软土地基中打桩挤土效应影响分析
挤土桩施工的环境问题及其防治措施
挤土桩施工的环境问题及其防治措施汪少华(浙江省奉化市建筑设计院，浙江奉化315500)工程技术脯耍]在软土地基中进行挤土桩施：己时存在明显的挤土效应，这会对周围环境产生相当严重的影响。
文章首先介绍了挤土桩的作用机理。
在此基础E探讨了可能发生的危害。
最后从设计和施L两方面分析了减少挤土效应危害的对策。
鹾蠲阔】挤±桩施工；环境问题；防治措施静力压桩由于具有无振动、无泥浆、噪音小等特点，广泛应用于城市建设的软x_-b地基中。
t垦是土在瞬间挤压力的作用下不可压缩，会在桩体的周围产生强大的挤压应力，给周围的环境造成不利的影响，这就是通常所说的挤土效应。
其主要表现为：压桩时，发生桩的上浮、桩位的偏移甚至桩的折断：桩入土过程中产生较高的超孔隙水压力，大大降低了土体的有效应力：压桩过程中土体原始结构遭到破坏、周围土体被重塑扰动；压桩后桩侧可能受到负摩阻力的作用，导致周围建筑物的不均匀沉降。
1挤±桩的作用机理挤土桩的施工过程其实就是一个挤土过程，挤土桩在贯八的过程中使桩四周的土体发生了复杂的变化。
桩尖下面的土体发生压缩变形。
随着挤土桩贯入压力的逐渐增大，桩尖土体的压力最终会超过其抗剪强度。
此后土体就会因为发生剧烈的变形而遭受破坏，挤土桩周围的土体产生劐』二，具体来说，粘性土会产生塑性流动或侧移，而配}陛±贝q会下沉，这样桩尖下面的土体就会被向下和侧向压缩挤开。
地表处的粘性土体将会向上隆起，而在地表的深处的土体由于上层土体的压力向灌注桩的四周挤开，这样就完全破坏了挤土桩周围的土体结构，对周围的士体也将产生很大的扰动作用，同时桩身受到桩周摩擦力和桩尖的阻力的影响。
对于饱和的粘性土来说，贯入瞬间的排水固结姑噪并不十分明显。
桩体的贯入会产生超孔隙的水压力，此后孔压力消散、再固结、触变眵涅，从而在桩的周围形成硬壳层。
2挤土桩施工产生挤士效应的危害1)挤土桩攒Ⅱ对周围环境的影响。
挤土桩挤土效应的影响范围以及挤土力是相当大的，这对周围环境的影响是不可忽视的，尤其是在饱和软土地区基础比较浅、结构比较差的建筑物以及变形敏感的地下管线。
软土地基压桩挤土影响的监测与防护
０ 引 言
预 制桩属 挤土 桩，在 沉 桩施工 过程 中，桩周 围 的土 被挤压 。尤 其是软 土地 基 ，当大 量桩 体 沉 入地 下 ，会造 成沉 桩 区及 其邻 近 范围的 土体 隆起 和侧 向位移 ，使 已压 入地 基 的桩 上浮 、桩顶 侧 移 和桩 身挠 曲以及邻近 的地 下管 线，道 路 和建 筑物 等 受到 损伤 ，甚 至破坏 。 因此 在 沉桩施 工 中应视
根据建 筑场 地 岩土工 程勘察 报 告，场 区地 基 土层 次较 多 ，地表 杂填 土 层 中存 在 较 多 旧基础 、
条块石；软土层厚大，其透水性差．渗透系数 Ｋ ＝ ．３ ． ０ ６ ～２０ ０×３ ～ｃ ／ ；地 下水埋 藏浅，因 ＿ ｍｓ ０ 此场地的工程地质条件属中等复杂程度。场地土
Ｉ程 师 ．
维普资讯
第 ２期
梁 福德
软 土地基 压桩 挤土 影响 的监 测与 防护 １２ 场地 土 ．
７ ５
该大 厦位 于 福 州 市 区北 部 ，东 侧 为 一 座 ｌ ５ 层办公 大楼 ；南 侧毗 临市 区干道 ， 人行道 下埋设 煤 气管 道 ；西 北 侧 地 下 有 稍 ０ ０市 政 水 管 通 过 ； 北侧 为 住 宅 区， 总 体 平 面 见 图 １ 大 厦 地 下 ２ 。 层 ，地 上裙 楼 ４层 ，主楼 ２ ，高近 １０ ６层 ０ ｍ，建 筑面 积 约 ３ ７０ 。结 构 采 用 框 架 剪 力 墙 体 系 ， ６ ８ｍ２ 基础为地 下 室筏 板下 的静 压预制 桩。
的工 程特性 和 有关指 标见表 １
表 １ 场地土的工程性状和物理力学性质指标
１３ 桩 基设 计 ： ．
５ ）设 计 要 求 旖 工 时 以 静 压 桩 力 不 小 于 ５０ ＫＮ控 制 为主 ，标高 控制 为辅 。 ５０
软土地基静压预应力管桩挤土效应的防治
而在地 面以下较深 层土 体 ， 由于 覆盖 土层压 力作 用不 能 向上 土。地面 以下 ２ ５ｍ～４１ 为海砂层 ， ． ｔ Ｔ 地表平坦 ， 砂层往下 为淤泥 起 ， 层 度较 大 ， 别是 隆起 ， 向水平方 向挤 压。 由于群桩施 工 中的迭加作 用 ， 属 特 就 会使 已 第②层的淤泥层 ， 度达 １ ．０ｍ－ ２ ．０１， 面为 极具特 色 的 打入桩和邻近管线 产 生 较 大侧 向位 移 和上 浮 。桩 群 越 密越 大。 厚 ０５ － ０３ ｔ Ｔ层
海陆沉积厦 门组层型 。
土 的位移也越大 ， 有资料揭示 ， 地面隆起可达 ５ ｒ－６ ｒ， 的 ０ｃ ｎ ０ｃ 有 ｎ
地下水 主要接受 大气 降水 补给 和相 邻地 下水水 体 的渗 透补 甚 至 达 到 ７ ｍ～８ ｍ。 ０ｃ ０ｅ
给， 并大致顺原地形 倾 向， 由北 向南方 向渗透排泄 ， 混合地 下水稳
土效应 带来 的各种问题 也越来 越 引起人 们 的重 视。文 中 以某 住 群 东临待建 规划路 ， 与港龙 花园相距 约 １ ６ｍ～２ 西距建 筑红 ０ｍ； 宅楼工程 的桩基工程 为例 ， 介绍高强 度预应 力混凝土管 桩在 软土 线 （ 红线处为 围墙 ） ． ， ５ ０ｒ 与东卉 花 园相距 ８ｍ～９ｍ； ｎ 南距 建筑
但静压桩也有其相 对缺 点 ， 即它 属于 排土 置换桩 ， 易对 周边 环 其 中 ￣ ０ Ａ －２ 容 ５ ０ Ｂ １５静压管桩共 ３ ６根。 １
境造成不 利的影响。随着人们环保意识 的不 断增强 ， 对静压 桩挤
３ 经实地勘查 地下室边距 离周边建筑 的距 离分 别为 ： ） 拟建楼
中 图 分 类 号 ： Ｕ４ ３ １ Ｔ ７ ． 文献标识码 ： Ａ
深厚淤泥质软土中预应力管桩施工技术浅析
深厚淤泥质软土中预应力管桩施工技术浅析摘要：本文介绍了平阳县文化中心项目深厚淤泥质软土中预应力管桩施工技术。
除对在深厚软土地区预应力管桩施工工艺流程进行了详细阐述之外，对施工过程中可能出现的问题及相应的对策也进行了认真总结，所取得的一些成功经验值得类似工程借鉴。
关键词：深厚淤泥、软土、预应力管桩、偏位、控制措施前言：预应力管桩已广泛应用于工业与民用建筑、路桥、港口与码头等工程中，具有施工工艺简单、可靠性高、工期短等优点，因而在我国沿海软土地区广泛使用。
尽管预应力管桩被认为是一种质量较稳定的桩型，但是温州地区地质复杂，深厚淤泥质粘土地质分布较广，施工中易引起不良地质反应，研究深厚淤泥质软土中预应力管桩施工技术具有十分重大的意义。
本文根据工程实例，主要从施工角度探讨在深厚淤泥质软土中预应力管桩施工存在的主要问题，并针对性地提出相应采取的控制措施，以促进其今后的推广应用。
1 工程概况温州市平阳县文化中心项目一期建设工程采用预应力管桩基础，型号为PC500-AB-100，桩长45m。
根据温州市勘察测绘研究院提供的勘察资料显示:场地在勘探深度范围内主要由素填土、粘土、淤泥、淤积软土、深部粘性土等5个工程地质层组成。
预应力管桩具有砼强度高，自重轻、成本低、便于拼接、工厂化生产产品质量可靠，且可贯入性好，施工速度快等优点。
但是，预应力混凝土薄壁管桩由于是中空薄壁，使其抗剪能力较差，抗弯强度低，不能承受较大水平力，而在其施工时挤土量大，很容易产生水平推挤而产生裂缝、桩位偏差甚至断桩等现象。
2 施工中常见问题分析2.1 场地地表土因地耐力较差，桩机在沉桩过程中下陷，造成沉桩过程不能有效控制桩身垂直度。
2.2 因桩机在移动过程中，自重产生的土体挤压导致已沉桩产生偏位和断桩。
2.3 预应力管桩施工中对地基产生挤压，就是产生挤土效应，影响桩身垂直度、桩位的准确性，甚至发生断桩现象。
2.4 淤泥质土壤的腐蚀性较强，因此本工程施工中采用在焊接接头位置涂刷两道环氧树酯的方式增强管桩的使用寿命。
浅谈打桩挤土效应及注意事项
浅谈打桩挤土效应及注意事项摘要：随着我国经济的快速发展，建筑业也迎来了发展的高峰期，各方各业都在大兴土木，预应力管桩作为一种新型的基础形式被广泛运用。
预应力管桩具有单桩承载力高、适用范围广、造价低、接桩速度快、施工工期短等优点而被业界广泛使用。
钢筋混凝土预应力管桩由于其承载力高、施工速度快等优点而被广泛运用各个领域，然而由于打桩过程中，会产生打桩挤土效应，对周围环境造成一定的影响，而广泛受到岩土工程界的关心。
本文从打桩挤土效应的相关机理谈起，提出几种比较典型土层中挤土桩施工中的常见问题，包括老黏土中打桩、饱和黏土中打桩、饱和松散砂性土中打桩等，并给出相应的解决措施。
并给出了相应的防治措施，为各个预应力管桩施工工地提供借鉴。
关键词：预应力管桩；打桩挤土效应；防治措施1打桩挤土效应的机理1.1动荷载作用下土的性能桩打入黏土中，地基土的状态将主要从三个方面被改变；一是地基土的天然结构将被破坏，使预应力管桩周围的土体重塑部分结构改变；二是土的应力历史因为打桩而被改变，桩邻近土的应力状态也随之改变；三是土体随着打桩的进行受到急速的挤压，造成桩周土体中的孔隙水压力急剧上升，有效应力随之而减少。
沉桩过后，由于上述三种作用的存在，使得桩周土（包括桩端土）的强度大为降低，但随着打桩后时间的不断增长，土的强度会随着粘性土不排水强度的触变回复和孔隙水压力的消散而增长。
在黏性土中打桩易造成地面隆起。
管桩打入松砂中，由于打桩挤密了周围的砂土，而使得桩周土体强度提高，相反，对密实砂反而会降低桩周土体的强度，但两者都会使桩周土体中的孔隙水压力急剧上升，在重复大量的振动作用下，最坏的情况会造成桩周土体局部液化。
土的摩擦力、黏聚力、黏滞系数、孔隙比、相对密实度、强度等参数会随着打桩振动而出现不同的变化。
1.2饱和黏性土打桩机挤土效应的影响范围打桩对周围环境是要产生影响的，但不同土有不同影响。
1）一般来说对饱和淤泥质土的影响最远范围约为1.5倍桩长。
软土地基管桩挤土现场监测及分析
根据监 测 结果 ， Ｈ Ｐ Ｃ管 桩 水 平挤 土 位 移 有 如 下
规律 ：
表 ２ 黄土类土的变形模量 及压缩模量 Ｅ
ＭＰ ａ
内众多工程 中 已经得 到成 功 的应用 。通过 本次 试验 ， 出 得 的结果较好 ， 但是 ， 也反映 出预钻式 旁压试验 与钻孔质 量关 系密切 ， 因此必须严格控制试验 钻孔质量 ， 减少 外界 因素对 旁压试验精度 的影 响。
参考文献
［ ］ 石祥锋 ， ， １ 汪稔 张家铭 ， 明奎 ， 国 ． 黄 李建 旁压试验在 岩土工程 中的应用 ［ ］ 岩石力学与工程学报 ， ０ ， （ １ ： ４ ． Ｊ． ２ ４２ 增 ）４ ２ ０ ３ ４ ［ ］ 裴慧 芳 ， 树 高 ．预钻 式旁 压试 验 中的主要 影 响因 素分 析 ２ 姜 ［ ］ 盐城工学院学报 ， ０ ， （ ）６ ７ ． Ｊ． ２ ５１ ２ ： ０ ８ ９— １
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安： 西安建筑科技大学 ， １ ． ２ ０ ０
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３ 结 语
［ 收稿 日期 】 ２ １ 一 ９ ２ ０１ ｏ — ０
沿深度每隔 ｏ５ ．ｍ测一次数据 ， 打桩前几天开始观测 。 从
超孔隙水压力 ｊ过大的挤土 位移和 过高 的孔 隙水 压 ，
力将会对沉桩质量产生很 大的影 响 。因此 。 研究 沉 桩过程 的挤土 效应对 于指 导桩 基 的设 计 和施 工有 指
到打桩结束后继续观测一段时间， 每天观测一次。 （ ） 孔 隙水压 力监 测 ： ２ 同样 在距 离桩轴 中心分 别为 １ ２ ４ 、 、 ｍ处 ， 分别 布 置三个 孔 隙水 压 力 ｕ 、 ２ １Ｕ 、 ｕ 。每个孔压计 分别 在埋 深为 ６ １ 、５ １ ｍ处 布置 ３ 、 １ １ 、８ 测点 ， 采用 ４ ６测读 仪。从打桩 前 １ ｄ左右 开始 读取 ０ ０ 数据 ， 每天一 次 ， 打桩 结束后 ， 续观 测一 段 时 间 ， 继 以
在软土地基施工中预应力混凝土管桩的应用难点和措施分析
陶 兴
江西 中昌工程咨询监理有限公司 江西 南昌 ３ ３ ０ ０ ３ ８
【 摘要 】 在软土地基施工前 ，要进行地质勘察 ，根据报 告确定好合理 的施 工工艺。本文采用的预应 力混凝 土管桩 工艺在 实 际的施 工过程 中存 在一 些难点性的 问题 ，根据以往的工程 ， 提 出了一些措施 ，以供 同行参考。 【 关键 词 】 混凝土管桩 ；问题；解 决办法 中 图分 类号 ：Ｔ Ｕ ５ ２ ８ ． ７ ３ 文 献标 识号 ：Ａ 文 章编 号 ：２ ３ ０ ６ — １ ４ ９ ９（ ２ ０ １ ３ ）ｌ ５ － ０ ０ ７ ０ － １
某工程 桩基采用 预应力管 桩，根据地质 勘察报告 ，设计要求施 工过 理和建 设单位至施工现场 ，确定是否重新补桩 ： （ ａ ）打桩过程 中出现桩 程中保障最上节桩长不应小于 ６ ｍ ，桩端持力层为第⑦层含砾粉细砂层 ， 顶实 际标高低于设计桩顶 标高 ，且不宜 人工挖 Ｌ 处理 时。 （ ｂ ）打桩 过程 桩端进入持力层 的深度不小于 １ Ｉ Ｉ ｌ 沉 桩方式采用静 压， 桩顶填芯深度 ５ ｍ ， 中出现桩顶 实际标 高低 于设计 桩顶标 高，且工程桩 送桩力 不能满足 设计 抗拔 桩填芯 混凝土采用 Ｃ ４ ０ 微 膨胀混 凝土 ，抗拔 桩填芯 内锚 固钢筋 锚 固 要求 时。 （ ｃ ）打桩过程 中出现 爆桩时，应联系桩 基检测单位 ，立即进行 长度为 ４ ５ ｄ ，桩身纵 向钢筋全部直接锚入承台 内，锚 固长度不小于 １ ｍ 。 小应 变试验检 测，判定 工程桩桩 身的完整 性，当爆 桩部位处 于设计 桩顶 １ ． 工程桩施工过程中遇到的问题 标 高 以上或 出现 的部位 易于人 工挖孔解 决，并经 小应变试验 检测 ，爆桩 １ ． １打 桩 过 程 中遇 见 的 问题 部位 以下桩 身完好 时，不需补 桩；若爆桩 部位较 深，不宜人 工挖孔 处理 按 照工程桩抗 压承载 力特征值 ，经施 工现场 多次试桩确 定，该工地 且易 出安全事故 时，或爆桩部 位 以下桩 体经 小应 变试验检 测判 定桩身存 各 区静压管桩施 工送桩力 为不小于 ４ ５ ０ ０ ｋ Ｎ ，施工 用静压桩机及 其配重总 在缺 陷时，应 联系 设计和相 关单位 ，重新补桩 。 （ ｄ ）在桩机行走过程 中， 质量 在 ４ ８ ０ ０ ｋ Ｎ以上。经对土层取样 试验，本工程 自然地 面地基承载力远 应 对 已施 工工程桩 的桩位进行 监测 ，防止 因桩机 行走挤 压土层而造 成工 远达不 到 ８ ｔ ／ ｍ ２ ， 虽对部分 施工场地采用 了不 同厚度 的砖渣进行 了铺垫 ， 程 桩桩 头移位 。当发现桩头移 位后 ，应立 即观 测移位情 况 ，做 好记录 ， 施 工场地仍 很难达 到桩机施 工的必备 条件。因场地 问题 ，已造 成桩机施 并联系桩 基检测单 位，对 出现 移位 的工程桩进 行小应变 试验检 测，判定 工过 程中出现的 问题又 ： （ ａ ）送 桩时桩机微倾不 能保 障工程桩在送桩过 工程 桩桩身是否完整。若工程桩经检测 ，发现桩身出现缺陷且部位较深 ， 程 中的垂直度需要 ； （ ｂ ）因桩机倾斜 非常大造 成 １台桩机支腿损坏； （ ｃ ） 人工或机械 施工不易时，应重新补桩。 桩机在 打桩完毕移机后 ，新完成 的工程桩 因挤土效应而 出现较大 的位移 ， ２ ． ２ ． ２基 坑开挖后桩基处理措施 位 移方 向与桩机行 走方 向相对 ， 已发现 多根工程 桩出现该现 象，极有 可 本工程基 础下淤泥 质粉质 黏土层厚度 大、含水量 大 、灵敏 度高 ，属 能造 成工程桩 因挤土 效应发生折断 ； （ ｄ ）工程桩 施工速度极其缓慢 ，远 欠 固 结 土 ， 易 流 动 变 形 。 基 坑 开 挖 后 内 外 存 在 高 差 的 地 下 淤 泥 向 深 部 位 远满足 不了工程施工 总工期控制 的需要 。 基坑滑 移，造成基坑 边坡土 方 向基坑 内挤压 。由于淤泥 承载力 低、且淤 １ ． ２ 基 坑 土 方 开 挖 后 遇 见 的 问题 泥流动性 大，工程 桩均处 于淤 泥 中，桩 头没有 稳 固层 ，在土方 开挖后 ， （ ａ ）土 方开挖后 ，局 部工程桩 出现倾斜 ： （ ｂ）工程桩经 小应变检测 造 成工程桩 受到挤 压产生位移 ，且桩 身经 小应变 检测后存 在不 同的质量 缺陷。 试验后 发现在地下 ５ ～７ ｍ 左右存在 问题 ，可 能存在 断桩情况 。 对于质量缺 陷 出现 部位较深且 存在位移 的工程桩 ，若地基 土为淤泥 层，不 易于 人工挖孔 且易 出现 流沙等 危害安全 作业 的，采用纠偏 和灌芯 本 工程 自工程 桩试桩开 始，通过 多次试桩不 断对 设计进 行了修 改， 的方法进行 处理 。对 缺陷工程 桩进行 正式大面 积纠偏前 ，必须先进 行试 但 因试桩和场地地 基问题 ，已耗 时 ４ 个月有余 。为了加快桩基 的施 工， 验性工 作，按照倾斜 桩部位和 数量 ，随机 各抽取 ３ 根桩进 行纠偏 ，２根 保 障桩基施 工质量和 后续工作 的顺利 开展，针对本 工程桩基 施工 中存在 桩做抗压试验 ，１根桩做抗拔试验 ，当检测 结果全部满足设计要求并经设 的各种 问题 ，进行 了会 诊。经确 定，施工现 场需尽快 全面做好 本工程场 计确认 后，方可正 式进行后 续局部倾 斜工程 桩的纠偏 工作 。工 程桩经上 地 填方、硬 化处理和 酌情落 实降、排水措 施，确保场 地无积 水，将地下 述纠偏 工作完成 且桩芯混 凝土强度满 足要求 后， 由桩基 检测单 位再次对 水 降到基础施工作业面 １ ． ０ ｉ ｎ 以下，并做好： （ ａ ）大部分场地宜采 用砖 工程桩进行小应变的检测， 以判定工程桩质量 。 砌积水坑和排水 明沟 ； （ ｂ ）深基础或深基坑宜 设置大直径无砂涵管 降水 对于工 程桩质量 缺陷 出现 部位较 浅，且易于人 工挖孔 时 （ 一般不超 ｍ ），则选择人工挖孔进行处理 。当缺 陷部位在上下节桩对接 部位 的 井； （ ｃ ）局部深基坑和砂土埋藏浅 的地段 ，可采用轻型井 降水配合 ； （ ｄ ） 过５ 整个施 工场地 应安排专人 负责降、排水 ，密切 配合基础 施工 。 端头板 处时 ，只 需重新焊 接端头板 对接部位 ；当工程 桩折断 时，拔 出上 按上 述 措 施 ， 分 别 采 取 不 同措 施 进 行 技 术 处 理 ： （ ａ ）平 场 ：使 全 现 节工程 桩，并将情 况汇报 设计师 ，由设计师 出接桩处 理措施 ，按照设计 场按不同区段形成的 自然坡度流水，换填局部松软淤泥 ，防止桩机下陷； 师意见进行处理和施工 。 （ ｂ ）碾压：压 实表层 （ 每层碾压高度 ３ Ｏ～ ５ ０ ｃ ｍ ）， （ ｃ ）排水沟外环沟： ３ ． 结语 使全现场雨水和 降水井有组织地排水 ，避 免现场因积水浸泡地 基； （ ｄ ） 桩基施 工前 ，要依 据地基条件 选择合 适的打桩 方式和施 工机械 。当 井 点降水 ：使地 下水 降到施工作业 面 １ １ １ １ 以下 ，防止水 下施工，并提 高 地基条 件不 能满 足桩基施 工时 ，应对 地基采 取经济有 效 的方 法进行事 前 地基承载力 ，避 免基坑坍塌 ； （ ｅ ）局 部铺填砖渣 ：弥补 以上 ４ 项措 施的 处 理 ， 以满 足 桩 基 施 工 的 需 要 。 在工程 桩施工 过程 中，做 好质量监控 工作 ，由工程技术 人员及 时解 不足 ，确保桩机承载 力需要 ，使桩机施工正常运作 ，保证雨后正常施工； （ ｆ ）对换填并经碾压 的土方取样 ，做环 刀试验 ，确定地基承载 能力，当 决 问题 ，桩基施 工完毕 后，做好土 方开挖 前基坑边坡 维护 工作，策 划好 承 载力不足 时，需铺填 砖渣或 碎石 。地基 处理 的情 况要 以桩 机带载 后的 土方 开挖工序 ，避免 因土 方开挖造 成工程 桩出现质 量缺 陷，做好工程 桩 的检测工作 。 总重 除以小船平面 总面积或 大船平 面总面积 ，计 算后进 行确 定。 通过 上述地基 处理措施 、桩 基施工过程 中和桩 基施工完 毕后相 应处 ２ ． ２ 工程桩倾斜 、移位或 出现断桩 处理措施 理措施 的实施 ， 有效且及时地解决 了桩基施工进度 ， 保障了工程施工质量 。 ２ ． ２ ． １基坑 开挖前 桩基处理措施
浅析预制桩沉桩过程中挤土效应的分析与控制
（） ４ 挤土效应与深开挖的影 响。 桩体 由于挤土作用 ， 会在土 层中储存一定 的能量 ， 但在深开挖 条件 下 ， 可能因开挖出现能 量释放空间 ， 致使能量 突然释放 ， 造成桩体的倾斜 ， 响工程质 影
量。
（ ）Ｃ ５ ｘ Ｎ围建 筑物 的影 响。 挤土作用会使场地隆起 ， 从而引
线） 的差异变位的影 响。
（） ６ 降低施 工场地地坪标高 。为降低挤土效应给周边环境
带来 的不利影 响（ 给道路 、 如 管线等 带来破坏 ） 可提 前开挖一 ，
的桩则 出现桩身上浮 （ 形成 吊脚 桩 ）造成桩端 阻力散 失 ， ， 桩的 承载力降低 ， 从而影响正常使用 。
（） ３ 沉桩挤土后期效应的不利影 响。桩在贯入挤土过程中
沉桩过程 中桩 周土体被重 塑和扰动 ，土体 的应力状 态发生改 变， 土的原始结构遭到破坏 ， 而使 土的工程性质发生变化 。 从 （） ２ 对桩体 的不利影 响。对桩本身 而言 ， 在挤 土效应的作
用下 ， 桩身易 出现裂缝 、 接头错位甚至断裂 ， 造成质量隐患。有
减少地 基浅层土体 的侧 向位 移对相邻浅埋式建 筑物 （ 地下管
３ 控 制 方 法 与 对 策
（） １采用预钻孔取土沉桩。 工程实践表明 ， 采用钻机进行引 孔取土 ，对于减轻挤 土作用对附近建筑物 或构筑物 的不 良影 响， 可取得较好效果田 。 （） ２ 确定合理打榭 顺序。原则上采用从中间向两边或 四周 扩散的顺序 ， 根据 设计或地质勘探报 告 ， 同深度的桩宜先深 不 后浅 ， 不同规格 的桩宜先大后小 、 先长后短 。
挤土效应对软土地基的稳定性影响
Ｒｅ： —Ｆ ， ，
（ ４） １
死
ｄ
（ ３） ２
上 式 中 Ｇ 为剪 切 模 量 ，Ｓ为 抗 剪 强 度 圆柱 形 孔 扩 张极 限压 力
Ａ ＝
（ ４） ２
为等效半径
根据 （ 可 以计 算圆筒形孔扩张塑性 区最 大半径。 １ ３）
（ １ ５）
Ｐ ＝ （ ＋ ） 。１ １ ｎ
＋Ｒ，
Ｔｅｃ ｒｓ ａ屈 服 条件 为 ：
一
对于饱 和软 粘土 ，在 不排水 条件 下 内磨 擦角 ： ０，Ｋ 即 为 土 的 原 位 不 排 水 强 度 Ｓ Ｏ， 这 样 ，上 式 写 为 ： Ｕ
一
２ － １ｒ ｎ￣ ］ ｄ
：
平均应力 ：
＝
２ ０
（ ２） １
△ （争１ ２ ＋ － ］ ｎ
（ 一 ） ＝
一
状 态。塑性区随 Ｐ值 的增加而不断扩大。设圆筒孔 的初始半 径为 Ｒ ０，扩张后 半径 为 Ｒ Ｕ，塑性区最大半径为 Ｒ ｐ，相应 的孔 内压力最终值为 Ｐ 。 ｕ 在半径 Ｒ ｐ以外 的土体仍 然保 持弹 性状态。
般在实际工程 中， 用 。来 表示土体的初始不排水抗
（ ＋＋ ［ ２ ・４ 争 ９ －］万 ］ ｎ 。 ｃ 等
［ ２ ０ ）
（ １） ２
堕 ＋ 二 ： ０
ｄ ｒ ｒ ຫໍສະໝຸດ （０ １） ＝２ Ｋ （ １ １）
∑ ４ ｏｎｐ ｐ ）ｌ ｐ ｌｏ ＝万 １ Ｒ（ 一 Ｒ’２ ｎ‘十 Ｒ一 ｎ Ｒ ＋ ｒｒ Ｉ ｏ
ＡＳ ： — ｏ， ｉ ｐ Ａ ＇ｓｎ￣
—
ｌ ｉ —ｓ ｎ口
求 出 Ａｏ， ，抗剪 强度 的增量 可计 算得出。 －后
静压桩的挤土效应分析及在某软土地基中的应用
在２ 世纪ｓ 年代初 ，静压沉桩法 首次在我国部分沿海地区 使用 ， ｌ Ｊ ｌ Ｊ 近年来 已广泛应 Ｊ 在我 匡ｆ ｝ ｝ ｊ 软土地基桩基施工 中 ，并 获得 良好效果 静 压桩属于桩基础 的一种形式 ，是通过 静力压桩机 以桩 机 自重及桩架上 的配重作反 力将 预制桩压 入 土中的 一种沉桩 工艺 出于 其施工 无噪 音 、无废气 、无振 动 、无冲击 力、无泥浆排 放等优 点 ，符合现代建筑 业义明 、环 ｔ施工 的要求 现 住静压桩施工均 已采用专用静压桩机 ， ， 桩长最大可达４ ｍ～ ｏ 。其施工机械化 程度 高 ，桩 端无沉渣 ，成桩质 ０ ５ｒ ｅ 量稳定 良好 ，刷时具有一 定的挤土作州 ，单桩承载 力较 高 ，适Ｊ 岩土 ｝ ｆ １ 工程 条件 范围广… 。静压桩施 工技术 已逐 步成 为一项 成熟完善 的施工
３３ 静 压 桩 的施 工 ．
身要有 一定的挤土应 力；要有一 定的桩 周面积 ，即一定的有效桩长 。 若桩 周挤 土应 力较 大 ，不仅压桩 困难而 丢失了有效桩长值 ，Ｉｕ 还 易 ￣． ｌｊ － 产生位移 、 歪斜 、断裂等 ，所以应依据地质 条件 等 素合理选择桩 的 间距 ，一般选取桩径 的３ 倍 每一根高强 预应 力管桩压入土层后 ，其 ４ 桩底都要形成 一定长度的土体桩尖 ，它 的形成必 然有 利于提高桩底端 阻 ，使 压桩形成以摩擦 为主、端 承为辅 的端 承摩擦桩 。 争 （ ）群桩 复合体效 应 。桩身 压入土 层完成 固结 后 ，桩身挤 压土 ２ 体 ，土体被挤压变密 又反过 来挤压桩身 ，即出现桩身 夹持土体 、土体 夹持桩身的相互作用 ，在荷载作用 下形 成群桩 复合体 。 形成群桩复合体 的程度 与桩 距 、桩数 、桩长 、 的性质 以及群 桩 土 的平面形式和大小有关 。就桩距 、桩数而言 ，一般桩 间距 大 、桩数少 时 ，桩问土被挤密的程度小 ． 一定的荷载下 ，桩与土之 易发生 剪 在 切变形 ，桩底下的土层受压缩 ，桩『 土也产生压缩变形 ，在 极限荷载 Ｈ Ｊ
打桩挤土问题
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。
软土中密集管桩的挤土效应综合防治措施
第４ ０卷 ２ １ 年第 ４期 ０２
广州建筑 Ｇ Ａ Ｇ ＨＯ Ｒ ＨＩＥ Ｔ Ｒ Ｕ Ｎ Ｚ ＵＡ Ｃ Ｔ ＣＵ Ｅ
Ｖ １ ０ Ｎ ．。２ １ ｏ． ｏ ４ ４ ０２
打桩对周围环境影响
当前环境问题已经受到人们越来越多的关注,对于挤土桩而言,无论采取防治措施与否,只要施工过程中存在挤土作用,沉桩时都会对周围环境产生影响,除常见的噪音、震动影响外,还会使土体受到一定程度的挤压,致使土中空隙水压力升高,引起地面隆起和土体产生水平位移,因而会对周围原有建筑物、道路和地下管网设施带来不利影响。
重者会使建筑物基础被推移,墙体开裂,地下管线破损或断裂,严重影响附近居民的正常生活和人身安全打桩对周围环境的影响，除了土体的变形、位移和形成超静孔隙水压力外，还有振动、噪声．使原来处在平衡状态下土体的平衡被破坏．对周围邻近的建筑物带来不良影响。
轻则使建筑物的抹灰脱落；重则使墙体和地坪开裂．圈梁和过梁变形，现浇楼板混凝土产生裂缝；还能使邻近建筑物地基或路基产生不均匀下沉。
预应力管桩施工中会遇到一种称为挤土效应的现象，这是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而产生的。
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，使周围开挖基坑坍塌或推移增大，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。
挤土桩实心的预制桩，下端封闭的管桩、木桩以及沉管灌注桩在锤击或振入的过程中都要将桩位处的土大量排挤开。
这种成桩方法以及在成桩过程中产生的此种挤土效应的桩称为挤土桩。
非灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。
钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型预防措施总结多年来的打桩施工经验，振动沉管灌注桩属于低幅次中频振动(700一1200次／rain)，施工时产生的振动对周围建筑物有一定的影响，特别是软土地区，大规模打桩更易引起周围土体隆起及侧向位移。
管桩挤土效应与控制应对措施
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。
浅议软土地基中静压沉桩挤土
称
为残余 强度 ，这时 候的土体变 形相当大 。残 余 强度可 以认为是土 体完全扰动时 的强度 。峰值 敏度越高 ， 就说 明土体扰动后强度损失越大。 沉桩 时 ，桩 间土会受到挤土扰动 ，桩 间距 越小 ，扰动程 度越 大 ，桩 间距越大 ，扰动程 度 三，工程案倒 ： 扬 州市某厂新 建的厂房 ，由于该 厂房建设
周围建筑物环境及地质结构条件要 求高，在施工 过程 中应加强对周土及建筑物的观测。因为其成
本低 、 工期 相对 短 等优 点 ， 所 以是一 种 比较 切 实
孔 隙水压力的增量（ Ｐ ） Ｋ ａ；
土的孔隙水压力 系数 ・
桩周土扰 动等效应。 其对于那些造价低建筑物来 说 ，更是必不可少的选择之一。
一
向下 及径向移动 。
．
当 Ｐ ｒ ，得至 桩土 界面 处孔隙水 压力最 ＝时 ４
大值为 △ ／Ｃ ＝ｎ Ｅ ３ ＋ ．３ － ．８ ｌ（ ／ Ｃ ） １７ Ａｆ０ ５
△ｕ
— —
二、 沉桩对桩体周围土体的挤土效应 ：
挤土效 应的主要表现 为桩周土 塑性 区 、挤 土 引起 的水平位移 和隆起 、孔隙水压 力增大 、
性，容易对周边环境造成不利的影响 。随着工程 决于 土的模量和 不排水抗 剪强度 。将 上式绘 制 卸载孔 、挤土缓 冲沟太浅 ｔ③基坑 开挖方法 不 ｃ 与刚度Ｉ Ｅ Ｃ 之间的 关系 ，如 下图所 当，桩间土挤压应 力消散不均匀、对称 。 ＝ ／ Ｌ 中静压桩越来越 普遍的运用，对静压桩挤土效应 成Ｐ ／ 带来的各种问题也越来越引起人们的重视。
垫、桩垫等缓冲材料 ，桩顶也不易碎 裂。
挤土桩对周围环境的影响及防治对策
关 键 词 ： 土 桩 ； 土效 应 ； 挤 挤 土体 位 移 ； 孔 隙 水 压 力 超 中图 分 类 号 ： Ｕ４２ ３ Ｔ ７ ．２ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ３５ ８ （０ ７ ０ —９ ５０ １ ７—７ １ ２ ０ 】６０ ３—３
在城 市工 程活 动 中 ， 由于 静力 压桩 具 有 噪 音 小 、 无振 动 、 泥浆 污染 等 优 点 ， 软 土 地基 城 市 建 设 中 无 在 的应 用 日益广 泛 ， 静力 压桩 在压入 饱和 软粘 土 的过 但 程中， 由于土在 瞬时 挤 压 力 作用 下 的不 可 压 缩 ， 致 导
抵 抗 。同时 ， 于饱 和 粘性 土 ， 于瞬 时 排水 固结 效 对 由 应 不 明显 ， 体 的贯 入 产生 超 孔 隙 水 压力 ， 桩 随后 孔 压
生不利 的影 响 ， 常称 为挤 土效 应 。这种 影 响主要 表 通
现为Ｄｚ： 压桩 时 桩 周 土层 被 压 密 和挤 开 ， 而使 ， ① ３ 从
的缓 慢消 散 ， 桩周 土体 会 再 固结 ， 能使 桩 侧 受 到 负 可 摩 阻力 的作用 ， 导致 桩 问土面 下沉 ， 土与 承 台脱 离 ， 同
时也 可能 使周 围建筑 物产 生不 均匀 下沉 。
土 的力 是 相 当大 的 ， 周 围环 境 的影 响 是 不 可 忽 视 对
的， 特别 是 在饱 和软 土地 区 ， 对基 础埋 深浅 ， 构较差 结
维普资讯
挤 土 桩 对 周 围环 境 的影 响及 防治对 策
杨 成 明 ， 潘 星
（ ． 徽 省建 筑科 学研 究 设 计 院 ， 徽 合 肥 １安 安
验 检测 有 限 责任 公 司 ， 徽 合 肥 安 ２００） ３ ０ ９
考虑挤土效应对管桩打入荷载影响的工程应用分析
安徽建筑中图分类号：TU473.1文献标识码：A文章编号：1007-7359（2023）11-0142-03DOI:10.16330/ki.1007-7359.2023.11.0511引言管桩作为一种常见的地基基础形式，被广泛应用于铁路、工业与民用建筑、市政和公路路基处理等领域[1-4]，其施工方式主要包含打入式、压入式、旋入式和振沉式[5]。
在管桩施工过程中，由于管桩直径较大，会对周围土体产生一定的挤压作用，产生挤土效应[6-7]。
由于土体挤密导致桩周土体更加密实，在后续施工过程中土层受打入管桩的影响，极限摩阻力增大，打桩所需的最大压力也需要同步增大。
因此分析管桩打入过程中挤土效应对后续桩基打入最大压力的影响，能够为工程建设提供科学指导，实现节约工程投入，控制最大压力的目的。
刘裕华等[8]应用圆孔柱形扩张理论对预制管桩的挤土效应进行了分析，提出了管桩塑性区半径、土体位移等解析表达式；李国维等[9]基于现场试验手段，对管桩施工导致的孔隙水压力和水平方向位移的变化进行了监测，分析了场地条件对挤土效应的影响；雷国辉等[10]开展了管桩群桩锤击施工效应和土塞效应与深度变化相关的研究，分析了群桩和单桩施工时土体孔压的变化规律；夏晋华等[11]通过在现场试验中设置的对比工况，为路基设计中竖向排水体的布设间距及管桩的施工顺序提供了合理建议；江强等[12]研究了排水桩与不排水桩在施工过程中因挤土效应导致的侧向水平位移变化规律，研究表明排水桩能够在一定程度上减小因挤土效应导致的水平向位移。
上述研究多集中于挤土效应对管桩承载特性的研究，对管桩静压施工时所需最大压力的分析较少，缺少相关现场数据分析。
因此，本文以某河流域综合整治项目中的护岸工程为例，研究打设管桩过程中所需最大压力的变化趋势。
通过对打桩过程中施工设备压力的监测，获得管桩打入后的挤土效应对管桩承载机理的影响，通过曲线拟合，建立管桩最大打入压力的模型，为管桩打入过程中压桩力的设计提供科学依据。
软土地质条件下PC工法桩打拔过程的环境影响分析沈佳敏
软土地质条件下PC工法桩打拔过程的环境影响分析沈佳敏发布时间：2023-06-05T07:17:44.710Z 来源：《建筑实践》2023年6期作者：沈佳敏[导读] PC工法桩作为一种新型的围护工艺，该工艺在上海的软土地质条件下下尚处于推广阶段，相关应用案例及施工经验较少，需要进一步总结。
尤其是在打拔过程中的土体变化及周边环境控制方面可以进行进一步的研究分析和总结经验。
上海市机械施工集团有限公司上海 200072摘要:PC工法桩作为一种新型的围护工艺，该工艺在上海的软土地质条件下下尚处于推广阶段，相关应用案例及施工经验较少，需要进一步总结。
尤其是在打拔过程中的土体变化及周边环境控制方面可以进行进一步的研究分析和总结经验。
本文以上海某工程的工程实践为依托，对软土地质条件下的PC工法桩打拔过程的环境影响情况进行研究分析，对该工艺在上海地区的推广起到一定的参考价值。
关键词:软土地质；PC工法桩；工程实践1、引言PC工法组合式钢管桩（Pipe-Combination,简称PC工法桩）是近年来兴起的一种新型的围护桩工艺。
该工艺在浙江地区首先推广应用，可以查到较多的工程应用实例1；但在上海地区未普遍应用，尚处于应用推广阶段。
上海软土地质条件下，钢管桩打设过程的挤土效应和拔除后留下的空隙对周边环境产生的不良影响需要引起重视，值得在实践过程中对相关问题进行研究总结及分析，并优化相应施工措施。
2、工程概况某工程位于上海市普陀区，基坑开挖面积共约73082平方米，基坑形状近似矩形，开挖深度为5.9~6.8米。
基坑安全等级三级，环境保护等级为二级。
根据本工程周边环境、开挖深度及土层情况，本工程主基坑围护主要采用自稳式基坑支护结构。
北侧主要采用PC工法组合钢管桩+一道前撑式注浆钢管的围护形式，其余侧主要采用SMW工法+一道前撑式注浆钢管的围护形式。
图1 围护形式示意图2.1 工程概况基坑围护根据开挖深度不同选用∅630×14和∅750×14两种规格钢管桩配合钢板桩组合的PC工法桩方案。
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软土地基中打桩挤土效应影响分析【摘要】：饱和软粘土地区进行预制桩沉桩施工时，因挤土效应在桩周土体内部产生了较大的超静孔压，超静孔压的消散引起桩周土体大面积沉降，同时桩土之间存在较大的沉降差，沉降差将导致基桩承受负摩阻力的作用。
上述因素都会直接影响到建构筑物的正常使用。
通过研究群桩沉桩施工对桩周土体的扰动以及超静孔压的变化，分析了桩土沉降规律及其对单桩承载力的影响，同时对建构筑物正常使用阶段的变形情况进行了预测分析。
【关键词】：球形空穴扩张；挤土效应；负摩阻力；承载力；沉降1. 前言软土地区饱和软粘土具有含水量高、渗透性弱、抗剪强度低以及结构性强的特点。
在该地区进行预制桩沉桩施工时，因挤土效应在桩周土体内部产生了较大的超静孔压，导致桩周围土体产生较大的侧向位移和竖向隆起，同时桩周围土体受施工影响受到一定程度的扰动，导致基桩承载力降低。
随着超静孔压的逐步消散，场地地基将出现大面积沉陷情况，同时对工程桩施加负摩阻力的作用，导致桩基承载力下降，影响整个工程的正常使用。
打入桩引起的环境问题已经得到广泛关注，大约从七十年代开始，人们开始采用数值分析和理论研究的方法来研究压桩问题，主要的分析方法有圆孔扩张法、应力路径法、有限单元法等。
阳军生、刘宝琛（1999）[1]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。
姜朋明、尹蓉蓉、胡中雄（2000）[2]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）[3]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。
杨生彬, 李友东（2006）[4]通过对PHC 管桩打桩前后原位地基土变化情况的测试、打桩的监测以及孔隙水压力增长与消散的监测等试验研究，分析了PHC管桩沉桩挤土效应。
在粘性土中，沉桩后由于土体的再固结，当桩尖土的压缩量大于桩尖的下沉量时，桩侧就要受到负摩阻力的作用，G. G. Meyerhof认为负摩阻力对于摩擦桩一般是无关紧要的，但对端承桩，可能会有很大影响。
文章结合某大型堆煤场工程实例，研究群桩沉桩施工对桩周土体的扰动以及超静孔压的变化情况，分析桩土沉降规律及其对单桩承载力的影响，同时对建构筑物正常使用阶段进行预测分析。
2. 工程概况某堆煤场场地为深厚软粘土地基，具有孔隙比大、渗透性低、压缩性高、地基承载力低的特性（场地土层物理力学参数如表1所示）。
渗透系数为10-6~10-7 cm/s。
煤场为长条形建筑物，长114m、宽33m，基础形式为筏板基础，筏板厚1.0m，设计堆煤高度10m（即100kPa）。
采用Φ550预应力混凝土管桩进行地基处理，桩长40m~43m，桩间距2.0*2.6m，置换率为5.9%，单桩承载力设计值为1200kN。
由于工期紧，20天內将779根桩静压施工完毕。
在打桩完成后3年时间内（尚未使用），地基出现大面积沉降，同时基础底板与地基土存在脱离现象，实测底板最大沉降为208mm，土层表面最大沉降约为300mm，吊车梁的水平位移最大值为118mm。
3. 原因分析沉桩完成后43天对基桩进行了桩身质量低应变检测，检测结果表明，绝大部分基桩桩身质量完好，未发现断桩情况（仅有少量基桩为Ⅲ类桩，所占比例为2.59%），说明沉桩挤土未对桩身质量产生明显影响。
在发生大面积沉降后，又凿开基础底板对307#、364#、340#三根桩进行了低应变检测，检测结果表明这三根桩桩身质量完好，对应桩顶沉降分别为98mm、154mm、180mm。
目前尚未堆煤，基础只承受底板自重的作用（单桩荷载为仅为130kN<<设计值1200kN），若无其它外力作用，桩顶沉降不至于如此之大。
从凿开底板实测的桩土沉降情况看，桩土沉降差在100mm左右，因此比较可能的原因是由于土体沉降带动基桩与底板一起下沉。
4. 打桩引起的超静孔压分析打桩引起的桩身周围土体内各点的应力增量按文献[5]的球形空穴扩张方法求解，由这些应力增量可以求得三个主应力增量Δσ1(r，z)、Δσ2(r，z)和Δσ3(r，z)。
根据司开普顿原理，对饱和土，打桩结束后，土体内各点产生的超静孔隙水压力为[6]：式中：A为孔隙水压力系数。
软粘土孔隙水压力系数A取1.2，将图2、图3中的竖向与水平应力的增量代入算得超静孔隙水压力如图4所示。
根据太沙基固结理论，土体内任一时刻、任一点的超静孔隙水压力值，由下式确定：式中：，Cv为固结系数，k、e、av、γw分别为土体的渗透系数，孔隙比，压缩系数和水容重。
从图4中可以看出，打桩施工导致桩周土体产生很大的超静孔压，超静孔压随着离开桩边的距离增大而逐渐减小，当距桩边2m远时，打桩引起的超静孔压影响已经很小。
将单桩施工引起的超静孔压在整个场地内进行叠加以后即得到图5所示的群桩施工引起的超静孔压。
打桩施工完毕后，整个场地闲置3年（不堆载），场地土体内部超静孔压消散后的分析结果如图6所示。
考虑到打桩施工对土体的扰动，渗透系数取高值10-6 cm/s，3年后土体平均固结度为42.5%。
5. 沉降问题分析打桩施工完毕后，整个场地闲置3年（不堆载），由场地土体内部超静孔压消散固结引起的土体地表沉降以及基础底板沉降如图7所示。
从图7中可以看出，计算分析得到的土体最大沉降为350mm左右（平均沉降约为300mm），基础底板沉降约为190mm，最大沉降差为160mm，与实测结果较为接近，这说明超静孔压的分析较为准确。
6. 负摩阻力对单桩承载力的影响打桩会导致桩侧土体产生较大的超静孔压，当超静孔压消散后，土体沉降，桩土之间产生沉降差（现场实际情况也反映了这一点）。
桩土之间的沉降差会导致桩侧产生一定大小的负摩擦力，因此，在分析单桩承载力的时候需要考虑负摩擦力对桩基承载力的影响。
张金水（2005）[7]对海边淤泥质土中，桩长20m、边长400mm、间距1.5m的预制方桩进行了负摩阻力影响试验，实测得到的试桩（无负摩擦）单桩极限承载力为700kN，工程桩（有负摩擦）单桩极限承载力为558kN，负摩擦的影响使得桩承载力下降了142kN（下降20%）。
负摩阻力对基桩的影响机理较为复杂，需要采用有限元数值模拟的方法来分析。
单桩极限承载力及沉降分析模型（轴对称问题）如图8所示，土层参数按表1取。
土层3（淤泥质粘土）土层4（粘土）土层5（粘土）土层6（粘土）根据现场情况，桩土顶部沉降差约在100mm左右。
当桩土相对位移为100mm 左右时，桩侧负摩阻力分析结果如图9所示。
从图9中可以看出，受桩土沉降差的影响，桩身上部（27m以上）承受负摩擦的作用，且15m深度范围内的桩侧负摩阻力已经达到极限值。
桩侧负摩阻力对单桩承载力的影响分析结果如图10所示，每级荷载为240kN。
从图10中可以看出，不考虑负摩擦影响时单桩Q~S计算曲线的拐点在第十一级，单桩极限承载力约为2640kN，对应桩顶沉降60.55mm。
考虑负摩擦影响时单桩Q~S计算曲线的拐点在第八级，对应桩顶沉降47.38mm，单桩极限承载力约为1920kN，负摩擦的影响使得桩承载力下降了720kN（下降27%）。
7. 后期正常使用阶段沉降预测分析后期堆煤计算高度10m，堆煤后基础最终沉降分析结果如图11所示。
从图11中可以看出，堆煤10m高（对应均布荷载100kPa），底板最大沉降约为384mm，在现有的基础上增长了190mm左右。
不均匀沉降差为12mm/m，换算成倾角为0.7o。
吊车梁高按15m计算，则吊车梁的水平位移最大计算值为180mm，即吊车梁的最大水平位移还会增长80mm左右。
如果单桩荷载达到1200kN（对应均布荷载为(1200-130)/(2*2.6)=200kPa），底板总的最终沉降约为535mm，在现有的基础上增长了340mm左右。
不均匀沉降差为16.7mm/m，换算成倾角为0.95o。
吊车梁高按15m计算，则吊车梁的水平位移最大计算值为250mm，即吊车梁的最大水平位移还会增长150mm左右。
8. 结论（1）打桩施工导致桩周土体产生很大的超静孔压，超静孔压的消散将导致基础底部土体出现大面积沉降，带动基桩与基础底板一起下沉，同时出现桩土分离情况。
（2）根据现场情况，桩土顶部沉降差约在100mm左右，桩土之间的沉降差会导致桩身上部承受较大的负摩阻力作用。
根据有限元数值模拟分析结果，不考虑负摩擦影响时单桩极限承载力约为2640kN，考虑负摩擦影响时单桩极限承载力约为1920kN，负摩擦的影响使得桩承载力下降了720kN（下降27%）。
（3）当煤场堆煤使用时，一方面受原有超静孔压消散的影响，另一方面受荷载的作用，基础底板沉降继续增大，底板沉降差与立柱的倾斜情况也显著增加，将严重威胁建筑物的正常使用。
为了消除土体沉降对建筑物尤其是立柱和吊车梁的影响，最终采用了将立柱基础与堆煤区底板割开的处理方法，以减少立柱的倾斜，保证吊车梁的安全使用。
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