预应力混凝土管桩挤土效应的实例分析与防治措施
预制桩挤土效应的现场监测与防治措施
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。
减小预应力管桩挤土效应的措施
可 能产生不利影响 。本文提 出了几种可有效减小预应 力管 桩挤土效应的措施 。
桩应先打 ，远离 建筑物的桩后打 。管桩施工 时还应
综 合 采 取 跳 打 、 分 散 打 桩 、 分 区域 打 桩 等 措 施 。
【 关键词】预应力管桩 挤土效应 减小措施
２ ． 控 制 沉 桩 速 度 和 打 桩 数 量 当 沉 桩 速 度 过 快 时 ， 不但 会 使 土 体 中 的超 静 孔
时 ， 土 体 受 到 挤 压 时体 积 可 以 发 生 收 缩 ， 从 而 能 有
３ ． 设置 防挤土槽 、应力释放孔
为减 少 沉 桩 引 起 的 表 层 土 体 水 平 位 移 ， 可 在 沉 桩 区邻 近 防护 建 筑 物 和 地 下 管 线 前 ３ ｍ 左 右 处 ， 设 置 深 度 大 于 邻近 建 筑 物 基 础 和 地 下 管 线 埋 深 的 防 挤 土槽 。 饱 和 软 土条 件 下 管 桩 施 工 的挤 土 效 应 很 大 部 分
预 应 力 管 桩 施 工 的挤 土 效 应 可 能 引 起 周 边 市 政
效地 消减挤压应力 ，挤土 效应较 小。当桩周 土为饱 和 软土时，土体的孔隙基本被水 填满 ，土体 中的水 很难 及时排除，土体受挤压时体积收缩量很 小，同
时土 体 中 孔 隙 水 压 力 升 高 ，从 而 造 成 土 体 的 垂直 隆
可 压 缩 量 已经 很 小 ，打 桩 速 度 对 土 体 的 变 形 影 响 很
较深时 ， 由于预钻 孔取土 可能降低桩周 土的侧 阻力，
预 钻 孔 后 的单 桩 竖 向 承 载 力 特 征 值 一 般 应 通 过 静 载 试验确定 。 ５ ． 加 强沉 桩 过 程 的 挤 土 效 应 监 测 管 桩 沉 桩 过 程 中挤 土 效 应 监 测 包 括 监 测 土 体 水 平 位 移 、孔 隙 水 压 力 、地 下 水 位 、 地 面 变 形 及 周 边
预应力管桩工程应用实践中挤土效应的处理
某 结构 物改造 工程 为铁 路过 人通 道 。由 于是 旧结构 物改造 ，所 以必 须在 不影 响现行 通车条 件的情况 下进行 施工 。 本 工 程 基 础 设 计 采 用 １０ 根 ４ ５ Ｏ米 Ｐ Ｃ Ａ ０ ｆ６ １— ０１ ． ． 预 应 力 管桩 ， Ｔ — Ｓ０ ５ １． １ １ ０ ００ 采 用静压 法 ， 场地 工程地 质条 件如下 。
参 考 文 献
【 黎 勇．水 利工 程基础 防渗 处理 中高喷 灌 浆 １ 】
技 术应 用． 建材 ，０ ９ 四川 ２０ ．
一
１０ ０一
中 国新 技 术新 产 品
为 必须 在工程 中必 将产 生挤 土现 象 ，为确保 邻近 结 影 响范 围。 此 ， 预先 采取相 应合 理的 防 构物 和道路 管线 不受 影响 ，保证 桩基 工程 进 治措 施 。 展顺利 ， 施工 单位 采取 了如下 措施 ： ） （ 桩机 施 １ ４ 挤 土效 应的控 制措施 ． ２ ｆ压 桩施 工 前 应先 清 理表 层 杂填 土 ， １ １ 这 晨 土基 序号 名蒜 鼍基 土槌 力 值 桩周 蕾办棒 工 路线 的安排 已经考 虑尽量 减少 对周 围建 筑 特征 土晕 髭幢 土 层 摹 盅 《Ｍ ｝ ｌｈｍ ） （ Ｋｍ ） 的影 响 。ｆ 局部 采 取工 程桩 取 土 、 置 防挤 样 可增加 管 桩 中土塞 的高度 ，减 少施工 时 的 ２ ） 设 １ ｆ ） 蕊囊 土 沟、 应力 释放孔 等措施 。 施工单 位尽 管采取 了 挤 土效应 。 同时管 桩 内侧 摩阻力 加大 ， 提高 了 （， ｚ 括 土 以上 的预防措 施 ， 但效 果不 明显 ， 主要是 应 管桩 的单 桩承 载力 。（ 采用 排土 量大 的薄壁 这 ２ ） （） ， 张 大 口径 空心管 桩 。 根据结 构物 上部荷 载情况 ， 力 释放 孔 、 桩位 取土 的机械 选择不 合适 。 （） ● §舭 来 为 减少 土体 的挤 压最 有效 的方式 是采 用 同一 结构 物 的桩 可 选 用不 同桩 径 的 管桩 ， ｛） ５ 帖± １ ．＾ ，９ 螺 旋杆钻 机取 土 ， 土实实 在 在地取 出来 ， 把 机 减 少桩 数 ， 大桩距 。３ 用螺 旋钻机 预钻孑 扩 （采 ） Ｌ ２ 工 中出现 的问题 施 而施 工单位 采用 的是 正循 环钻 孔灌 注桩 泥浆 辅 助沉 桩法 来减 少桩 的排 土量 ，减小沉 桩 时 该 工程 从管 桩施 工开 始 ，至 ６ 根 桩时 ， 护壁 的成 孔方式 ，这 种方 式不但 没有 减少 土 对地基 土体 的挤 土影 响程度 ，以达到 降低超 ８ 产生 强烈 的挤 土效 应 ，东侧地 面 开始有 裂缝 体 的孔隙 水压力 ， ４ 】 － ， ￣ 土体 经这 样 扰动后 ， 而使 静孔 隙压力 的 目的。 （合理 安排 沉桩施 ｑＩ 反
工程地质知识：预应力管桩施工中有效减小挤土效应的措施
工程地质知识：预应力管桩施工中有效减小挤土效应的措施 1、设防挤沟防挤沟应在邻近周边建筑物或道路处没置，以减少压桩引起表层上的水平位移。
2、应力释放孔应力释放孔设计考虑周围建筑物及道路、管线等分布远近、对变形及沉降敏感性和场地内各公寓楼工程桩的布置密度等影响因素，布置应力释放孔。
应力释放孔应填充中粗砂至地面，利肘砂性土的强透水性，及时消散管桩施工过程中产生的超孔隙水压力。
3、预钻孔辅助沉桩采用先钻孔取土，再静力压桩。
具体做法是：选1根比桩径稍细的钢管，并将抱箍千斤顶的夹具改造成网弧形，以夹持钢管。
在钢管上每隔30cm水平焊1根钢筋防止下压时打滑。
施工时用圆弧形的夹具象压桩一样将开口钢管压下，下压的深度视土的坚硬程度而定。
然后拔出，在地面上敲打钢管倒出管内的积土，再下压、上拔，如此反复，使妨碍沉桩的坚硬土层变薄，再行压桩。
此时桩会被顿利压下。
4、压桩顺序在软土区域之中进行密集的打桩活动时，为防止土体位移，除了要按照从中心朝两段的方向进行外，还要分析所在区域地质状态。
大体分析桩的尺寸，要先进行深层次然后进行较浅显的。
对于不一样尺寸的要按先大后小的方向开展。
这样可以保证土层紧密，避免严重的位移现象出现。
5、合理安排压桩进度在软弱土地基中。
沉桩施工速度过快，不但增加超静孔隙水压力值，还使邻近土体因剪切而破坏，增加地基土体变位值，而且扩大了超静孔隙水压力和地基变位的范围，因此沉桩速度要合理。
6、特别注意事项在开展压桩活动的时候，对于附近的建筑体涵盖那些已经完工的桩基，要使用有效的位移以及下沉监测方法来分析。
对于桩上浮以及位移等的监测信息要认真的记录，细致的比对。
如果桩有非常显著的浮动的时候，表示其挤土效应的不利点已经出现了。
这时候要对其细致的调节，比如要放慢建设的速率。
预制桩挤土效应的现场监测与防治措施
预制桩挤土效应的现场监测与防治措施摘要:预制桩具有施工工期短、质量较直观以及无泥浆污染等优点，在沿海软土地区城市建设中应用已相当广泛。
但在城镇密集建筑群中间打桩施工时，对周围环境的具有很多影响，如负摩擦力、水平位移和上浮等。
本文介绍了预制管桩施工监控技术与防护措施的效果分析。
关键词预制桩挤土效应现场监测环境影响防治措施1引言随着城市基本建设的发展，城市中的建（构）筑物、道路越来越密集，且大量的市政设施埋置在地下，如污水渠道、煤气和供水供电系统、通讯系统等等。
预制桩由于具有施工工期短、质量较直观以及无泥浆污染等优点，在沿海软土地区城市建设中应用已相当广泛。
图1 软土中打桩产生的挤土效应预制桩属挤土桩，在沉桩过程中，桩周表土体会隆起，桩周土受到强烈挤压扰动，土体结构被破坏。
尤其是在饱和软土中沉桩，在桩表面周围土体中产生很高的超孔隙水压力。
当桩贯入土中时，桩尖周围的土体被排挤，就会出现竖直方向和水平方向位移。
在城镇密集建筑群中间打桩施工时，对周围环境的影响主要表现在以下4个方面：沉桩时桩周土体被挤裂；沉桩使桩周土体中的应力状态发生改变；沉桩过程中桩周土体被重塑和扰动，土的原始结构遭到破坏，土的工程性质与沉桩前相比有很大的改变；沉桩后桩周土体再固结，可能使桩侧受到负摩阻力的作用[1,2]。
另外，沉桩产生的土体挤压与超静孔隙水压力还将使已施工就位的桩产生水平位移和上浮，继而造成桩基质量事故（图1）。
大量土体的移动常导致领近的建筑物开裂、倾斜、道路路面损坏、水管爆裂、煤气外泄、边坡失稳等一系列事故[3]。
由于我国东部沿海地区用地紧张，在密集建筑群中建造建（构）筑物，挤土桩施工所造成的邻近建筑物和地下公用设施破坏的事例就会时有发生，因此挤土桩施工对周围环境的影响问题必须引起重视。
本文介绍在我国东部某市安置房小区进行的预制管桩施工监控技术与防护措施的效果分析。
2预应力管桩施工对周边环境的影响和防挤措施2.1 对周边环境产生的影响预应力管桩为挤土型桩，沉桩使桩周土体结构受到扰动，改变了土体的原始应力状态，产生挤土效应，如施工安全措施不严密，其施工可能会给周边环境造成一定程度的影响，主要表现在以下几个方面[4,5]：（1）压桩使土中产生超静孔隙水压力，造成土体破坏，或者向远处传播，造成周围一定距离的土体垂直隆起和水平位移。
管桩挤土效应的预防措施
的桩 ， 由深及浅 ； ④先沉设长度大 的桩 ， 由长
及短 。
（ ）控 制 沉桩速 率 和 日沉 桩 量 。由 于土 ４ 体 挤压 产生 的超 孔 隙水压 力有 一个 消 散 的过 程 。 了使超 孑 隙水压 力 的增加 不致 过大 ． 为 Ｌ 宜 对 沉桩 速率 有所 控制 ．避 免在 较 短时 间 内连
移 和桩 身翘 曲折 断等质 量事 故 ；同时还 会使 相邻 建 筑物 的基 础 、 下管 线 、 路 等发 生不 地 道 均 匀变形 ， 以致 损 坏 。因此 ， 在工 程 实践 中需 要对 管桩 的挤 土效 应采 取有 效 的预 防措施 。
２ 预 防措 施
的沉 桩顺 序 ，其原 则 为 ： 从 中 间 向 四周 沉 ① 设 ， 中至外 ； 从 靠近 现有 建筑 物最 近 的桩 由 ② 位开 始沉 设 ， 由近 至远 ； 先 沉设 人 土深度 深 ⑧
钻孑 的孔 径 约 比桩 径小 ５ ～ Ｏ ｍｍ ，孑 深一 Ｌ ０ ｌＯ Ｌ 般宜 为桩 长 的 ｌ３ ｌ２ ／～ ／ 。
到破坏 ．Ｌ 孑 隙水 压力 升高 ， 未破 坏 的土体 也会 因孑 隙 水 压力 的不 断传 播 和 消 散 而蠕 变 ， Ｌ 导 致 土体 产生垂 直 隆起 和水平 方 向的位 移 。这
续 沉设 大 量 的桩 ． 日沉桩 量 一般 控 制在 １ ～ ０
２ ０根
由于管桩 沉桩施 工 过程 中产 生 的挤土 效
应对 周 围土体 、建 筑物 及地 下管 线等 设施 产 生 了不利 影响 ． 为避 免危 害 ， 必须 采取 下列 措 施来 减弱 沉桩 所产 生 的挤土 效应 ：
将会 造 成近邻 已沉桩上 浮 ， 桩端 被 “ 悬空 ” 致 ， 使 桩的 承载力 达 不到设 计要 求 ；造成 桩 位偏
静压预应力混凝土管桩挤土防护施工实例
静压预应力混凝土管桩挤土防护施工实例2014-01-20 08:49 专业分类：岩土工程浏览数：2074结合太仓上海广场大楼主楼工程桩实例，简要介绍了静压预应力混凝土管桩挤土防护的方法及主要技术措施。
1 概述静压预应力混凝土管桩具有质量稳定可靠、造价低、工期短、施工工艺简单、无噪声、无振动、无泥浆等特点；并且在施工过程中，自始至终能够显示和记录压桩力，可定量观察整个沉桩过程，桩的承载力能够得到保证，所以在目前的民用和工业建筑基础工程中得到了越来越广泛的应用。
但由于混凝土管桩的挤土效应，如处理不当会引发地面隆起、桩产生水平位移或挤断、邻桩上浮、对周边建筑构作物和地下设施产生破坏等问题。
本文简要介绍静压预应力混凝土管桩挤土的防护方法和措施。
2 工程概况2．1 一般概况拟建太仓上海广场位于太仓市上海路与太平路交叉口东南角，总用地面积8452m ，总建筑面积43987m 。
拟建建筑物包括办公楼l幢18～19层，酒店公寓l幢16418层，3层商业裙房及l层地下车库。
主楼(18419层办公楼)工程桩采用静压预应力管桩，工程桩的相关数据见表1。
实例.JPG2．2 周边环境及管线情况拟建场地北侧为上海路，西侧紧临太平路，马路人行道下埋有管线，地下室边界线离建筑红线仅3．0444．49m，建筑红线外即为马路人行道；东侧为尚未开工的待建场地；南侧紧靠居民住宅楼，地下室边界线离居民住宅楼仅4．45～10．49m。
2．3 工程地质及水文地质概要2．3．1 场地工程地质条件本工程室内地坪标高±0．000相当于黄海高程3．700m。
自然地面相对标高约为-1．300m。
场内土层地质条件分布如表2所示。
实例1.JPG2．3．2 场地水文地质条件场地勘探深度内对工程有影响的地下水为上部孔隙潜水和下部微承压水。
(1)孔隙潜水。
孔隙潜水主要赋存于浅部粘性土及③层粉砂中，粘性土的导水性及富水性较差，③层粉砂的导水性及富水性相对稍好，受大气降水人渗和部分侧向径流补给，以地面蒸发为主要排泄方式。
预应力混凝土管桩挤土效应的实例分析与防治措施
预应力混凝土管桩挤土效应的实例分析与防治措施摘要：本文以实际案列分析了预应力混凝土管桩在施工过程中的挤土效应现象，通过群桩施工产生的桩位上浮、侧向位移以及对周边环境的影响，总结出了预应力混凝土管桩在群桩施工时减小挤土效应的施工方法与防治措施。
关键词：预应力混凝土管桩挤土效应防治措施引言预应力混凝土管桩具备桩身强度高、单桩承载力强，施工速度快，工业化生产的特点。
同时，相较于成孔灌注桩，它的造价更低，现场安全文明施工效果更好，故预应力混凝土管桩在沿海地区及软土地质工程中得到广泛应用。
但其产生的挤土效应对自身沉桩质量及周边环境造成的不利影响不容忽视，在施工过程中应选择合理的施工方法，并采取预防挤土效应的相关措施。
1 浅析预应力混凝土管桩挤土效应的特点预应力混凝土管桩沉桩是一个非常复杂的过程，由于桩自身的体积占用了土体原有的空间，压缩了土体体积，破坏了自然土体环境平衡。
根据土体圆周扩散的理论，我们可以发现后期土体应力释放与桩周土的含水率、饱和度相关，由于地下土质不均匀分布及含水率差异，因此产生的应力场很难得到一个准确均匀的数值。
故当土体应力不规则释放时，极易出现地基土体向上隆起和侧向土体位移，造成对周边环境的扰动，同时也对工程桩造成上浮，偏位的不良情况，直至土体应力释放完成前，均会存在主体结构开裂的质量隐患。
2 工程实例分析与防治措施2.1、工程概况昆明市西山区某大型文化旅游城项目，分为星级酒店、商业综合体、娱乐旅游场馆、别墅公寓、大型住宅小区等多个业态，整体建筑面积约220万平米，项目所在地位于原滇池回填区，地下土质情况较为复杂，属于软弱土地质，根据工程条件，本项目多个地块的桩基形式均为预应力混凝土管桩，为摩擦端承型桩，设计参数为PHC-500-AB-125-30m，桩端进入持力层深度不小于1米，以终压力值与桩长为双控指标，但以控制桩长为主。
桩身强度C80，设计采用封口型十字钢桩尖。
2.2、案例一本工程A4地块拟建一栋单体公寓及附属地下停车场，总建筑面积约1.38万平米，地下1层，地上12层，建筑高度43.05米，结构形式为框架剪力墙结构。
关于软土地基静压预应力管桩施工的挤土效应及预防措施
关于软土地基静压预应力管桩施工的挤土效应及预防措施在已建的规划区内进行项目扩建工程，软土地基的桩基工程施工必须要严格防止因群桩施工的挤土效应而造成对临边已建构筑物或装置设施的破坏。
宁波万华二期工程煤气化区域桩基工程施工中，由于采取应力消散沟和消散孔及沉桩方向、沉桩速率等有效的预防措施，挤土效应得到有效控制，并保证了河边蒸汽管廊的安全。
Key words：soft ground；soil squeezing effect；stress dissipate hole1.地质情况根据地质勘察报告，场地岩土层分布从上到下分别为：2.挤土效应介绍桩基施工中桩尖处土体冲切破坏，挤压桩周土体形成具有很高孔隙水压的扰动重塑区，其厚度为0.5～1.5倍桩径。
在很强的挤压作用下，被扰动和重塑并变得密实，浅层土会向上隆起，要靠消散孔隙水压力，使紧贴桩身的扰动重塑区产生再固结而逐渐恢复土体的抗剪强度后形成在沉桩过程中，相当于桩体积的土体向四周排挤，土体破坏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，桩周土体接近于“非压缩性”，产生较大的剪切变形，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，促使桩周邻近土体会因不排水剪切而破坏，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隆起。
在地面附近的土体是向上隆起，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隆起，就向水平方向挤压。
由于群桩施工中的迭加作用，会使已打入桩和邻近构筑物和管线产生较大侧向位移和上浮。
桩群越密越大，土的位移也越大，据宁波地区桩基施工龙头企业——浙江新中源有资料揭示，挤土地面隆起可达50～60cm，有的甚至达到70～80cm。
这必将影响桩的工程质量（变位、上浮），危及邻近建筑物和地下管线的安全，破坏性极强。
3.项目情况煤气化项目占地面积约8万平方米，工程造价约15亿人民币。
预应力管桩施工中的挤土效应分析和预防
预应力管桩施工中的挤土效应分析和预防摘要：预应力管桩以其较高的承载能力、较快的施工工期以及较广的适应性等优势,在我国得到了广泛的应用。
这里简述了预应力管桩施工的方法,提出了当前我国预应力管桩施工中的常见问题,并针对这些问题提出了相应的防治措施。
关键词：预应力管桩；挤土效应；预防引言当前我国的建筑工程领域发展迅速，这与我国处于城镇化高速发展时期有着极为重要的作用，经过几十年的建设和发展，经济与社会取得了很快的发展，人们的生活质量得到提升，建筑工程技术也取得了很快的发展，对于地基处理要求逐步的提高。
工程技术的全面发展和进步，很多新型的施工技术逐步的应用到实际生产建设中，预应力管桩施工技术以其良好的性能逐渐成为施工领域的重点技术之一，被广泛的应用到各类工程中。
然而在实际施工中，静压沉桩引起的挤土效应对施工质量产生一定的影响，严重时对建筑结构安全产生威胁，因此对预应力管桩施工中的挤土效应分析和采取一定的预防措施是非常有必要的。
1 预应力管桩概述预应力管桩的主要优势就是结构强度高、承载性能强、施工速度快等，可以应用到黏性土、淤泥、淤泥质土、粉土等地质条件下，满足各种建筑项目的运行施工需要。
但是在实践中往往因为挤土、桩距、施工组织不合理而导致严重的质量问题，导致挤土效应的产生。
因此，需要分析挤土效应的实际情况，以更好的促进预应力管桩性能的提升。
预应力管桩产生挤土的现象在工程界已经被普遍认同，它对单桩承载力提高是许多综合因素决定的（如下图1）。
工程桩检测的承载力大幅超过设计值的普遍情况惹来不少非议，有的建设单位埋怨设计和勘察人员太保守，经验较少的设计人员则对设计试桩检测和勘察报告数据的真实性产生质疑。
但多数工程专业人员都能认识到工程桩施打后，桩间土受到挤密桩侧摩擦阻力提高了，土壤压缩性愈小，桩对土的置换率愈大，这种挤土效应就会更大，有的多桩承台因压桩力超过桩身强度太多而不能沉到设计标高，只有及时截桩，否则桩机不能行走，影响工程施工，而桩端不在同一标高，甚至不在同一持力层，这是结构设计人员最不愿意接受的事实。
预应力混凝土管桩挤土上浮机理及其控制措施
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Ａｂｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｗａ ｄ ｍｏ ｉ ｇ ｏ ｒ ｃ ｓｉ ｇ ｐ ｌ ａ ｓ ｄ ｂ ｏ ｌｓ ｅ ｚｎ ｓ ａ ｃ ｍｍｏ ｒ ｂｌｍ，ｎ ｔｃ ｎ ｏ ｔａ ｔ ｅ ｕｐ ｒ ｖ ｎ ｆｐ ｅ ａ ｔｎ ｉｅ ｃ ｕ ｅ ｙ ｓ ｉ ｑｕ ｅ ｉ ｇ ｉ ｏ ｎ ｐ ｏ ｅ ａ ｄ ｉ ａ ｂ—
江 苏建 筑
２ １ 年增 刊 （ 第 １４期 ） ０１ 总 ４
７ ７
预应力混凝土管桩挤土上浮机理及其控制措施
魏 云 贞 ． 崇祥 靖
（ 扬州 市建 苑工 程监 理有 限责 任公 司 ， 苏扬 州 ２ ５ １ ） 江 ２ １ ０
［ 摘 要】 挤土效应造成预制桩上浮是一个常见的问题， 这会明显降低单桩承栽力。采取适土体 随 之 蠕 变 ，又 会 导 致 土 体 的 垂 直 隆
起 和 水 平 位 移 。 体 垂 直 方 向 的隆 起 ， 能 造 成 近 邻 已压 人 土 可 的桩 产 生 上 浮 ， 桩 端 “ 即 吊脚 ” 。因 而 。 造成 桩 的 承 载 力 达 不
到 设 计 承 载 力 要 求 。本 文 根 据南 京 某 住 宅 区 预 应 力 管 桩 施 工 实 践 ．分 析 预 应 力 管 桩 在 中 等 压缩 性 土 层 中 挤 土 上 浮 机
Ｔｈ ｅ ｈａ ｉｍ ｎｄ Ｃｏ ｒ ｌＭ ｅ ｓ ｒ ｆ ｅ Ｍ ｃ ｎ ｓ ａ ｎｔ ｏ ａ ｕ ｅ ｏ Ｕｐ ｗａ ｄ Ｍ ｏ ｉ ｇ ｂｙ ｒ ｖｎ
从工程案例谈管桩挤土问题的危害及防治措施
从工程案例谈管桩挤土问题的危害及防治措施建筑工程广泛使用的预应力管桩基础，通常都是采用锤击法或者是静压法进行沉桩的，按照成桩方法对土层的影响进行分类，它属于挤土桩型，由于其在成桩过程对桩周围土体有挤开或压密的作用，土体受到严重扰动后其原始结构会遭到破坏，这个破坏过程必然使施工场地的周围坏境和桩体的受力性状产生变化，当这种变化超出一定限值的时候，就会产生危害，这就是我们通常所说的“挤土问题”的危害，那么挤土问题有什么危害呢？预应力管桩在工程实践中又如何消除这些危害呢？笔者通过大量的工程实践，从几个典型的工程案例中试图分析其挤土问题的危害，并介绍防治危害的一些处理措施，供同行同鉴。
一、挤土效应中土体的变化形式锤击或压入式预应力管桩在成桩过程中，由于挤土作用，桩周土会发生扰动重塑，侧向压应力增大，其中径向的压力是最大的。
1、对于非饱和土、砂土，土受侧向挤压主要表现为土的孔隙减少而增密，土越松散、粘性越低，其增密的幅度就越大，土的密度增大，对桩体也会产生挤压作用，对于群桩，桩周土的挤密效应就更为显著。
另外，随着土密度的增大，桩侧土阻力也随之增加。
2、对于饱和粘性土，由于瞬间的排水固结效应不显著，压缩变形小，引起的超孔隙水压力，使得土体受侧向压力下并不是增密，而主要是以横向位移变形和竖向隆起为主。
横向位移随离开桩距离的增大而减少，在地面下一定深度处最大，影响范围达到（4～5）D；竖向隆起在距桩轴线（1～2）D处最大，影响范围可达（3～5）D。
二、挤土效应危害的表现预应力管桩施工过程或桩施工完成后，由于挤土效应，土体对周边建筑物或设施（如房屋、道路、管线）、边坡等进行挤压而造成变形、损坏和失稳，这是挤土效应最常见的一种现象。
管桩对周围环境及设施的影响主要是由土体的水平及垂直的位移造成的，其影响范围、影响程度，除了与场地土层的性质、桩的分布、桩间距离、桩的密度、沉桩的速率及施工程序等因素有关外，还与周边建筑和设施的结构、使用年限、使用材料等因素密切相关。
高强预应力混凝土管桩液压法施工的挤土问题
(1)实例表明，高强预应力混凝土管桩施工存在明显的挤土效应，这种挤土效应表现最明显的是桩周土的竖向隆起位移和水平位移。这两种位移的大小与很多因素有关，如沉桩方式、管桩尺寸及管桩入土长度、土性、布桩密度、沉桩速率和方向等。
(2)高强预应力混凝土管桩施工因挤土效应造成已打入桩上浮，从而对邻近建筑物、构筑物、市政管道等周边环境产生不利影响。
高强预应力混凝土管桩液压法施工的挤土问题
及其防治措施
阙汉奎 厦门协诚工程建设监理有限公司
摘要：高强预应力混凝土管桩具备单桩承载力高，穿越土层能力强，桩身耗材、单桩造价较低的特点；而液压法施工既无噪声污染，且施工快捷方便。因而，高强预应力混凝土管桩被广泛应于房屋建筑、桥梁和码头等。本文根据工程实例，探讨了高强预应力混凝土管桩液压法施工的挤土问题及其防治措施。
关键词：房屋建筑；高强预应力混凝土管桩；挤土问题；防治措施
当管桩施工沉入地下时，桩身将置换等体积的土体，并对土体的天然结构、孔隙比进行破坏，引起沉桩周围一定范围内的地面发生竖向和水平方向的位移，土体的大量位移造成已打入桩的上浮，并导致邻近建筑物和构筑物产生裂缝、道路路面损坏、管道爆裂、边坡失稳等一系列事故。本文以未来海岸浪琴湾I期的桩基工程为例．对高强预应力混凝土管桩施工因挤土问题带来的桩上浮、环境事故及其防治措施进行分析。
工程实测发现，砂井对孔隙水压力的减压作用平均达40%左右，在孔隙水压力出现峰值时，作用发挥的最好（可减压50 - 60kPa），一般情况下，可减至10 - 20kPa。在桩区内打设l一2排砂井，可使地面水平位移减少1 -2cm。排水砂井对消除孔隙水压力效果显著，塑料排水板效果一般。
(3)沉桩周边区域取土，或预先引孔。
地面隆起，竖向位移
预应力管桩施工的挤土效应及防治措施探讨
预应力管桩施工的挤土效应及防治措施探讨摘要：预应力管桩作为一种快捷实用的地基处理方法被广泛应用于各种建筑基础中，但其产生的挤土效应会对周边环境造成不利影响，基于此，本文从挤土效应的产生机理出发，提出相应的防治措施，并结合某实际工程进行探讨，有一定借鉴价值。
关键词：预应力管桩；挤土效应；防治措施Abstract: prestressed pipe pile as a quick practical foundation treatment methods are widely applied in all kinds of building foundation, but the produce of the soil compaction effect will cause adverse effect to the periphery environment, based on this, this paper, from the soil compaction effect production principle, put forward the corresponding control measures and, in combination with an actual engineering are discussed, have certain reference value.Keywords: prestressed pipe pile; Compaction effect; Prevention and control measures所谓预应力管桩，是在预制厂经过先张预应力，离心成型及高压蒸养等工艺生产而成的一种细长的空心环形等截面预制混凝土构件，是预应力技术与离心制管技术相结合的产物。
预应力管桩在国外的发展已有一百多年的历史，在我国，预应力管桩最早起源于上世纪60年代，80年代末起得到推广应用。
挤土效应分析处理
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。
减少大面积管桩施工时挤土效应的措施
减少大面积管桩施工时挤土效应的措施摘要：大面积长管桩施工时尤其要注意挤土效应的影响，本文结合项目实际论述了沿海软弱土地区大面积管桩施工时、为避免挤土效应和振动影响所采取的系列措施。
关键词：管桩；挤土效应；监测；应力释放孔1 概述某沿海油库项目临近码头，罐基础均采用桩基础，并以安全经济、施工快捷为原则，沿海堤一侧的储罐基础桩型为预应力高强混凝土管桩，桩径800mm，桩长约60m~80m；其中30000m3储罐布桩124根，20000m3储罐布桩101根。
预应力高强混凝土管桩具有桩身承载力高、桩身质量可靠、施工速度快等特点，但同时大面积管桩施工会产生明显的挤土效应，土体向上隆起和向四周水平挤压过程中产生较大的应力和位移，影响距离较近的海堤和周围其他已有建（构）筑物稳定，需采取系列措施避免挤土效应对海堤造成危害。
2 挤土效应及避免措施大面积管桩施工时，挤土效应的大小与土的性质、桩的间距、桩的入土深度有关，在沿海淤泥质地基中，挤土效应越发明显。
一般工程中认为管桩的群桩挤土效应影响的大体范围为1.0L~1.5L（L为桩长），桩越深、挤土效应越明显。
海堤位于现有淤积滩涂上，上部淤泥质土层厚度较大（约30m~40m），在施工和使用过程中容易受到侧向挤压发生变形、移动。
按桩长70m计算本工程储罐群桩的挤土效应影响范围约70m~105m。
由于库区西侧罐体离海堤较近（约42m），管桩施工时产生的挤土效应预估会对西侧海堤造成危害，但该海堤后续将进行重修加固，现阶段正在进行前期设计，待库区建设完成后进行海堤的重修加固处理。
同时，采取以下系列措施避免或减少挤土效应的不利影响。
2.1 深挖隔震沟深挖隔震沟，并利用库区东侧排水明渠做隔震沟，能有效减少施工时的锤击法沉桩的振动影响，并对减少挤土效应起有利作用。
隔震沟常规来说最少深度2m，本项目建议3m，宽度2~3m，坑边放坡或支护，坑内无水。
2.2 管墩支托割断除西侧海堤外，为避免管桩施工时挤土效应对库区西侧管墩的向外挤压造成管线拉裂，除挖隔震沟外，管桩施工期间，对管线固定支托进行割断处理以释放应力，并加强管线监测，管桩施工完成30天且监测土体无位移后，再进行管线与支托的重新连接。
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。
预制桩挤土效应的现场监测与防治措施
数据采集与处理
实时采集地面变形数据，并进行 整理、分析，绘制变形变化曲线
，为挤土效应评估提供依据。
地下水位监测
地下水位监测
通过在施工区域周围设置地下水位观测井，监测预制桩施工引起 的地下水位变化，以评估挤土效应对地下水的影响。
监测点布设
根据地质勘察资料和施工方案，在合理的位置设置地下水位观测井 ，确保全面反映地下水位变化情况。
在预制桩施工过程中，实施消土 措施，如开挖地面、降低地下水 位等，以减少土体位移和地面隆
起。
在施工前和施工过程中，对周围 环境和建筑物进行实时监测，及 时发现和解决潜在的安全隐患。
在施工过程中，加强安全管理措 施，确保施工人员的安全和健康 ，避免因安全事故引起的挤土效
应。
实施降水措施
在预制桩施工过程中，实施降水 措施，如井点降水、地面降水等 ，降低地下水位，减少挤土效应
防治措施
采用预钻孔、注浆、设置排水沟等措 施来降低土体挤土效应，同时对已施 工的预制桩进行位移和沉降观测，及 时发现并处理异常情况。
案例二
监测方法
在桥梁预制桩施工过程中，采用土压力计、应变计等仪器对土体和预制桩的受 力情况进行实时监测，同时结合施工前后的地形地貌变化进行综合分析。
防治措施
根据监测结果，采用适当的回填材料、设置排水设施等措施来减轻土体挤土效 应，同时加强预制桩的施工质量控制和位移沉降观测。
的发生。
根据地质勘察结果和施工条件， 选择合适的降水措施，确保降水
效果和施工安全。
在施工过程中，加强降水设施的 维护和管理，确保降水设施的正 常运行，防止因降水设施故障引
起的挤土效应。
04
预制桩挤土效应的案例分析
案例一
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预应力混凝土管桩挤土效应的实例分析与防治措施
摘要：本文以实际案列分析了预应力混凝土管桩在施工过程中的挤土效应现象，通过群桩施工产生的桩位上浮、侧向位移以及对周边环境的影响，总结出了预应
力混凝土管桩在群桩施工时减小挤土效应的施工方法与防治措施。
关键词：预应力混凝土管桩挤土效应防治措施
引言
预应力混凝土管桩具备桩身强度高、单桩承载力强，施工速度快，工业化生
产的特点。
同时，相较于成孔灌注桩，它的造价更低，现场安全文明施工效果更好，故预应力混凝土管桩在沿海地区及软土地质工程中得到广泛应用。
但其产生
的挤土效应对自身沉桩质量及周边环境造成的不利影响不容忽视，在施工过程中
应选择合理的施工方法，并采取预防挤土效应的相关措施。
1 浅析预应力混凝土管桩挤土效应的特点
预应力混凝土管桩沉桩是一个非常复杂的过程，由于桩自身的体积占用了土
体原有的空间，压缩了土体体积，破坏了自然土体环境平衡。
根据土体圆周扩散
的理论，我们可以发现后期土体应力释放与桩周土的含水率、饱和度相关，由于
地下土质不均匀分布及含水率差异，因此产生的应力场很难得到一个准确均匀的
数值。
故当土体应力不规则释放时，极易出现地基土体向上隆起和侧向土体位移，造成对周边环境的扰动，同时也对工程桩造成上浮，偏位的不良情况，直至土体
应力释放完成前，均会存在主体结构开裂的质量隐患。
2 工程实例分析与防治措施
2.1、工程概况
昆明市西山区某大型文化旅游城项目，分为星级酒店、商业综合体、娱乐旅
游场馆、别墅公寓、大型住宅小区等多个业态，整体建筑面积约220万平米，项
目所在地位于原滇池回填区，地下土质情况较为复杂，属于软弱土地质，根据工
程条件，本项目多个地块的桩基形式均为预应力混凝土管桩，为摩擦端承型桩，
设计参数为PHC-500-AB-125-30m，桩端进入持力层深度不小于1米，以终压力值
与桩长为双控指标，但以控制桩长为主。
桩身强度C80，设计采用封口型十字钢
桩尖。
2.2、案例一
本工程A4地块拟建一栋单体公寓及附属地下停车场，总建筑面积约1.38万
平米，地下1层，地上12层，建筑高度43.05米，结构形式为框架剪力墙结构。
拟建场地位于整个地块的中部，北侧为城市主干道及高架桥，基坑坡顶距高架桥
最小距离87.29米，建筑轮廓线距高架桥最小距离95.92米。
其余方向地势开阔，为拟建场地，未存在相关建筑物。
本工程桩基形式为预应力混凝土管桩，桩基设计参数与工程概况介绍内容相同，本工程基坑面积约2300平米，桩基数量为270余颗，管桩在基坑范围内分
布较为密集。
施工部署为地表打桩，即先进行桩基施工，后开挖基坑土，送桩深
度达4.35m。
我司从场地环境与工期条件等因素进行分析，主要控制群桩挤土效应对北侧
市政道路及高架桥造成影响。
在静压管桩施工前，我司在场地对应区域的高架桥
墩预埋了监测点，在沉桩过程中，每天对高架桥墩水平位移及竖向沉降进行监测。
施工工艺方面，我司主要考虑从沉桩方向与沉桩数量两个方面进行控制，即施工
方向为平行于场地北侧由西向东按“Z”字型走位，每日沉桩数量控制在15颗以内。
在完成桩基施工后，经过7天休止期，开始场地基坑土方开挖。
在施工期间，北侧高架桥桥墩水平位移与沉降累计值约3.66mm，满足相关设计要求。
但在基坑开挖完成后，场地内约20%的工程桩出现位移或桩顶标高偏差
的情况，结合设计单位复核意见，最终采取了复压，接桩及扩大承台的相关措施，在后续施工过程中，由于挤土效应也出现了基坑底砖砌排水沟破损及坡脚轻微开
裂的情况。
本工程管桩施工产生的群桩效应，且因地表打桩送桩深度较大，不利
于对桩顶标高控制等因素，对成桩质量及场地环境造成了轻微的影响，造成了施
工成本的增加，但总体达到了对群桩施工挤土效应的控制目的。
可见，选择合理
的沉桩施工方向与控制每日沉桩数量，是控制群桩挤土效应的必要措施。
2.3、案例二
本工程A13、A14地块为大型住宅类项目，总建筑面积约31.48万平米，地下车库2层，主体塔楼地下3层，地上20-26层，建筑高度59.60-79.80米，结构形式为框架剪力墙结构。
拟建场地位于整个地块的西侧，北侧为城市主干道及高架桥，基坑坡顶距高架桥最小距离59.88米，建筑轮廓线距高架桥最小距离61.80米。
其余方向地势开阔，为拟建场地，未存在相关建筑物。
本工程桩基形式为预应力混凝土管桩，桩基设计参数与工程概况介绍内容相同，本工程基坑面积约5.36万平米，桩基数量约5400余颗，管桩在基坑范围内
分布密集。
施工部署为土方开挖后坑底打桩，原则上不存在送桩情况，管桩施工
在基坑支护完成后施工。
由于本工程桩基数量密集，且紧邻市政道路高架桥，对群桩挤土效应的控制
要求高，我司结合以往工程的相关经验，以及多次专家论证意见，主要从施工方向，沉桩数量，长螺旋引孔三个方面，对群桩施工产生的挤土效应进行控制。
施
工部署方面，施工方向为平行于基坑北侧由东向西进行施工，从距离高架桥较远
的一侧按“Z”字型进行走位。
每日沉桩数量控制在每台静压桩机沉桩20颗以内，
每个承台选择一颗桩进行引孔。
A13地块紧邻市政路高架桥的一侧，主楼及周边
裙楼范围全部采用长螺旋引孔。
长螺旋引孔是减小挤土效应，减小孔隙水压力最有效的控制方法。
用长螺旋
钻机在管桩施工前进行钻孔，孔径比管桩桩径小50-100mm，引孔深度是桩长的
2/3L，然后将管桩沿预钻孔静压。
引孔应随引随压，中间间隔时间不宜太长，否
则孔内积水，一是会软化桩端土，待水消散后孔底会留有一定空隙；二是积水往
桩外壁冒，削弱了桩的侧摩阻力。
在长螺旋引孔后，静压管桩的压力值在施工过
程中会一定程度减小，但最小终压值应在设计允许的范围内，随着桩周土体应力
释放，桩身侧摩阻力会产生数值回升，最终达到设计要求，此为引孔中的一个正
常现象。
施工期间，我司对高架桥及周边市政道路进行了严格检测，根据发稿前最新
监测报告，桥面累计最大沉降量为-3.90mm，桥面累计最大位移量为4.02mm，桥墩累计最大沉降量为-3.76mm，周边道路累计最大沉降量为-9.07mm，以上数据均满足设计要求，且工程桩出现偏位，桩顶标高偏差的情况较少，本工程达到了对
群桩挤土效应的控制效果。
2.4、案例总结
通过以上两个实际案例分析，控制混凝土管桩群桩挤土效应的措施主要包括
合理选择沉桩方向，控制每日沉桩数量，长螺旋引孔等措施，必要时还应采取其
他工程防护做法，如设置沙袋井、塑料排水板、防挤隔离带等措施。
同时根据地
质情况合理选择桩尖形式，在满足土层穿透力的条件下，可将封闭十字型钢桩尖
优化为开口型钢桩尖，在沉桩过程中，部分土体可通过开口桩尖进行管桩桩腔内，在一定程度上，也能减小土体压缩体积，减少群桩施工土体应力释放量。
3 结束语
采用预应力混凝土管桩产生的群桩挤土效应是一个无法避免的难题，我们一
方面需加强对周边环境的监测，同时也应避免盲目施工，在施工前应制定合理的
工期进度及施工部署，并结合实际工程特点，制定相应的挤土效应防治措施，将
群桩挤土效应造成的环境影响和质量隐患降低到最低。
参考文献：
[1]GB20202-2012，建筑地基基础工程施工质量验收规范[S]
[2]聂重军、唐依民，预应力混凝土管桩施工技术研究[J].科技资讯，2007.16。