静压桩施工沉桩阻力及沉桩挤土效应研究共3篇

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静压桩挤土效应及防治措施

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：ＴＵ７５３文献标识码：Ａ行，间隔时间不宜大于１２ｈ（在软土地基中不宜大于３ｈ），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２４ｈ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

浅谈静压管桩挤土效应及预防措施#

浅谈静压管桩挤土效应及预防措施静压管桩在沉桩的过程中会产生挤土效应，进而对周围的环境产生不良的影响，严重的可能造成周围的建筑物的开裂、道路隆起以及地下管线断裂等事故。

所以在施工的过程中，应该采取适当的措施来减少挤土效应的产生。

静压管桩在施工的过程中产生挤土效应是不可避免的，具体的表现主要分为两个方面：一个是在挤土的过程中，桩周的土体发生变形，从而对其周围的建筑物造成了一定的影响；另外一个是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。

一、静压管桩挤土效应影响表现如下（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，由于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、桩身的弯曲，甚至会造成桩的折断。

（2）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，己沉入桩上抬，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、道路、隧道，地铁和管线造成一定程度的破损，有可能引发工程事故。

（4）沉桩过程中，特别是在饱和软新土中沉桩，会产生很高的超静孔隙水压力。

过高的超静孔隙水压力也妨碍施工的速度，甚至威胁邻近建筑物的安全，也会影响桩基的承载力。

超静孔隙水压力在施工后一段时间内的消散还会对土体的强度产生很大的影响，从而引起土体强度的变化。

（5）沉桩时桩对土体的扰动，使桩身周围土体的应力状态发生变化，桩周土体实际上是一个被撕裂、破坏、扰动和重塑的过程。

土体的原始结构被破坏，土体工程性质较沉桩前有较大的改变。

二、施工过程中控制防止挤土的预防措施（1）井点降水：静压桩施工过程中会在瞬间产生很大的超孔隙水压力，对周围环境产生很大影响。

如果能在压桩之前就将地下水位降低到一定深度，施工过程中产生的超孔隙水压力就会大大减小。

静压群桩沉桩挤土效应模型试验

时该区域土体侧向位移要小很多，见图３图４该区、．
地表的隆起量双桩时为２３ｎ，．ｉ而三桩时隆起值变６ｔｏ大，大为３２Ｉｌ．最．ＩＩＩＴ
２群桩沉桩挤土效应分析
２１群桩沉桩引起的土体变形分析．在有机玻璃板不同高度上打４排小孔，深度分别
天津城市建设学院学报第１卷第２６期２１年６００月
ＪｕｎｌｆＴａｊｎｔｕｅｏｒａｏｓｕｔｎｏ．Ｎｏ２ｕ．００ｏｒａｏｉｉＩｓｔｔｆＵｂｎＣｎｔｃｉＶ１６ｎｎｉｒｏ１．Ｊｎ２１
静压群桩沉桩挤土效应模型试验
张建新，赵建军，鹿群，孙世光
（天津城市建设学院天津市软土特性与工程环境重点实验室，天津３０８）０３４
摘要：以往对沉桩挤土效应的研究主要集中于单桩或双桩，而对群桩挤土效应的分析较少，但在实际工程中，基工程通常都是以群桩的形式来设计和施工的．桩基于室内模型试验，分析了群桩顺
排列特征也发生了变化，其结构性更加紧密，土效应明显．挤
关
键
词：群桩；挤土效应；模型试验
中图分类号：Ｔ４３Ｕ７．１
文献标识码：Ａ文章编号：１０．８３２１）２０８—６０６６５（０００。０５０
以往对沉桩挤土效应的研究主要集中于单桩或双桩【Ｊ对群桩的挤土效应分析较少【】群桩一般Ｊ，４，
桩沉桩挤土效应机理的分析则更较少涉及．本文基于室内模型试验，析了群桩压入土体后分所引起的土体变形规律、超孔隙水压力的变化和沉桩前后土体的微观结构特征，到了一些有益的结论，得这对分析群桩挤土效应，掌握其挤土机理和工程对策具有重要的实践意义．

静压桩施工沉桩阻力及沉桩挤土效应研究

模型实验验证
为验证考虑沉桩挤土效应的单桩极限承载力计算模型的正确性，进行了模型实验。实验中采用了不同类型和尺寸的桩体进行打桩试验，测量并记录了桩周土体的密度、高度和单桩极限承载力等数据。通过对比分析，发现考虑沉桩挤土效应的计算模型能够更准确地预测单桩极限承载力。
结论
本次演示研究了沉桩挤土效应对单桩极限承载力的影响，提出了考虑沉桩挤土效应的单桩极限承载力计算模型，并通过实验验证了该模型的正确性。研究结果表明，沉桩挤土效应对单桩极限承载力具有重要影响，忽略这一影响可能导致计算结果失真。因此，考虑沉桩挤土效应的单桩极限承载力计算模型具有重要的实用性和理论价值，可以为工程实践提供有益的指导。
相关研究
在静压桩施工沉桩阻力方面，已有许多学者进行了理论分析和实验研究。其中，一些研究者通过理论分析，提出了静压桩沉桩阻力的计算公式，如郎肯土压力理论、库仑土压力理论等。另外，一些研究者通过实验方法，研究了不同土质条件下静压桩的沉桩阻力，得出了沉桩阻力与土质条件、桩体材料等因素的关系。
在沉桩挤土效应方面，研究者们也进行了大量的实验研究。实验结果表明，沉桩挤土效应对周围土体的位移、应力分布以及建筑物的影响是不容忽视的。为了减小沉桩挤土效应的影响，一些研究者提出了预钻孔、控制沉桩速度等措施。
考虑沉桩挤土效应的单桩极限承载力计算模型
基于沉桩挤土效应对单桩极限承载力的影响，提出考虑沉桩挤土效应的单桩极限承载力计算模型：
Q极限=Qo+ΔQ=Qo+kΔρgΔh
其中，k为沉桩挤土系数，Δρ为桩周土体密度增加量，g为重力加速度， Δh为桩周土体高度增加量。
根据实验数据回归分析，沉桩挤土系数k可取值为1.0～1.5，具体值应根据工程实际情况确定。

静压桩施工的挤土效应分析及控制措施探讨

建筑科学2017年6期︱83︱静压桩施工的挤土效应分析及控制措施探讨庞威修广西建工集团第三建筑工程有限责任公司，广西南宁 530001摘要：静压桩沉桩时的挤土效应是一个很复杂的课题，本文结合具体的工程概况，在简要探讨静压桩挤土效应形成机理及其影响的基础上，具体阐述了减少挤土效应的综合防护控制措施，以期为类似工程实践提供参考。

关键词：静压桩；挤土效应；控制措施中图分类号：TU74 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2017）06-0083-01对地面造成较强压力是所有建/构筑物的特性，因天然地基承载力有限，因此要利用桩基础来进行巩固。

静压桩具有无噪音、无振动、承载性能稳定、施工速度快等诸多优点，成为当前城市工业与民用建筑、桥梁、港口码头等工程中较常用的桩基形式。

但静压桩属于挤土桩型，施工中所产生的挤土效应会对周边环境造成诸多不良后果，如道路隆起、已完成桩上浮倾斜、周围地下管线断裂、邻近建/构筑物开裂等等，尤其是在用地紧张地区及密集的建筑群中挤土效应产生的负面影响更为严重。

本文结合所主持的某住宅楼工程静压桩基础施工实践，就静压桩的挤土问题及控制措施进行粗浅探讨。

1 工程概况城市中心的住宅楼工程，建筑面积约40000m 2，由3栋33层高层住宅与共用五级人防地下室组成。

根据《工程地质勘察报告》该场地各岩土层主要为饱和黏性土、粉性土和砂土，其中从第①层～第⑤层的灰色粘土为饱和软土层，第⑥层为粉土层，第⑦层灰黄色砂质粉土层，地质状况属于高压缩性且不均匀、含水量高、密度小的第四纪沉积物。

工程桩基设计采用PHC-AB600-110-54型高强预应力管桩，即桩径φ600mm，壁厚110mm，桩长54mm，桩数共349根。

桩基持力层为⑦2层，单桩竖向承载力特征值为3165kN，静载值为5064kN。

地基土从第①层～第⑥层的PS(比贯入阻力)≤1.3MPa，沉桩阻力小，而第⑦层的PS(比贯入阻力)达11．72MPa，土层厚度达4.2-5.1m，故对φ600管桩而言沉桩阻力较大，因此桩基施工采用YZY 一800型静力压桩机，以便沉桩质量满足设计和施工规范要求。

静压桩施工沉桩阻力及沉桩挤土效应研究

承载力标准或扩大承台等。相信随着工程实践的不断丰富，能为静压桩规程的制定提供更多的素材。２静压桩施工沉桩阻力参考文献压桩的沉桩阻力随人土深度的增加而不断变化，沉桩阻力是对【ｌ】广东省建设委员会．Ｂ，１—２９预应力混凝土管桩基础技术ＤＪ ’ ５２－８Ｉ土层性质的综合反映，同时也为分析沉桩可能性及选择沉桩设备、推规程［．９．Ｓ１８１９算静压桩极限承载力提供了重要依据。目前在确定沉桩阻力的方法中［建筑施工手册编写组建筑施工手册［．２］＾第四版．北京：中国建筑工业都假定某一位置处侧阻不随桩的贯人而变化，然而现实情况是同一层出版社．０３２０．
建筑・规划・设计
民营科０２技２１年第２期
静压桩施工沉桩阻力及沉桩挤土效应研究
张薇
（常州市康建建设工程有限公司，苏常州２３２）江１０２
摘要：静压桩具有桩身质量易于保证和检查，价格相对较低，以及施工工效高、无泥浆和噪音污染等优点，目前已成为我国工业与民用建筑中，特别是软土地基上各类建筑中广泛采用的桩型之一。但静压桩也有其相对缺点，那就是它属于排土置换桩，易对周边容环境造成不利的影响。随着人们环保意识的不断增强，静压桩施工沉桩挤土效应带来的各种问题也越来越引起人们的重视。对
பைடு நூலகம்
地基中，硬土中的桩端阻力还将受到分界处粘土层的影响，上覆盖层为软土时，在临界深度以内桩端阻力将随压人硬土内深度增加而增大。下卧为软土时，在临界厚度以内桩端阻力将随压人硬土的增加而

静压桩沉桩机理及挤土效应研究

（）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

饱和粘土中静压桩沉桩机理及挤土效应研究综述pdf

第19卷第3期水利水电科技进展1999年6月第一作者简介:陈文,男,硕士,助教,从事软土特性及地基处理研究.饱和粘土中静压桩沉桩机理及挤土效应研究综述陈　文　施建勇　龚友平孙邦宾 (河海大学岩土工程研究所　南京　210098)　(淮阴市人防指挥办　江苏淮阴　223001)摘要　在分析饱和粘土中静压桩的贯入机理的基础上,对静压桩沉桩分析的圆孔扩张理论、应变路径法、有限元分析、滑移线理论和模型槽试验等五种方法逐一进行评述,并提出在传统的平面圆孔扩张理论基础上加以改进,采用准静态空间轴对称方程组对静压桩贯入过程进行模拟,从而得出土体位移、应力、初始超孔压的空间解析解,同时采用有限元分析、模型槽试验相互印证的研究方法.关键词　饱和粘土;静压桩;挤土效应;圆孔扩张理论桩基工程较多地采用打入桩施工,但其锤击和振动所产生的噪音、地层扰动、废气、漏油、烟火等公害问题愈来愈严重.在城市建设中,对公害污染的限制要求愈来愈高[1],因此,静压桩以其振动小、噪音低、对环境影响小的优点,在我国越来越受到重视.静压桩在江、浙、沪、粤等沿海软土分布较广的地区以及人口密集的大城市的应用很广,取得了良好的效果,是一项很有发展潜力的施工技术.就本质而言,静压桩属于挤土桩.虽然较之打入桩,静压桩的贯入过程要平稳得多,但它在贯入过程中将使下部土体侧向移动,地表隆起,因而不可避免地要对相邻建筑物产生影响,地基土的侧向位移和隆起现象必将对已入土的邻桩产生径向压力及垂直向拉拔力,从而使邻桩产生一系列不良后果,如桩身弯曲、倾斜、水平位移等,给工程带来不良影响[2].另外,先压入的桩将使地基土产生挤密作用,一方面使土体密实度增大,地基承载力增加;另一方面可能产生后续施工压桩力增大的负面影响.人们迫切需要对静压桩的沉桩机理及挤土效应有较为明确的认识.国外对挤土桩的研究较早,但主要注重于打入桩的研究,而对静压桩的研究甚少;国内的研究工作始于80年代初[3],取得了一定的成果,但尚限于初步认识.因此,对粘性土中静压桩沉桩机理及挤土效应研究,不但有利于提高理论上的认识,而且对于估计静压桩的施工影响和指导设计具有现实意义.1　饱和粘土中静压桩的贯入机理静压桩施工时采用专用机架自重和配重或结构物自重,通过压梁或压柱将整个桩架自重和配重或结构物自重反力,以卷扬机滑轮组或电动油泵液压方式施加在桩顶或桩身上,当施加给桩的静压力与桩的入土阻力达动态平衡时,桩在自重或静压力作用下逐渐压入地基土中.压桩过程中,沉桩速率一般保持在一定数值以内,故可将桩体贯入视为匀速直线运动.静压桩在贯入过程中造成了桩周土体的复杂运动,桩尖以下土体产生压缩变形.随着桩贯入压力的增大,当桩尖处土体所受压力超过其抗剪强度时,土体发生急剧变形而破坏,桩侧土体产生塑性流动(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压缩挤开.地表处,粘性土体会向上隆起,地面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,周围土体亦受较大的扰动影响,而桩身受到土体强大的法向抗力所引起的桩周摩擦力和桩尖阻力的抵抗.同时,对于饱和粘性土,由于瞬时排水固结效应不明显,桩体的贯入产生超静孔隙水应力,随后孔压消散、再固结和触变恢复,在桩周形成硬壳层[1].对于静压桩,由于其贯入过程近乎匀速,因此,从理论上讲,采用准静态条件下的静力平衡对其模拟是合适的.2　静压桩沉桩机理及挤土效应的研究进展国际上对于静压桩的研究方法大致可以分为圆孔扩张理论(cavity expansion method ,简称CE M )、应变路径法(strain path method ,简称SPM )、有限元分析法(finite element method ,简称FE M )、滑移线理论和模型槽试验五类.2.1　圆孔扩张理论(CE M )圆孔扩张理论首先假设土体是理想弹塑性体,材料服从Tresca 或M ohr 2C oulomb 屈服准则,根据弹塑性理论给出无限土体内,具有初始半径的柱形孔或球形孔,被均匀分布的内压力p 所扩张的一般解.由于桩体贯入时,一定深度处的土体逐渐出现半径为桩径的孔洞,周围一定范围土体进入塑性状态,因此,一般采用柱形孔扩张来模拟除去靠近桩端和桩尖土体的变形情况[4,5].Butterfield 和Banerjee [5]首先提出将平面应变条件下的柱形孔扩张用来解决桩体贯入问题.他们假定:①土是均匀的、各向同性的理想弹塑性材料;②土体饱和、不可压缩;③土体屈服满足M ohr 2C oulomb 强度准则;④小孔扩张前,土体具有各向等同的有效应力.随着内压p 的增大,围绕柱形孔的柱形区域将由弹性状态进入塑性状态.塑性区随p 的增大而不断扩大,以外土体仍保持弹性状态.扩张过程如图1所示.图1　沉桩桩周应力、变形状态对于柱形孔扩张的平面应变轴对称问题,在极坐标下,平衡微分方程为d σr d r -σr -σθr =0(1)塑性边界上满足M ohr 2C oulomb 屈服准则σr -σθ=2C u (2)边界条件为r =R u ,　σr =p u(3) 按照土体体积不变的原理,求出该微分方程的解答,推出σr ,σθ及径向位移u r 的表达式.对于压桩引起的瞬时超孔隙水应力,则采用亨克尔的孔压方程导出:Δu =βΔσ0+αΔτ0(4) CE M 提出之后,经过Vesic [4],Carter 等[6],Ran 2dolph 等[7]的发展,已经成为解决沉桩对周围土体影响应用最为广泛的一种方法,这与CE M 形式简单、易于求解是密不可分的.CE M 具有以下优点:①径向对称的平面应变假定将问题简化为一维问题,未知变量数目很少;②控制方程由一套复杂的偏微分方程减为一个一次微分方程,可直接求解;③由于求解方法的简单性,可以对该贯入问题的许多复杂方面进行考虑,如大应变、高梯度、多重介质等.近年来,CE M 还发展到可以考虑材料应变硬化、应变软化[7～10]等,这反映在土体本构模型的采用由简单的M ohr 2C oulomb 模型发展为可以考虑应变硬化的修正剑桥模型[7]和应变软化的应力一次跌落模型[11],从而有利于考虑土体的实际变形特性,如剪胀等.这是CE M 的一大进步.国内的王启铜[10]等提出考虑土体拉、压模量不同时的柱形孔扩张解答.另外,施建勇[12]和蒋明镜[11]等还拟将“损伤”概念引入沉桩研究中,这也是CE M 的发展方向之一. 但是,应当指出,经典的CE M 具有一个很大的缺点,即其将一维的圆孔扩张解应用于桩体贯入这样一个三维轴对称问题,它假设应力只与径向坐标r 有关,而与竖向坐标z 无关,忽略孔壁竖向摩擦力τrz 的影响.然而,如前所述,沉桩过程中τrz 显然是存在的[1],它对土体中应力和位移必定要产生影响,CE M 对之未加考虑即予以忽略,这是不恰当的.CE M 模拟静压桩沉桩有其合理的内核,但尚存在上述问题,应当在CE M 的发展中对其进行改进.2.2　应变路径法(SPM )为克服CE M 的缺点,Baligh [13]提出了应变路径法.他假设土体变形可在不考虑本构关系的情况下,推广对速度积分求得变形,然后由微分求出应变.将桩体贯入模拟为单个边界以速度v 扩大的球形孔沿竖向匀速运动,通过对应变路径的描述,即三个偏应变εi (i =1,2,3)的分析,从而得出桩体贯入工程中土体位移和应变的变化情况,并得到了一些有意义的结论[14]:①发现桩周一定范围内土体存在“应变反转”和主应力旋转现象,土体有可能由“压”变为“拉”,这种现象将对应力和孔压产生显著影响,而CE M 忽略土单元的应变路径,无法对其加以解释;②证实了沉桩时土体可分为“塑性区”和“弹性区”两部分.CE M 对弹性区的应力和孔压估计较为合理;③指出了考虑土体“扰动”后性质变化的重要性.较之CE M,SPM优点在于,一方面可以考虑竖向贯入过程中,土体变形与竖向坐标的关系;另一方面可以考虑匀速贯入的连续性.所以,Baligh等人的研究有其独到之处,它可以给出贯入过程中土体应力、位移分布的大致情况.但是,SPM也有其缺点,它本质上只是一种近似的方法,而且计算较为繁琐.可以将之与CE M联合起来考虑,互为补充.2.3　有限单元法(FE M)有限单元法广泛地用于桩基计算中,它是十分有力的计算工具.许多学者已将之引入桩体贯入过程分析中.桩体的有限单元分析有采用小应变和大变形模型两种类型.a.小变形分析.在小应变分析中,将桩体置入预先钻好的孔中,周围土体仍处于初始应力状态,然后进行增量的塑性破坏计算,并假定破坏荷载等于贯入阻力.该过程并非完全正确,因为在静力贯入中,在桩侧将产生很大的侧向应力.正如所料,所产生的桩侧应力将导致实际阻力比小应变结果要大.静力贯入问题的小应变研究首先由de Borst和Ver2 meer[15]给出.G riffiths[16]对具有光滑表面的贯入仪阻力进行了分析.国内的周健采用变网格有限元对静压桩沉桩进行了数值模拟,得到了一些关于沉桩挤[17].b.大变形分析.在以往的分析中,尤其是经典的CE M中,一般均基于小变形假设,但事实上,在桩体贯入过程中应变很大,靠近桩周的土体中应变可达10%～20%[13],呈现出材料与几何双重非线性,这时用小变形假设显然不合实际.而采用大变形有限元则有可能克服上述缺陷.在静压桩的沉桩机理及挤土效应研究中,为考虑土体材料、几何双重非线性,以及静力贯入对初始应力条件的影响,有必要采用大变形有限元.Banerjee和Fathallah[18]发展了一套欧拉方程,通过应力变化率和应变变化率之间的关系,用有限元计算得出了沉桩过程中的应力和孔隙水应力.Sikora等[19]同样在假设大变形的拉格朗日方程基础上,用时间积分的方法得出其有限元解答.虽然Banerjee等人的工作克服了前人的研究中不考虑几何非线性的不足,但其所用的欧拉方法却很不方便,所以K iousis[20]等对此提出了改进.近年来,国内的谢永利[21]开展了土体固结大变形的研究,鲁祖统[22]建立了空间轴对称问题考虑大变形和弹塑性耦合的有限元方程和采用修正Lagragian算法的表达式,应用虚功原理推得了空间轴对称问题采用修正Lagragian格式的Biot固结有限元方法,并对单桩压入饱和粘土中桩和土体变形情况进行了研究.应该说,有限元在静压桩的沉桩机理及挤土效应研究的分析中显示出很强的生命力.从理论上讲,有限元方法可在工程计算中较为通用,它可以全面地反映土体中的应力、位移、孔压情况.大变形有限元在理论上较为完美,但在现阶段,有限元模拟桩基贯入还存在以下实际问题:①贯入过程难以精确地模拟;②有限元计算精度严重依赖于本构模型的选用,以及参数的确定.而现有土工试验试样制备难度较大,模型参数确定的难度可想而知.试验中一般采用重塑土的土性指标来代替天然土的土性指标,而这两者差别很大,其带来的误差往往比不考虑大变形要大得多.因此,对静压桩贯入的有限元模拟以及更广泛意义的沉桩过程(包括打入式、钻入式)的数值模拟作一些探索具有十分积极的意义.但是,将大变形有限元法的理论成果应用于实际分析,使其研究成果得到工程界的广泛接受,尚有待于进一步的探索. 2.4　滑移线理论Mayerhof等学者提出将贯入问题视为承载力问题,并采用滑移线理论来解决[23].K oum oto曾运用它对与静压桩类似的静力触探贯入问题用差分法进行了三维分析[24].虽然本方法在数学上简便,但似乎可靠性不高,因而采用的人也不多.2.5　模型槽试验由于对土体中静力贯入问题的严格分析难度较大,所以人们纷纷借助于模型槽试验[23],以建立贯入阻力和土体性质之间的经验关系式.上述经验关系可分为三类:①与相对密度的关系;②与摩擦角的关系;③与状态参数的关系.模型槽试验中,一个重要的问题是土体位移和应力及超孔压的量测.人们已在这方面取得了许多实际经验.Banerjee[26]在桩体上安装摩擦力和侧压力测量元件,测定模型槽中桩体贯入过程中的应力.至于土体位移的量测,刘祖德等[27]提出了显微镜跟踪法,应用于模型试验中.河海大学岩土工程研究所已于1996年建造起一座大型多功能模型试验槽,尺寸为3m×2m×3m,侧面设有有机玻璃观察窗.丁佩明[28]利用该模型槽进行了砂土中的静压桩试验,通过在土体中按一定的距离在垂直于试槽玻璃方向埋设长度小于5mm的大头针,取得了有关压桩产生的土体位移的一些成果.由于模型槽尺寸有限,土体、桩体均按比例缩小,因此所得结果与现场实际将有出入.因为试验结果依赖于模型槽的尺寸和采用的边界类型,试验值和现场实测值之间的差别将十分显著.虽然模型槽试验广泛用来得到贯入阻力和土体性质之间的关系,它仍具有以下一些不足之处:①模型槽尺寸有限,因此,在未对其结果作修正之前,无法应用于工程实际;②在建立基于模型槽试验结果的关系式时,土体刚度常被忽略;③一种土体中所得的模型关系式不能直接用于另一种土体;④模型缩小之后,土体自重的影响与实际情况不符,因此只能作为定性分析,而无法得到精确的定量成果.3　对饱和粘土中静压桩的沉桩机理及挤土效应研究的展望对以上各种沉桩贯入研究方法的分析可知,静压桩沉桩机理与挤土效应的研究涉及以下方面:①桩侧土压力(包括径向压力σr,侧壁摩擦力τr z)的分布问题;②土体中应力大小和分布;③超孔隙水应力的大小和分布;④土体位移和影响范围,⑤桩周土体密实度的变化.在上述方法中,极限承载力理论过于简单;应变路径法则过于复杂,较少有人采用;有限元模拟的力学原理清晰,但其模型参数难以确定;圆孔扩张理论则是几种理论中应用最广的方法,它抓住了问题的本质,可以较好地模拟沉桩过程土体的侧向扩张,且使用方便,但同时,该方法也有其不足之处,主要体现在其不考虑竖向坐标的影响,将空间柱体的扩张简化为平面应变问题.其解答,若应用于旁压仪等竖向坐标影响很小的问题分析是合适的,但对于静压桩贯入这种空间课题,不加讨论即将z坐标忽略,势必带来理论和结论上的偏差.因此,可以从理论分析出发,汲取CE M的合理内核,并对其加以改进,从土体非线性、桩土共同作用、空间性等方面对静压桩的沉桩机理及挤土效应的最本质的特性进行分析,而对于大变形问题,则有待今后进一步的研究.经典的平面圆孔扩张理论对静压桩沉桩进行模拟时,为便于推导,均假设问题为平面应变情况,即孔壁内压沿深度保持不变,同时忽略孔壁摩擦力,土体中应力与z坐标无关.这种假定不但忽略土体自重的影响,而且忽略孔壁压力和摩擦力随深度的变化,所求得的位移、应力和超孔压值也与z坐标无关.对于桩长不大时,z坐标的影响有限,但对于桩长为20～30m的长桩,z坐标的影响不容忽视.许多研究者已逐渐注意到这个问题.大量的实测资料表明,桩体或触探仪贯入过程中,不但桩壁侧压力,而且桩侧摩擦力亦随深度变化.美国麻省理工学院的Azzouz[29]和Mas ood等[30]分别采用P LS(piezo2lateral stress cell)和CPT(cone pene2 tration test)对沉桩过程中侧壁应力σr,τrz和超孔压Δu进行量测,发现它们沿桩长呈线性增大分布.因此,对饱和粘性土中静压桩的沉桩机理及挤土效应进行空间理论分析,将具有十分重要的理论意义和工程价值.其具体实施可按如下步骤进行:首先在平面应变圆孔扩张理论的基础上,建立空间的平衡微分方程组;然后通过室内和现场试验实测数据的分析,确定其应力边界条件;通过寻找适当的应力函数,推导出上述问题的弹性区的应力、位移、超孔压解析解空间轴对称解答,在塑性区采用M ohr2 C oulomb屈服准则,求解方程组,推导出桩侧塑性区应力、位移、超孔压解析解;通过静压桩离心模拟试验,模拟土体竖向自重的影响,测定压桩产生的土体位移、超孔压实测值,并与上述理论值相比较,检验是否满足公式的规律性,并建立反映整个土体位移、超孔压理论计算公式;利用工程实测数据,检验上述理论公式的正确性;采用“位移边界”有限元对离心模拟试验进行数值分析,并将有限元计算值、实测值和理论公式计算值进行对比;进一步对理论公式进行验证,从而得出较为合理的结论.本文作者已经在这方面开展了大量的工作,得到了较为合理的结果[31].4　结　语通过静压桩沉桩机理和挤土效应研究历史和研究方法的分析,本文提出的在平面圆孔扩张理论基础上发展空间轴对称解析方程,并结合有限元分析和静压桩离心模拟试验相互论证考虑问题的空间性的方法,相对于平面分析更具现实意义.该课题在以后的发展中可以将“大变形”和“损伤”等概念引入研究中.饱和粘土中静压桩的沉桩机理及挤土效应问题的解决,将有助于对静压桩的施工影响范围进行评估,从而为设计和施工提供更好的依据,带来良好的经济效益.并且,其空间应力、位移、超孔压解答还可应用于静力触探应力分析、孔压触探、桩基承载力分析等相关课题中,具有广泛的工程应用前景.因此,对饱和粘土中静压桩的沉桩机理及挤土效应开展一系列深入的研究是十分有益的.参考文献1　《桩基工程手册》编写委员会.桩基工程手册.北京:中国建筑工业出版社,19952　C ooke R W,Price G,T arr K.Jacked piles in London clay:a study of load trans fer and settlement under w orking conditions.G eotechnique,1979,29(2):113～1473　施鸣升.沉入粘性土中桩的挤土效应探讨.建筑结构学报,1983(1):60～714　Vesic A S.Expansion of cavity in in finite s oil mass.Jour S oil Mech F ound Div,ASCE,1972,98(3):265～289(下转第59页)c.在2,3坝段钻孔或灌浆过程中,孔壁、孔底页岩发生软化、泥化,造成孔壁塌孔,影响钻灌,且因泥化页岩易堵塞岩层裂缝,影响灌浆质量.采用改性水泥后,由于它对页岩的渗透被覆作用,使页岩不再软化和塌落,提高了钻灌速度和灌浆质量.国内湿磨水泥、Cx灌浆水泥等超细水泥的应用,除上面提到的新安江水电站外,在三峡一期工程、五强溪水电站、清江隔河岩水电站、基院寺水库、黄河上的公伯峡水电站、黄山脚下的毛坦砌石拱坝等工程的帷幕灌浆、固结灌浆、接缝灌浆和漏水处理施工中得到了应用.改性灌浆水泥的开发,由于其基本性能较其它超细水泥要好,在某些方面已超过化学灌浆材料,灌浆工艺也较简单,随着今后不断试验研究,在水利水电工程施工中将会得到更广泛的应用.参考文献1　刘英伟.日本超细水泥灌浆技术发展状况.水利水电钻探,1991,(1)2　谭洪.新安江水电站大坝二、三坝段帷幕补强新材料的应用.水利水电钻探,1993,(1)(收稿日期:19980518　编辑:马敏峰)(上接第41页)5　Butterfield R,Banerjee P K.The effects of pore water pressures on the ultimate bearing capacity of driven piles.In:Proc2nd S outh East Asian Regional S oil Mech F ound Engrng,T yky o, 1970.385～3946　Carter J P,Booker J R,Y eung S K.Cavity expansion in cohesive frictional s oils.G eotechnique,1986,36(3):349～3587　Randolph M F,Carter J P,Wroth C P.Driven piles in clay—the effects of installation and subsequent cons olidation.G eotech2 nique1979,29(4):361～3938　Salgado R,Mitchell J K,Jamiolkowski.Cavity expansion and penetration 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around a driven pile.In:Wittke ed.Proc3rd Int C on f Numer Meth G eomech Aachen.R otterdam:Netherland Press,1979.1053～105919　S ikora Z,G udehus G.Numerical simulation of penetration in sand based on FE M.C omputers and G eomechanics,1990(9): 73～8620　K iousis P D,V oyiadjis G Z,Tumay M T.A large strain theory and its application in the analysis of the cone penetration mechanism.Int Jour Numer Analy Methods G eomech,1988, 12:45～6021　谢永利.大变形固结理论及其有限元分析:[博士学位论文].杭州:浙江大学,199422　鲁祖统.软粘土地基中静力压桩挤土效应的数值模拟: [博士学位论文].杭州:浙江大学,199823　Mayerhof G G.The ultimate bearing capacity of wedge2shaped foundations.In:Caquo A ed.Proc5th ICS MFE.Paris:Dunod Press,1961.105～10924　K oum oto T,K aku K.Three2dimensional analysis of static cone penetration into clay.In:Verruijt A,et al,eds.Proc2nd Europ Symp Penetration T est.Amsterdam:Netherland Press,1982.635～64025　陈维家,陈映南.砂土静力触探机理分析,岩土工程学报,1990,12(2):64～7226　Banerjee P K,Davis T G,Fathallah R C.Behavior of axially loaded driven piles　Chapter7.In:Banerjee P 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It is considered that the establishrment of a flood control system for the Huaihe River is the premise of sustainable development of the Huaihe basin.The strategy of harnessing the Huaihe River inv olves overall and long2 term planning.Suggestions are put forward about flood retarding and discharging,regulation of flood plains,urban flood control and utilization of waterfront.It is als o suggested that the long2term strategic plan for the Huaihe River regulation should be formulated without delay.K ey w ords　Huaihe River;river regulation;river planning;flood plain;sustainable developmentScientific R esearch in Three G orges Project and Application of R esearch AchievementsΠDai Huichao (China Yangtze Three Gorges Project Development Corporation,Yichang,Hubei443002)Abstract　A brief introduction to scientific research in the Three G orges Project(TG P)and the applications of research achievements is given,which include treatment of newly slited layer on the foundation of the first stage earth2rock cofferdam,dum ping bottom technique of river closure in deep water,construction of cut2off walls in the second stage earth2rock cofferdams,32D com puter simulation of river closure,concrete casting alternatives and selection of major construction equipment for the second stage construction optimization of durability of raw materials of concrete,deep sliding resistance and stability of the intake dam section,the section of the intake of the power station,the intake penstock of the power station, lay out and hydraulics problems of shiplocks,stability of high slopes of shiplocks,and optimization of the system structural anchor bars to reduce the risk of cracking in the concrete wall and700MW turbine generator units.K ey w ords　cofferdam;river closure;concrete construction;shiplocks;high2slopes;turbine generator units;TG PA B rief I ntroduction to T aiw an W ater ConservancyΠNiu Zhan(Hydrologic Bureau o f YRCC,Zhengzhou 450004)Abstract　According to a preliminary investigation about T aiwan water conservancy,this paper introduces the features of rains and river floods,the policies for constructions of projects with em phasis laid on water res ources development and distribution and flood prevention,the measures to handle river sediment,the general concept of water conservancy planning and environmental protection,etc.in T aiwan.It can be seen that,on the basis of its great success,T aiwan water conservancy keeps the situation of continual construction and that efforts are still being made to deepen management as the economy develops and the demand rises.K ey w ords　water conservancy construction;water conservancy project;water res ources;flood control; sediment;environment water conservancy;T aiwanR evie w of Penetration and Soil Compaction E ffect of Pile Jacks in Saturated ClayΠChen Wen,et al(College o f Civil Engineering,Hohai Univ.,Nanjing210098) Abstract　Reviewed are five methods for the analysis of the penetration of jacked2in piles,namely,cavity expansion method,strain path method finite element method,slip line method and calibration m odel test.A fter analysis,it is pointed out that it is m ore rational to adopt sub2statical spatial axisy numerical formulas based on traditional plane2strain cavity expansion method in the analysis.A fter spatial closed2form s olutions are obtained for s oil m ovements,stresses and initial excessive pore pressures generated durihy pile penetration are found out. It is suggested that finite element analysis together with centrifugal m odel test be used in verifying the results.K ey w ords　saturated clay;jacked2in pile;s oil com paction effect;cavity expansion methodApplication of GPS T echnique in River Closure of Three G orges ProjectΠHu G uangyang(Surveying and Mapping Technique Company,China G ezhouba Group, Yichang City,Hubei Province,443002)Abstract　The success ful control survey and underwater topography survey are introduced for the2nd stage cofferdams with G PS technique,with em phasis laid on the application of real2time diffrence G PS in the underwater topography survey.The problems of large loads of w ork and high technical requirement of the project are s olved, and the essential technical data for the river closure of the Three G orges Project are provided.K ey w ords　G PS technique;control survey;underwater topography survey;navigation guide;digital mapping。

静压桩挤土效应及防治方法研究

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。

静压桩挤土效应及施工措施研究

静压桩挤土效应及施工措施研究静压桩是一种常见的地基处理方法，具有施工噪声小、振动低、速度快等优点。

然而，静压桩施工过程中的挤土效应问题也备受。

挤土效应不仅会对周围环境造成一定的破坏，还会影响桩基工程的施工质量。

因此，研究静压桩挤土效应及采取相应的施工措施具有重要意义。

本文采用文献综述、实地调查和实验测试相结合的方法进行研究。

通过文献综述了解静压桩挤土效应的基本理论和研究现状；通过实地调查掌握静压桩施工过程中的挤土效应情况；通过实验测试探究挤土效应对桩基工程质量的影响，为采取相应的施工措施提供依据。

挤土效应是指静压桩施工时，桩周土体在桩轴向压力作用下产生变形、位移和扰动，导致桩周土体对桩产生向上的挤压力。

挤土效应对桩基工程的影响主要体现在以下几个方面：对周围环境的影响：挤土效应会导致周围土体位移和变形，影响周边建筑物的安全。

对桩基工程质量的影响：挤土效应会使桩周土体对桩产生向上的挤压力，导致桩身产生上浮现象，影响桩基工程的稳定性。

对施工进度的影响：挤土效应会使施工受阻，延误工程进度。

针对挤土效应对桩基工程的影响，提出以下施工措施：改变压桩顺序：采取跳压法、间歇压桩法等措施，减小挤土效应。

使用低等级别的桩帽：通过降低桩帽的刚度，减小挤土效应。

合理设置排水设施：在施工过程中设置合适的排水设施，降低地下水位，减小挤土效应。

加强现场监测：施工过程中加强桩顶位移、地下水位等参数的监测，以便及时采取相应措施。

本文通过文献综述、实地调查和实验测试等方法，对静压桩挤土效应及施工措施进行了研究。

结果表明，挤土效应对桩基工程的影响主要体现在周围环境、桩基工程质量和施工进度等方面。

为减小挤土效应，可采取改变压桩顺序、使用低等级别的桩帽等施工措施。

未来研究方向应包括进一步完善挤土效应的理论模型、开展更加系统和深入的实验研究以及优化施工工艺等方面。

本文通过对钻孔桩泥皮土与桩间土性状的试验研究，详细探讨了其性状特征及影响因素。

沉桩挤土效应

沉桩挤土效应Value Engineering 1沉桩机理静压桩以其施工速度快、工效高、振动小、无噪音、承载力高、接桩方便等优点在工程实践中得到了广泛的应用。

但是静压桩属于排土挤土桩，施工中伴随挤土效应，这对环境影响较大。

沉桩机理简述如下：贯入力的增加，桩尖处土受压，产生压缩变形，土的应力达到其抗剪强度时，桩端土体形成滑裂面向桩周滑动，桩刺入下部土体，贯入力的增加使桩体不断进入土体，最终压入设计标高。

分析可知，沉桩实质可以看作是在荷载的作用下，桩端扰动不断破坏桩体最终就位过程。

2挤土效应对环境的影响静压桩沉桩过程产生的挤土效应主要表现为桩周土体的破坏，并伴随位移和挤压应力。

在饱和粘土中压桩对周围环境主要有以下影响：桩侧土体被挤密，后期施工的桩就位困难；桩侧土体产生较大的水平位移，临近建筑物地基基础破坏，一些市政设施，如地下管线断裂或不能正常使用；侧向应力的存在会使桩周土体产生竖向隆起，使邻近桩上浮；压桩侧向应力的产生，使桩周土体的超孔隙水压力升高，有效应力减小，桩的承载力降低；土体扰动与重塑，其工程性质改变；土体再固结，桩间土体产生压缩变形，桩侧受到负摩阻力。

土体的固结作和触变性使土体的强度逐渐提高，桩的承载力有时效性。

3单桩挤土效应的研究方法常用的分析单桩挤土的方法主要有圆孔扩张理论、应变路径法、有限元法、滑移线理论和模型槽试验五类。

3.1圆孔扩张理论圆孔扩张理论分为圆柱形孔扩张理论和球形孔扩张理论。

球形孔扩张理论将桩尖对土体的刺入视为桩尖部位球形孔扩张，桩尖部位由初始半径不断扩张直至桩体半径。

桩尖的下沉视为一系列球形孔连续向下并伴随扩张的过程。

圆柱形孔扩张理论将桩体就位视为无限土体中具有初始半径的无限长柱形孔在内压力作用下不断挤压扩张至桩体半径的过程，将沉桩作为平面应变问题求解。

圆孔扩张理论将沉桩视为平面扩张问题，可以较好的解释分析桩位处桩孔的形成过程，对桩侧土体的应力和位移分析简单有效，无法对桩端土体随桩的贯入而逐渐破坏的过程进行分析。

静压管桩挤土效应分析及控制措施探究

静压管桩挤土效应分析及控制措施探究摘要：当前，社会各界对静压桩挤土效应带来的各种问题越发关注，本文从静压桩挤土效益机理出发，重点介绍了施工中挤土效应的控制措施，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：静压管桩；挤土效应；控制静压管桩于上世纪50年代初在我国部分沿海地区首用，因具有施工无噪音、无废气、无振动、无冲击力、无泥浆、排放管桩质量可靠、施工速度较快等优点，目前已成为商品房建设中最常用的桩基形式。

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近建（构）筑物的表面开裂及结构破坏、道路隆起、地下管线断裂等工程事故的发生。

现结合实践经验，就静压管桩挤土效应及其对周边建筑物的影响以及相关控制措施进行粗浅探讨，以供参考。

1挤土效应机理2 挤土效应控制措施2.1 设计要点在设计时，可采用大排土量的空心管桩以及承载力高的长桩，以扩大桩距，减少桩数，利用桩内土芯减少桩的挤土率，从而降低沉桩引起的超孔隙水压力值和地基变形值，缩小其影响范围，尽可能加大沉桩区与邻近建筑物之间的距离。

桩尖设计应尽可能采用开口桩尖，减小桩的上浮机会，缩小其影响范围等。

2.2 施工要点2.2.1严格控制沉桩速率应根据挤土过程中遇到的不同情况控制沉桩速率。

沉桩速率对土体变形的影响作用主要来自于超静孔隙水压力，而土中应力的传递与超孔隙水压力的消散却需要一个时间过程。

压桩时，超孔隙水压力增长速度比其消散速度要快得多，而在压桩间隙，超孔隙水压力会明显回落。

因此，控制沉桩速率对于保护邻近建（构）筑物与地下管线不受损坏极为关键。

施工中，应有计划地控制单桩一次性压入时间及每日压桩数量，不能一味求快，为方便土体受挤压后向外缓慢扩散，每日施工成桩数量以10根之内为宜。

2.2.2合理地安排打桩顺序2.2.3预钻孔取土打桩2.2.4 设置排水砂井或塑料排水板以上仅为一些常用措施，当然，在采取保护措施时，为及时掌握周围被保护建筑物的反应，还须进行现场监测，从而随时调整打桩的具体方案。

静压预应力管桩施工中的挤土效应与控制

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。

静压开口管桩沉桩挤土效应机理探讨

（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
ＬＯＷＣＡＲＢｏＮＷｏＲＬＤ２０１３，５
（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 — ２１ｄ。
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５００ｔ。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
ＬＯＷＣＡＲＢＯＮＷｏＲＬＤ２０１３，５

静压桩沉桩挤土效应研究及实测分析

静压桩沉桩挤土效应研究及实测分析静压桩具有桩身质量易于保证和检查，价格相对较低，以及施工工效高、无泥浆和噪音污染等优点，目前已成为我国工业与民用建筑中，特别是软土地基上各类建筑中广泛采用的桩型之一。

但静压桩也有其相对缺点，那就是它属于排土置换桩，容易对周边环境造成不利的影响。

随着人们环保意识的不断增强，对静压桩挤土效应带来的各种问题也越来越引起人们的重视。

本文在总结国内外众多学者研究的基础上，主要作了以下工作。

1．本文在Vesic孔扩张理论的基础上，推导了Tresca材料和Mohr-Coulomb材料具有初始孔径的孔扩张理论统一解析解；对于具有软化特性的Tresca材料，假设软化曲线为双曲线型，推导了孔扩张理论的统一解析解。

2．探讨了柱孔扩张时初始孔径率、软化系数对Tresca材料应力场、位移场的影响规律。

孔扩张过程中，随着初始孔径率的不断增大，塑性区半径、径向位移、径向应力及最终扩孔压力不断减小；随着软化系数的不断增大，径向应力及最终扩孔压力不断增大。

3．探讨了柱孔扩张时初始孔径率、软化系数对Tresca材料超静孔隙水压力的影响规律。

随着初始孔径率的不断增大，超静孔隙水压力不断减小，影响半径也不断减小；具有软化特性的Tresca材料，塑性区超静孔隙水压力主要决定于软黏土的软化系数、塑性区半径以及破坏时的孔隙水压力系数等；随软化系数的不断增大，塑性区超静孔隙水压力不断增大，弹性区超静孔隙水压力则与软化系数无关。

4．对三里亭南区R10组团沉桩工程实测土体水平位移和超静孔隙水压力作了分析，得到一些具有工程意义的经验和规律。

5．在三里亭南区R10组团沉桩工程实测超静孔隙水压力的基础上，分离出单桩沉桩时产生的超静孔隙水压力，并对单桩产生的超静孔隙水压力实测值、理论值作了对比分析。

静压桩施工沉桩阻力及沉桩挤土效应研究

静压桩施工沉桩阻力及沉桩挤土效应研究桩基础是土木工程常用的基础形式之一。

静压桩由于其诸多优点而在软土地基城市建设中获得日益广泛的应用。

然而,由于受桩型选择和设备选型等因素的影响,静压桩在施工前要对其沉桩阻力进行估算,评价沉桩可能性;另外,静压桩都是挤土桩,部分工程施工前要分析沉桩挤土效应的影响,并提出防护措施的建议。

从前人的探索可以看到,沉桩阻力和沉桩挤土效应涉及到多方面的理论,是非常复杂的。

虽然有不少学者提出了各自的见解,尤其在沉桩挤土方面,给出了不少计算方法或计算公式,但因受计算过程复杂,计算参数多且难以确定等不同因素的影响,迄今为止,还没有一个普遍适用的计算方法或计算公式来指导静压桩设计与施工,这也成了制约静压桩发展的主要因素。

本文本着“从实践中来,到实践中去”的原则,收集了大量的工程资料,进行了部分原型试验,在总结前人研究的基础上,运用理论分析、数值分析、计算机模拟等技术,对沉桩阻力和沉桩挤土效应开展了进一步的研究。

主要工作和取得的成果有:1.充分利用国内外已有研究成果,对沉桩阻力的影响因素及变化规律进行了详尽的研究,得出了以静力触探比贯入阻力作为主要参数的估算沉桩阻力的经验公式。

考虑到沉桩过程中土体被扰动,公式中引入了土体灵敏度的概念,并给出了上海地区常见粘性土层的土体灵敏度推荐值。

利用大量的工程实测资料和试验资料,对本文公式进行了验证,同时给出了估算后期沉桩阻力的方法,以及用其它参数估算沉桩阻力的公式。

2.建立了估算沉桩阻力的人工神经网络模型,用大量工程实测数据对模型进行了训练,并对拟合结果进行了验证。

分析表明,用人工神经网络模拟沉桩阻力简便可行,是有一种估算沉桩阻力的有效方法,可以与用经验公式估算的沉桩阻力相互补充,相互校核。

3.运用大量工程资料,得出了上海地区不同地层组合中静压桩沉桩阻力与单桩极限承载力的相互关系。

通过大量试验数据,从单桩承载力时效性的角度,给出了单桩极限承载力与沉桩阻力及休止期的相互关系。

静压桩挤土效应及防治措施研究

ａｅ。ａｄｔｅｂｏｎｏｆＴｈｓｐｐｒｍａｓａｓｍｐｅａａｙｓｓｏｈｏｐｃｉｆｅｔｂｔｎｏｂｒｋｅｆ．ｉａｅｋｅｉｌｎｌｉｆｔｅｃｍａｔｎｇｅｆｃｙｓａｃｐｌｎｇａｄｔｖｌｍｅｆｔｔｙｏｆｃｍｐｃｉｆｅｔａｉｓ；ｔｅａｙｅｔｆｉｉｎｈｅｄｅｅｏｐｔｎｔｏｈｅｓｕｄｏａｔｎｇｅｆｃｔｆｒｔｈｎａｎｌｚｓｔｅｈｎｓｏｏｉｄｓｌｃｍｅｂｉｆｙ，ａｓｈｅｍｃａｉｍｆｓｌｉｐａｅｎｔｒｅｌｌｏ，ｓｖｅａｍｅｈａｉａｐｏｅｓｃｃｒｎｅｒｌｃｎｃｌｒｂｌｍｏｎｅｎｉｇｔｏｐａｔｎｆｅｔａｅｓｕｅｎｄｔｉ；ｉｈｅｅｆｔｐｅ，ｔｕｔｒｓｒｓｏｕｎｈｅｃｍｃｉｇｅｆｃｒｔｄｉｄｉｅａ１ｎｔｎｄｏｈｅｐａｒｈｅａｈｏｏｔｔａｄｓｍａｉｅｅｅａｐａｎｇｎｅｒｎｇｍｅｓｒｓｉｅｉｎａｄｃｎｓｒｔｏｏｒｅｃｎｕｍｒｚｓｓｖｒｌｐｏｕｌｒｅｉｅｉａｕｅｎｄｓｇｎｏｔｕｃｉｎｆｒｄｕｉｇ
桩挤土效应研究的发展及现状，析了土体位移机理，就挤土效应所涉及的几个力学问题进行了较详细地分并
分析，结了现有的减少沉桩挤土效应的设计和施工两方面的工程措施。结合工程实例，明采取综合预防总说措施的有效性，提出一些合理化建议。并

静压桩沉桩挤土效应分析

静压桩沉桩挤土效应分析静压桩因具有无噪音、无振动、无冲击力,施工应力小等诸多优点而得到较广泛的应用。

但是,静压桩同时是一种挤土桩,而且随着高层建筑物的大量兴建,建筑群密集,沉桩产生的挤土效应会对周边环境造成不利影响,严重的可能造成邻近建筑物的开裂、道路隆起以及地下管线断裂等工程事故。

因此有效地预估静压桩产生的挤土效应具有非常重要的工程意义。

静压桩施工对周围环境影响的分析方法,主要有小孔扩张理论和数值模拟的方法。

本文在参考大量文献的基础上,系统地总结了小孔扩张理论的计算方法,阐述了基于Mobr-Coulomb屈服准则的圆柱形孔扩张理论的计算方法。

静压桩沉桩过程是一个稳态贯入过程,不同于一般的静力问题施工,也有别于打桩等动力问题,应该突出预制桩的贯入和挤土特征,一般可以采用三种方式来模拟桩的贯入:力贯入法、位移贯入法、孔扩张方式。

本文主要做了以下工作:(1)介绍本文的研究背景,总结了目前关于静压桩沉桩挤土效应的研究现状,提出本文要研究、解决的问题。

(2)本文用有限元数值模拟,分析位移贯入法是否能合理模拟桩的挤土效应。

首先分析单桩挤土效应,对不同位置、桩径、桩土模量比产生的水平及竖向位移场作对比分析,得出水平位移在径向位移绝对值最大值发生在距桩10 d;在深度方向位移的最大值在桩端以下4d处。

对于竖向位移,地表土体主要表现为竖向下沉。

桩体直径越大,沉桩产生的水平和竖向位移场越大;土体较硬时,竖向位移表现为隆起。

其次,分析了对于双桩和三桩的挤土效应。

通过有限元计算分析得出:对于双桩由于受已存在桩的遮帘作用,一区土体水平位移和竖向位移比其它两个区小许多;二区受已存在桩的影响限制了水平侧移,竖向隆起量加剧。

对于三桩,一区土体位移规律和双桩相同;二区由于有两根已压入桩的存在,土体水平位移和竖向位移相对三区的位移有所减小;三区的水平位移与双桩二区土体位移规律类似。

浅谈静压管桩挤土效应及处理措施

浅谈静压管桩挤土效应及处理措施近年来，挤土效应对周围工程环境产生了不良的影响，本文从减少排土量和降低超孔隙水压力以及加快超孔隙水压力的消散着手，介绍了静压管桩其存在的优缺点，并综述了其施工过程中的质量管理，而后结合工程实例，分析解决挤土效应的一些方法，最后总结结论。

通过诸多方法，可使静压管桩挤土所产生的不良影响，完全得到控制、减轻甚至消除。

标签：静压管桩;挤土效应;处理措施一、概述静压桩因施工时噪声小、无振动和无冲击力，且具有工程造价较低、长度易调整、施工速度快、压力值直观、现场简洁等优点，近年来在各类工程中被大量采用，特别是大吨位液压静力压桩机的应用，压桩力可达7000kN以上，使其适用性进一步提高。

然而某些静压桩工程未慎重考虑场地条件、地质情况和使用条件等因素，使得桩身质量问题时有发生，并有增加的趋势，应当引起有关部门的重视。

挤土效应的产生原因是：压桩入土时引起周围土体的超孔隙：水压力升高和向四周的消散，以及与桩体积等量的土体在沉桩过程中向桩周发生侧向位移和隆起。

此外，挤土还与土质、沉桩速率、流程和跟沉桩点的距离等有关。

二、静压管桩的优点2.1施工质量有保证静压法施工是通过压桩机的自重和桩架上的配重作反力将PHC管桩压人土中的一种沉桩工艺，在沉桩过程中，压桩力可直观、安全、准确地读出并自动记录下来，因而对桩承载力控制及判断精确度高;桩身质量及沉桩长度可用直接手段进行监测，人为干扰因素少，难以弄虚作假。

因此，静压法单桩承载力比锤击法可靠，沉桩质量深得业主的信赖，并大大地减轻了监理工作强度，消除了设计者的担忧。

2.2对周边环境无影响锤击法沉桩震动剧烈，噪音大，对周边环境影响大，这是锤击法的一大弊端。

而静压法施工，无震动，无噪音，很适合在市区及其他对噪音有限制的地点施工。

如在学校、医院、办公大院及住宅小区内外，精密儀器房附近区域内施工均可采用静力压桩，以使附近单位和居民的正常工作、生活环境不受噪音、震动干扰。