实践，取得了较好的效果。

关键词：静压预制桩；挤土效应；控制引言静压预应力管桩因其成本低、制作简易、桩身质量优良等特点广泛用于建筑桩基工程施工中，但在软土地基应用静压管桩时需考虑沉桩挤土效应对周围地基有无影响，避免因开挖不当导致管桩出现损坏。

1概述1.1建筑设计简况本工程位于广东省佛山市禅城区南庄镇禅港路南侧、科潮路北侧、弘德北路东侧；项目占地面积62956.83平方米，总建筑面积101887.63平方米（其中：一期工程约83885.78平方米，二期工程约18001.85平方米），其中计容总建筑面积79969.23平方米，不计容总建筑面积21941.19平方米，项目容积率1.27，建筑密度29.94%，绿地率35.86%，停车位300个（兼12个大型客车停车位）；包括小学教学楼、初中教学楼、教育文化传播中心、食堂宿舍楼、体育馆、门卫岗亭、连廊、400米跑道运动场、7米公共指导性道路、围墙、附属设施及道路绿化配套设施等。

结构形式为钢筋混凝土框架（剪力墙）结构，地基基础设计等级为乙级。

1.2工程地质特点经钻探揭露，本场地地基土由人工填土层、第四纪冲淤积层、风化残积层组成，基底岩石为始新世华涌组风化基岩。

其工程地质综合剖面共分10层，夹层透镜体4层（2-1）淤泥质土夹层、（4-1）粉砂夹层、（9-1）强风化夹层、（9-2）微风化夹层。

2静压预应力管桩施工中的挤土效应与控制2.1静压法施工过程的压力表静压法施工过程压力表显示的单桩极限承载力值，是一个瞬间力，是高强度管桩对桩端岩土体不发生剪切破坏或剪切破坏极少，对桩端岩土体压硬而形成对管桩的反力。

・
７ ・ ６
第３ ６卷 第 １ ５期 ２ ０ １０年 ５月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣｒ ＵＲＥ
Ｖｌ ． ６Ｎｏ １ ｏ ３ ．５ １ Ｍａ ２ ０ ｙ． ０１
文章编号 ：０ ９６ ２ （０ ０ １—０ ６０ １０ —８ ５２ １ ）５０ ７ —２
周 围环境影响较大 。为 了降低压桩施工时 的挤 土效应 ， 免土体 避 １高灵敏度 的软 黏土中产生较高 的超孔 隙水压力 ， ） 大幅度降 移动对建筑物的破坏 ， 我们 在预应 力管 桩施工 时 ， 可以采取控 制 低 了土体 中的有效应力 。２ 对已打入土 中的桩产生挤压 ， ） 使其桩 布桩 密度 、 控制打桩速 度 、 合理安排 打桩顺序 、 设置压力 释放带 、 顶偏位 、 桩身挠 曲、 浅桩 上浮。３ 沉桩 结束后 ， ） 随着超孔 隙水 压力 隔离带等措施加 以预防 ， 确保工程质量和邻近建筑物不受破坏 。 的消散 ， 桩周土体再 固结 ， 当桩 间土 的压 缩量 大于桩 问的下沉 量 参 考 文 献 ：
图 １ 车 间 平面 布 置 图
物 的一侧 开始 ， 由近 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 ， 插桩施打 ； 围护 结构的深基坑中的静压管桩 ， 再 有 宜
１ 地质水 文状 况
关键 词 ： 础 工 程 ， 应 力 管桩 ， 土 效 应 基 预 挤 中 图 分 类 号 ： Ｕ４ ３４ Ｔ １ ． 文献标识码 ： Ａ
山西太重煤机工程热处理 车间 ， 、 油 水槽设备基 础 （７３ ） ０ —１ 基 ７ ２ｌ 顶 最 大 偏 移 １０ｒＩｏ ０ｎＴ， １ 柱 １ ｎ ｎ 坑 长 １ ． 宽 ８ ２ｍ。地基处理采用 Ｐ ４ ７ｍ， ． Ｃ管桩 ， 管桩采用 ＰＡ０ 一 ３ 预 防措 施 Ｃ ０ （ ５一２ ９ ）１Ａ型 ， 桩长 １ 桩距 １６０ｎｌ， ２ｍ， ０ ｑｌ管桩设计单桩 竖 向极 限 Ｔ １控制布桩 密度 。对桩距 较密 部分 的管桩可采 用预钻 孔沉 ） 承载力标 准值 为 ６ ０ｋ 打桩 机采 用 Ｄ Ｙ Ｙ ８ 液压静 力压 桩方 法 ， 径 约 比桩 径 小 ５ ｌ～ １０ ｍ ｌ深 度 宜 为 桩 长 的 ０ Ｎ， Ｂ Ｚ ６ ０型 孔 ０ｍｉ ｌ ０ ｎ ，

挤土效应的理论分析及评价摘要：静压管桩在近年来的施工中得到了广泛的应用，静压管桩是一种挤土桩，而在挤土作用下，桩对周围的环境有一系列的影响，严重的时候可能对周围的建筑物造成影响，发生事故。

所以，如果能够估计出产生的挤土效应的影响力，并且能够采取适当的措施是非常必要的。

本文就挤土效应的理论分析进行了简述，对圆孔扩张法、应变路径法和有限元法进行了论述。

关键词：挤土效应；圆孔扩张法；应变路径法；有限元法0.引言近几十年来，静压管桩基础因具有单桩承载力高，地质条件适应性很强，无噪音无污染的施工优点，所以在公路桥梁和高层建筑的建设中得到了广泛的应用。

静压管桩是一种挤土桩，在沉桩的过程中，靠近桩端的土体会发生极限破坏，最终形成塑性流动的状态，并且向桩端以下和桩侧排开，在桩端形成4～6倍桩径的球形扰动区。

桩端的嵌入，是由于土体的压密、开裂，但是与此同时桩侧土体发生了竖向的位移（隆起）和水平向的位移。

桩体表面和土体接触产生相对的滑动和摩擦作用，因此桩土接触面上产生了较大的剪切作用，这种力也使得桩侧土体产生了相对桩体的竖向位移以及变形。

现阶段对单桩挤土效应的分析有圆孔扩张法、应变路径法和有限元法三种。

1. 圆孔扩张理论分析（cem）圆孔扩张法还可以分为柱形扩张理论和球形扩张理论，这种方法的形式比较简单，力学的原理也很明确，所以在力学和土木工程领域被广泛的应用。

圆孔扩张法（cavity expansion method）桩在沉桩的过程中，除了桩端部分土体和接近地面的浅层，大部分的桩身周围的土体形成类似于一圆柱扩张引起的变形[1～4]。

基本假定：土是饱和的、均匀的、各向同性的理想弹塑性材料；孔在无限的土体中扩张，土体是不可压缩的；不受静水压力影响的土体屈服服从tresca屈服准则或mohr-coulomb屈服准则；孔在扩张前，土体具有各向等同的有效应力。

对于圆孔扩张问题的理论研究，国内外的学者都做出了很大的贡献。

圆孔扩张理论可以很好的给出轴对称或球对称的情况下，应力场、应变场及孔隙水压力的情况，可以把复杂的施工过程简单化，虽然与实际不是完全相符，但是可以有效的分析应力场位移场的变化。

（ ７ ） 钻孔 不垂直 ， 发生偏差 ， 使 得 桩 身 在 沉 降过 程 中发 生
倾斜 ：
（ ８ ） 桩 体布 置 太过 紧 密 ， 诱发挤土效应：
技术交流
Ｌ Ｏ Ｗ Ｃ Ａ Ｒ Ｂ ｏ Ｎ Ｗｏ Ｒ Ｌ Ｄ ２ ０ １ ３ ， ５
（ ９ ） 土 体 开挖 方 法 不 合 理 ， 一 次性 开挖 过 深 ， 使 得 桩 体 侧
工， 嵌 固期 根 据 土 质 有 不 同要 求 ， 一般 ７ — ２ １ ｄ 。
机 减 少产 生 不 均 匀 沉 降 的过 程 。 静 压 桩 的 桩 机 施 工 现 场要 求 谓 “ 跑机” 。同时 ， 桩 基 完 成 以后 应 在嵌 固期 后 才能进 行 土 方 施
较 高， 桩的重量 为 ５ ０ ０ ｔ 。 为 了防 止 桩 机 沉 降 引起 的桩 身 倾 斜 ， 或 者 挤 土 效 应 引起 的桩 身位 移 ， 进 而 降低 施 工 的质 量 ， 危 害施
３ ． ２ 斜 桩
斜 桩 的 产 生原 因有 很 多方 面 ， 主 要 可 以概 括 为如 下 几 种 ： （ １ ） 桩 基 的维 修 没 有 及 时到 位 ， 一 些 故 障 没有 得 到 及 时 的
位 移 的 土 壤 会 对 相 邻 建 筑 物 的影 响是 非 常 严 重 的 。
除 地基 土挤 土效 果
响， 尤 其 是 在 软 土 地 基 工程 中。 但 综合考虑到优 势 ， 很 多 工 程
还 是 愿 意 采 用这 种 方 法 。 为 了 降 低 挤 土作 用 对 工 程 的 影 响 ，
笔 者 通 过 多 个 方 案 的 总 结 和 研 究提 出 了 相 应 的 防 护措 施 以
Ｌ Ｏ Ｗ Ｃ Ａ Ｒ Ｂ Ｏ Ｎ Ｗ ｏ Ｒ Ｌ Ｄ ２ ０ １ ３ ， ５

静 压 法沉 桩 由于其 有 无 噪 音 、 振动 、 污 染 、 冲 击 力等 优 点 ， 时 无 无 无 同 选 用 高强 预应 力 管桩 作 为 基础 ， 有工 艺 简 明 、 术 可 靠 、 具 技 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 ， 望对 设 计 、 工 、 理 有 所 帮助 。 希 施 监
然 钻 计 时 才 用开 口桩 尖 ， 属 于 低 排 土 桩 ， 是 一 个 误 区 ， 据 现 场压 桩 的桩 位 上 用 螺旋 出土 器 预 先钻 一 个 孔 ， 后 将桩 压 入 ， 孔 的 孔径 和 应 这 根 深 度 可 根据 土质 情 况 做 适 当调 整 ，根据 经 验 一 般 情 况可 在 桩 身体 积 观察分析 ， 口管桩在入土过程 中， 开 会较快地在桩尖处形成一土楔 ， ／ 即孔 径 占桩 径 ２３左 右 ， ／ 深度 占桩 长 ２３左 右 ） ／ 。 使 其入 土 时 的挤 土 情 况 与 闭 口桩 无 异 。 便 管 内入 土 ， 即 由于 其 管 桩 型 １３左右 取 值 （ ４３ 增 设 排 水措 施 —— 提 高 土 的压 缩 性 真 实 的土 体 ， 论 哪 种 ． 无 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。 或 粘 排水 因此 考 虑 到 挤土 效 应 的危 害 ， 更 加 安 全 的角 度 ， 钢 筋 混凝 土管 桩 土质 ， 多或 少都具有～定的可压缩性 ， 性土的渗透 性很低 ， 从 将 条件不良时， 显示不可压缩或低压缩的特性 ， 如果我们在土中设置合 归 类于 排挤 土 桩 。 理 的排 水 通 道 ， 挤 土 产 生 的 空隙 水压 力及 时 消 失 ， 可 以减 小桩 的 使 就 ２ 管桩 挤 土 效 应 的产 生 及 危 害 降 ２１ 桩 的 上 浮 和 变 形 管 桩压 入 土 中 ，要 将 桩 周 土 体 向 旁 侧 挤 贯入 阻 力 ， 低 挤 土 效应 。 ． ４４ 设 置 应 力 释 放 孔 在 沉桩 区 内或 在 沉 桩 区 外 ， 在被 保护 建 ． 或 压 ， 占据 原来 地 基 土 的 空间 ， 致 原 土体 受较 大 塑 性剪 切 变 形 而 使 而 导 筑 物 地 下 管 线 附近 设 置 一 些钻 孔 ， 当发 生 挤 土 时 ， 以起 到 缓 解和 隔 可 结 构 受很 大 扰动 和 破 坏 ， 其 在桩 位 较 密 集 时 ， 挤 土产 生 的 垂 直应 尤 桩 孔 也 应 力 下 ， 起 大 范 围 的土 体 隆起 ， 引 当桩 的 上 浮 力 较 大 时 ， 即产 生浮 桩 现 断 挤 土 通道 的作 用 。 洞 中可 以 是孔 ， 可 以填 充 松散 材 料 。 力 释 放 空 的 布置 比较 灵 活 ， 在压 桩前 后 设 置 。 对 一 些施 工 现 场采 用 挖 可 针 象 ， 桩接 头 断 裂等 问题 。 时挤 土 产 生 的水 平 压 力 也会 导 致 桩 身产 管 同 生水 平 向挠 曲和 弯 矩 ， 使 桩 偏斜 和 弯 曲。 致 以上 情 况均 不 同程 度 的 降 防 挤 沟 的措 施 减 轻 挤 土影 响 ，笔 者认 为其 原 理 与应 力释 放 孔 是相 同 的 ， 由于 挖 孔 深 度 所 至 ， 能 消 除部 分浅 层 挤 土 影 响 ， 深 部 挤 土 但 只 对 低 了桩 的承 载 力 ， 响 了其正 常使 用 。 影 ４５ 优 化 施 工 流 水 挤 土 效 应 的理 论 分 析 中假 定 桩 周 土 是 均 匀 ． 水 压 力 的产 生 ， 尤其 在 软 弱土 层 中 ， 桩 周 饱和 粘 土 中产 生较 高 的超 在 但 在 空 隙水 压 力 ， 扰动 的土 体 易 蠕 动 ， 现 为 地 表 、 经 表 浅层 和 深层 土 发 生 的 ， 实际 上 土 是 被 挤 向阻 力 小 的 方 向。 例 如 ， 周 围 有保 护 建 筑 的 竖 向和 水 平位 移 ， 当较 大 的空 隙 水压 力难 以消 散 时 ， 桩 的 贯 入 阻 力 情 况 下 ，对 着 保 护 建筑 方 向压 桩 要 比 背着 建 筑 的 方 向压 桩 的 危害 大 对

挤土效应的理论分析及评价摘要：静压管桩在近年来的施工中得到了广泛的应用，静压管桩是一种挤土桩，而在挤土作用下，桩对周围的环境有一系列的影响，严重的时候可能对周围的建筑物造成影响，发生事故。

所以，如果能够估计出产生的挤土效应的影响力，并且能够采取适当的措施是非常必要的。

本文就挤土效应的理论分析进行了简述，对圆孔扩张法、应变路径法和有限元法进行了论述。

关键词：挤土效应；圆孔扩张法；应变路径法；有限元法0.引言近几十年来，静压管桩基础因具有单桩承载力高，地质条件适应性很强，无噪音无污染的施工优点，所以在公路桥梁和高层建筑的建设中得到了广泛的应用。

静压管桩是一种挤土桩，在沉桩的过程中，靠近桩端的土体会发生极限破坏，最终形成塑性流动的状态，并且向桩端以下和桩侧排开，在桩端形成4～6倍桩径的球形扰动区。

桩端的嵌入，是由于土体的压密、开裂，但是与此同时桩侧土体发生了竖向的位移（隆起）和水平向的位移。

桩体表面和土体接触产生相对的滑动和摩擦作用，因此桩土接触面上产生了较大的剪切作用，这种力也使得桩侧土体产生了相对桩体的竖向位移以及变形。

现阶段对单桩挤土效应的分析有圆孔扩张法、应变路径法和有限元法三种。

1. 圆孔扩张理论分析（cem）圆孔扩张法还可以分为柱形扩张理论和球形扩张理论，这种方法的形式比较简单，力学的原理也很明确，所以在力学和土木工程领域被广泛的应用。

圆孔扩张法（cavity expansion method）桩在沉桩的过程中，除了桩端部分土体和接近地面的浅层，大部分的桩身周围的土体形成类似于一圆柱扩张引起的变形[1～4]。

基本假定：土是饱和的、均匀的、各向同性的理想弹塑性材料；孔在无限的土体中扩张，土体是不可压缩的；不受静水压力影响的土体屈服服从tresca屈服准则或mohr-coulomb屈服准则；孔在扩张前，土体具有各向等同的有效应力。

对于圆孔扩张问题的理论研究，国内外的学者都做出了很大的贡献。

圆孔扩张理论可以很好的给出轴对称或球对称的情况下，应力场、应变场及孔隙水压力的情况，可以把复杂的施工过程简单化，虽然与实际不是完全相符，但是可以有效的分析应力场位移场的变化。

预应力混凝土管桩施工中挤土效应现象分析和处理○吴丙同（广东中城建设集团有限公司）摘要：预应力混凝土管桩凭借强度高,材料省,运输和施工方便快捷,对周围环境影响小,应用广泛。

但预应力混凝土管桩承受水平荷载能力较差,桩体脆弱易断,打桩时易受挤土效应的影响,笔者通过多个工程项目的实践，给出了相应的建议和措施。

关键词：管桩施工；挤土效应；减少和预防挤土效应的措施1 预应力混凝土管桩的挤土应力分析静压法预应力混凝土管桩施工属于挤土类型, 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。

相当于桩体积的土体向四周排挤, 使周围的土受到严重的扰动, 主要表现为径向位移, 桩尖和桩周一定范围内的土体受到不排水剪切以及很大的水平挤压, 致使土体中超空隙水压力升高造成土体破坏，未破坏的土体也因超空隙水压力的不断传播和消散而蠕变，产生较大的剪切变形，形成具有很高空隙水压力的扰动重塑区，并且大大地降低了土的不排水剪切强度，使桩周邻近土因不排水剪切而破坏，造成与桩体积等量的土体在沉桩过程中向桩周发生较大的侧向位移和涌起。

至于地面以下较深层的土体在覆盖土层的压力作用下未能向上隆起，就向水平方向挤压。

由于群桩施工中的叠加作用，使已打入完成的邻近桩和土体产生较大侧向位移和上浮。

桩群越密桩基面积越大，地基的软弱土层越厚和含水率越高，土的位移就越大，造成地面隆起就越高，已打入完成的桩也因向上位移土的摩擦力带动向上浮起造成桩的严重质量后果。

笔者通过以下工程实例论实预应力混凝土管桩在施工中挤土效应所造成的影响及有效的预防处理措施。

2工程实例分析广州新光城市广场南片（Ⅰ期）商住楼工程，建筑面积9万多平方米，裙楼及地下室外围尺寸为长138.5米，宽47.6米。

工程分地下室两层，地上裙楼4层，塔楼分为4座其层数分别为26层、28层、30层和32层。

工程采用预应力混凝土管桩分布式群桩基础，桩直径分别为500、600mm两种，单桩承载力特征值最大的为2150kN，桩距布置较密，最密的桩中心距为桩直径的3.5倍。