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。

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。

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。

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。