沉桩挤土效应
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。
挤土效应
1、压桩速度不要太快，控制每天压桩的数量；2、有必要的话，采用跳跃式压桩，离建筑物近的地方不要连续性压桩；3、可以在压桩场地与采用用浅基础的建筑物之间挖一条沟，减少对土的挤压，与深基础的建筑物之间可以打钢板桩。
管桩施工论文该帖被浏览了254次 | 回复了0次PHC管桩沉桩挤土效应及预防措施夏林兵 (冶金工业部华东勘察基础工程总公司)摘要：PHC管桩为挤土沉桩模式，则沉桩过程中的挤土效应研究对设计、施工具有重要意义。
通过研究PHC管桩的挤土机理和效应，分析了PHC管桩的挤土效益对环境和工程的影响，提出了一些预防措施以减小桩的挤土效益带来的危害。
关键词：PHC管桩；挤土效应；预防措施PHC管桩(预应力高强度混凝土管桩)属于挤土沉桩模式，一般采取动力打桩的沉桩工艺，以其耐打、耐压、穿透能力强、单桩竖向承载力高、抗震性能好、耐久性好、造价适宜、施工工期短、施工现场文明整洁等特点，近年来倍受业主、施工单位和设计人员的青睐。
沉桩挤土效应的影响范围和挤土的作用力是相当大的，特别是在饱和的软土地区，对基础埋深浅、结构差的建筑物和对变形敏感的地下管线等危害更大。
现代化城市中大量的市政基础设施如地下铁道、合流污水渠道、煤气、供水电、通讯等管线都埋在地下，如果在这些设施或其他一些建构筑物附近进行沉桩施工时，沉桩挤土效应会对其产生很大影响。
当将PHC 管桩用作支护桩时，在确定桩间距时就必须考虑沉桩挤土效应，同时在基坑开挖过程中也要考虑挤土效应。
所以研究PHC管桩的挤土效益以及其影响和预防措施是十分必要的。
1 沉桩挤土机理沉桩施工时，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，成了桩周颗粒的复杂运动，使桩周土体发生变化(桩周土体变化状况如图1所示)，这种变化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。
沉桩挤土效应及单桩承载力的时间效应
沉桩挤土效应及单桩承载力的时间效应在城市建设中，特别是在密集建筑群中间沉桩施工时，常常由于挤土问题对周围环境造成很大影响，因此，在建筑物或市政基础设施附近进行沉桩施工时，挤土引起建筑物的损坏以及对地下设施正常运行的威胁都非常大。
沉桩的挤土效应的影响范围和挤土的力是相当大的，对环境的威胁是不可忽视的，特别是在饱和的软土地区，对基础埋深浅结构较差的建筑物和对变形敏感的地下管线如煤气、自来水管道等危害更大。
所以，沉桩施工是一个环境岩土工程问题，它不仅仅是工程本身的问题，而是与周围环境相互作用的问题。
问题的双方都非常复杂，它至少涉及以下几个方面：（1）沉桩区的地质条件和土的性质。
例如，在饱和的渗透性很低的粘性土区，沉桩挤土效应特别严重；（2）沉桩的施工，包括桩型、沉桩的速度、沉桩流水等等；（3）被影响的建(构)筑物和地下设施的刚度、埋置深度等等；（4）被影响的建(构)筑物地下管线等损坏后对社会造成的风险损失的严重程度。
沉桩对环境的影响，主要是由于桩的挤土效应造成的，桩土体积等代率越大其危害越大。
因此，根据挤土效应的大小，可将桩分为三类：排挤土桩、低排挤土桩、非排挤土桩。
排挤土桩通常指预制钢筋混凝土桩、木桩、沉管灌注桩；非排挤土桩如挖孔桩、钻孔灌注桩等；低排挤土的概念不够明确，排土程度多少没有具体标准，难以把握，一般认为如H形钢桩、开口钢管桩等。
其中排挤土桩的挤土效应最大，在实际工程中应特别重视。
挤土效应除了对环境造成影响外，对工程本身也会产生不可忽视的影响，主要表现在以下几个方面。
1、桩的抬高、挠曲及折断排挤土桩要置换大量土的体积，特别是工程桩比较密集的情况，打桩区内地面将会隆起或抬高，如果在饱和的软土中沉桩，桩周围土体中会产生很高的孔隙水应力，有可能使土液化，使先打入的桩向上浮起。
由于地面隆起，已打入的桩上抬导致桩尖脱空，载荷试验时会发生突沉现象，这种“假极限”现象，常给确定单桩承载力造成困难。
挤压成孔灌注桩（沉管灌注桩）也是排挤土桩，这类桩配筋很少，施工时常常前桩尚未凝结，便受到后桩的挤土作用发生断裂，从而造成工程事故。
挤土效应
挤土效应
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。
挤土类桩在沉桩过程中，由于桩自身的体积“占用”了土体原有的空间，使桩周的土体向四周排开。
当桩周土为非饱和土层时，在土体受到挤压时，土体的体积会发生收缩，能有效的消散挤压应力。
因此挤土类桩在非饱和土层中的挤土效应不明显，所造成的负面影响也较小；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。
挤土类桩的挤土效应所造成的影响主要表现在以下几个方面：
(1)沉桩时，由于桩周土层被压密并挤开，使土体产生垂直方向的隆起和水平方向的位移，可能造成近邻已压入的桩产生
上浮，桩端被“悬空”，使桩的承载力达不到设计要求；也会造成桩位偏移和桩身翘曲折断等质量事故；并可使相邻建筑物和市政设施的发生不均匀变形以致损坏。
(2)压桩过程中孔隙水压力升高，造成土体破坏，未破坏的土体也会因孔隙水压力的不断传播和消散而蠕变，也会导致土体的垂直隆起和水平方向的位移。
挤土类桩的处理方法：桩进行复压，重新压倒设计的持力层。
沉桩挤土效应分析
收稿日期:2002Ο05Ο08作者简介:施建勇(1965—),男,江苏如皋人,教授,主要从事软土特性与基础工程研究.沉桩挤土效应分析施建勇,陈 文,彭 吉力(河海大学岩土工程研究所,江苏南京 210098)摘要:将平面圆孔扩张理论推广到空间轴对称条件,改进了沉桩引起的位移解析解;考虑土体的弹塑性和挤土引起的土体性质的变化,利用有限元法对沉桩进行了分析计算;对沉桩进行了离心模型试验.研究结果表明,沉桩挤土效应的求解应考虑空间轴对称条件,沉桩引起的挤土效应将影响桩基础的计算结果,解析解较有限元结果更接近试验值.关键词:圆孔扩张理论;土体位移;解析解;有限元;离心模型试验中图分类号:T U435 文献标识码:A 文章编号:1000Ο1980(2003)04Ο0415Ο041 沉桩引起的土体位移分析假设沉桩过程中桩侧径向应力p r 和侧壁摩阻力τrz 沿桩长线性增大分布,根据极限平衡理论,沉桩过程中桩侧土体处于被动状态,任意深度z 处桩侧压力p r 和摩擦力τrz 的表达式如下:p r =p 0+p L -p 0L z =p 0+K p γ′z(1)τrz =-τ0-τL -τ0Lz =-(c ′a +K p γ′z tan φ′a )(2)式中:p 0,τ0———桩侧顶部的侧向压力及摩擦力值;p L ,τL ———桩侧端部的侧向压力及摩擦力值;c ′a ,φ′a ———桩土界面粘聚力和摩擦角;K p ———土体被动土压力系数.图1 桩侧孔壁压力与摩擦力分布Fig.1 Distribution of lateral pressure and friction along the pile 除去桩顶、桩尖处的少部分土体,考虑τrz 的影响,在图1所示坐标系下土体准静态空间轴对称的平衡微分方程组为5σr 5r +5τrz 5z +σr -σθr=0(3)5τrz 5r +5σz 5z +τrzr=γ(4)几何方程和物理方程同一般的力学表达.先不考虑体力的影响,求得满足平衡方程和几何方程、物理方程的弹性区解答,选用应力函数Ψ=Az 2ln r +Bz ln r ,能满足 4Ψ=0要求.故有σr =55z v 2Ψ-52Ψ5r 2=2Az r 2+B r 2(5)σθ=55z v 2Ψ-1r 5Ψ5r =-2Az r 2-B r 2(6)同理可求得σz 及τrz 的表达式.桩周土体的径向位移按下式推求:u r =12G 52Ψ5r 5z =12G 2Azr +B r2(7)式中A ,B 为常数.上述各应力解答均为沉桩过程产生的增量,弹性区应力解答σr ,σθ的最终表达式应加上初始应力q =K 0σ′v 0;σz 最终表达式应加上σ′v 0(σ′v 0为土体初始竖向有效应力).第31卷第4期2003年7月河海大学学报(自然科学版)Journal of H ohai University (Natural Sciences )V ol.31N o.4Jul.2003当土体为饱和粘土时,桩体贯入可视为不排水过程,故可取土体内摩擦角φ=0.此时,M ohr 2C oulomb 屈服准则变为σr -σθ=2c (8)代入平衡微分方程(3)及(4)中,并结合应力边界条件,可解得径向应力σr 如下:σr =2c -τL -τ0LR u ln R u r+p L -p 0Lz +p 0(9)在弹、塑性区交界处,r =R P 代入式(9)中,故弹、塑性区交界处径向压力为σP =p L -p 0Lz +2c -τL -τ0LR u lnR u R P+p 0(10) 在不排水沉桩过程中,被排开土体的体积等于桩体的入土体积,而柱孔总体积变化等于塑性区体积变化与弹性区体积变化之和.设R i 为孔的初始半径,R u 为孔的最终半径,R P 为塑性区半径,u P 为弹、塑性区交界处的径向位移,并且有Δ等于塑性区的体积应变(即每单位体积的体积变化),则沿桩轴z 方向积分,有∫Lπ(R 2u -R 2i )d z =∫L[πR 2P -π(R P -u P )2+π(R 2P -R 2u )Δ]d z (11)将式(11)展开后,略去R 2i ,u 2P 等高阶项,又对于饱和粘土不排水过程有Δ=0,则式(11)变为1=2u P (R P /R 2u )(12)在弹、塑性区交界处,应力和位移满足弹性区应力和位移表达式(5)和(7),联立可得u P =(1+v )ER PσP(13)将式(13)代入式(12)中,有1=2(1+v )E R 2PR 2uσP (14)又因在弹性区,考虑土体初始应力q 时,有 σr -q =-(σθ-q )(15)在塑性区有σr -σθ=2c (16)对于弹、塑性区交界处,联立式(15),(16)有(σr )r =R P=q +c(17)由式(17)与弹、塑性区交界处径向应力表达式(10)联立可得σP =p L -p 0L z +2c -τl -τ0LR u lnR u R P +p 0=q +c (18)此时,考虑土体初始应力q ,式(13)变为u P =1+vER P (σP -q )(19)代入式(14),并考虑土体初始应力为q ,则塑性区半径比R P /R u 为R PR u=E2(1+v )c=G c=I r(20)式中I r =G c =E 2(1+v )c为土体刚度指数.联立式(18),(19)及(20),并引入边界条件式(1)和(2),考虑到饱和粘土中q =K 0σ′v 0,则弹塑性交界处径向位移u P 为u P =(1+v )E(K p -K 0)σ′v 0+(2c -K p γ′tan φ′a R u )lnR uR P R P(21)式(21)即为桩体贯入过程中饱和粘土中弹、塑性区交界处径向位移公式.由于沉桩对土体径向位移的影响最为明显,因此下面主要对其进行讨论.根据本文按空间圆孔扩张理论导得的位移解析解,其弹、塑性区交界处径向位移解答可按式(21)给出;对于弹性区解答,则由式(7)给出;而塑性区径向位移无法用解析式表达.从式(21)和式(7)可以发现,各点径向位移均随该点距桩轴距离的增大而减小,但弹、塑性区交界处存在不连续的现象.为此,可以假设整个弹、塑性区位移与弹、塑性区处径向位移具有相同的形式,并假设土体中具有各向相等的初始应力q =(1+2K 0)σv 0′/3,同时,考虑到各点位移事实上的差异,式(21)变为614河海大学学报(自然科学版)2003年7月u r =K p -1+2K 03γ′z +(2c -K p γ′tan φ′a Ru)ln R u r R u 1+v2Ec(22)进一步可引入修正系数α1,α2,β,将上式变为u r =(α1+α2z )K p -1+2K 03γ′z +β(2c -K p γ′tan φ′a R u )ln R u r R u 1+v 2Ec(23)式中α1,α2,β为与土性指标有关的系数,可依据土体的刚度指数I r 来选取.2 有限元计算分析211 初始半径为零的小孔扩张过程在有限元法中的处理Carter 等[1]用一维Biot 固结有限元分析小孔扩张时指出,实际沉桩情况下,小孔的初始半径为零.但用有限元分析小孔扩张时,小孔初始半径R i 必须为非零值,以避免在r =0处产生无穷大的环向应变.并且,这种限制不会造成结果的矛盾.解析解表明,在同样的物质中,一小孔从R =a 0开始扩张,在经历了较大的变形后才达到极限扩张压力,有限元最后计算值和解析解相差在6%以内.因此用初始半径a 0的小孔扩张到2a 0的过程来模拟0～r 0的小孔扩张半径为r 0桩的沉入过程,在精度上是能接受的.r 0与a 0的关系可以从体积关系推出,即排开的土体积相等,那么π[(2a 0)2-a 20]=πr 20,所以a 0=r 0/3.212 大变形的处理沉桩时,桩周土体发生较大的位移,即涉及大变形问题,桩周土体处于大变形、大应变状态.研究表明[2,3],大变形结果和小变形结果差别不大,约6.4%.因此,采用小变形来分析沉桩过程是可以接受的.本文分析计算时采用小位移、小应变,为了反映大变形,在每一个增量计算结束后,将有限元网格的坐标重新计算,重新生成劲度矩阵,代入下一次增量计算.这种方法近似于修正的Lagrangian 法,但是应变的表示式仍然是一次的,不同于大变形的二次应变计算式.3 沉桩离心模型试验及计算分析311 离心模型试验模型箱尺寸l ×b ×h =41.5cm ×23cm ×30cm ,试验取模型率n =20,试验的模型桩采用的直径D =30mm ,桩长为30cm .灰色粉质粘土的物理力学性质指标列于表1中.表1 地基土的物理力学性质指标T able 1 Physical and mech anical indexes of soil指标ω/%γsat /(kN ・m -3)ωp /%I p e S r /%A f E s 1-2/MPa c ′a /MPa φ′a /(°)c ′/kPa φ′/(°)指标值33.219.528.814.20.850.950.713.6125.122.0525试验时在不间断运转过程中将半圆形桩紧贴模型箱有机玻璃下压,入土深度为25cm .试验情况如下:在土体固结后,桩体就位.于10min 之内将离心机转速均匀增加到10715r/min (即离心加速度20g ),并在这一转速下运转,同时以2.5mm/s 的速率将模型桩压入土中,模拟静压桩0.05m/s 的压桩速率,桩体压入后立即对土体位移进行测量.312 沉桩过程的计算分析根据离心试验模拟的沉桩情况,可得扩张初始孔径a 0= r /3( r 为桩体的半径),用30s 的时间扩张到2a 0,以此来模拟不排水沉桩过程,并且可避免出现数值上的不稳定性.径向边界长度为29 r 左右,大于一般认为的沉桩影响范围20 r ,竖向尺寸的取值则是以沉桩后保证桩底还有约10 r 厚的土体为基准.柱形孔扩张过程分为100个增量步,扩张时间30s ,即每个增量时间步长为0.03s ,边界位移和荷载逐渐施加.沉桩后,还计算了桩周土的再固结过程,该过程用了10次迭代,总时间为8200000s ,即95d 左右.再固结过程中,没有边界位移及荷载增量作用.为了得到计算所需的剑桥模型参数(即λ,κ,e cs ,M 及渗透系数k ),对离心模拟试验所用的粘土进行了714第31卷第4期施建勇,等 沉桩挤土效应分析参数测定.进行的试验包括压缩试验、三轴固结排水剪切试验及渗透试验.计算参数如表2所示.表2 计算参数T able 2 C alculating p arameters土体指标λκe cs Mk h /(cm ・s -1)估计的k v (cm ・s -1)α1α2β参数值0.0930.01861.1061.1134.6×10-81.0×10-87.40.032.55图2 2m 深处桩侧径向位移值Fig.2 R adial displacement of soil around the pile at depth of 2m图2给出了深度2m 层面上沉桩结束时桩周土体位移的计算值及离心模拟试验值.比较表明,三者在大部分范围内比较接近,但是在离桩轴6 r 以外,有限元计算值偏大,解析解与实测值较接近;实测值8 r 左右位移值即达到零,而有限元计算结果则是在19 r 左右才达到零.4 结 语a.本文推导出考虑压桩过程中桩侧孔壁压力和摩擦力沿深度变化的土体应力和位移的空间圆孔扩张理论半解析解;给出了适合于整个土体范围的径向位移表达式.b.沉桩挤土效应是大变形问题,用常用的有限元法模拟沉桩及后续的固结过程有一定的不合理性.本文所采用的近似方法可以避免常用有限元法不能考虑大变形的不足,又可以省去大变形有限元法复杂的求解过程,精度也能满足工程应用.c.径向位移的解析解与离心模型试验的结果较为接近,有限元计算结果有较大的偏差,说明在计算中尚有不够完善之处.参考文献:[1]C ARTER J P ,RANDO LPH M F ,WROTH C P.S tress and pore pressure changes in clay during and after the expansion of cylindrical cavity[J ].Int J for Num and Analy Meth in G eomech ,1979,3(2):305—322.[2]陈文.饱和粘土中静压桩沉桩机理及挤土效应研究[D].南京:河海大学,1999.[3]彭吉力.饱和粘土中的沉桩的挤土效应研究及其在桩基承载力计算中的应用[D].南京:河海大学,2000.Pile 2sinking induced soil squeezing effectSHI Jian 2yong ,CHEN Wen ,PENG Jie(G eotechnical Research Institute ,Hohai Univ.,Nanjing 210098,China )Abstract :The cavity expansion theory used for plane problems is extended to the spatial axisymmetric condition to im prove the analytical s olution of s oil displacement induced by pile 2sinking.The FE M is used for calculation of the s oil displacement with consideration of the elasto 2plastic behavior of s oil and variation of s oil characteristics induced by s oil squeezing ,and centrifugal m odel tests are performed for pile 2sinking.Research shows that in s olution of pipe 2sinking induced s oil squeezing effect ,the spatial axisymmetric condition should be considered ,that the s oil squeezing effect will in fluence the calculated results of pile foundations ,and that the analytical s olution is closer to the data measured from centrifugal m odel tests than that calculated with the FE M.K ey w ords :cavity expansion theory ;s oil displacement ;analytical s olution ;finite element method ;centrifugal m odel test814河海大学学报(自然科学版)2003年7月。
静压桩施工沉桩阻力及沉桩挤土效应研究共3篇
静压桩施工沉桩阻力及沉桩挤土效应研究共3篇静压桩施工沉桩阻力及沉桩挤土效应研究1静压桩是一种适用于土质较松软的地区，具有较强挤土能力的桩型。
静压桩施工通常是使用压力泥浆将桩周土层排挤出去，形成一定厚度的土体静压，从而达到增加桩身侧阻力和端承力的目的。
在静压桩施工过程中，由于压力泥浆的挤压作用，在沉桩过程中会产生一定的沉桩阻力和沉桩挤土效应，从而影响桩的沉入深度和承载力。
沉桩阻力是指在桩沉入土层过程中，由于土体的阻力而对桩产生的阻碍作用。
沉桩阻力主要有水泥土体积阻力、摩擦阻力和端承阻力三种。
水泥土体积阻力是指土体对桩身的垂直侧向挤压阻力，主要受土体骨架强度、密实度、含水率等因素的影响；摩擦阻力是指沉桩过程中桩身表面与土层接触并摩擦产生的阻力，主要取决于土体的摩擦角、桩身类型和粗糙度等因素；端承阻力是指桩端直接承受的土压力和摩擦力，主要受土层类型、桩端形状和桩径等因素的影响。
在静压桩施工中，三种沉桩阻力相互作用、相互转化，主要取决于施工工艺和操作水平。
沉桩挤土效应是指沉桩过程中挤出桩周土体形成的土体静压效应，从而形成桩身周围的压实土壤体积，增加了桩身的侧向支撑力。
在静压桩施工中，沉桩挤土效应是实现桩侧阻力增强的重要机理之一。
通过适当增大挤泥压力，可以提高桩周土体的静压效应，从而增大桩的侧向阻力。
静压桩施工沉桩阻力和沉桩挤土效应的研究，可以采用实测和分析两种方法。
通过沉桩试验和承载试验，可以获取不同施工工艺和工况下静压桩的沉桩阻力和承载性能，从而验证静压桩施工理论的正确性。
同时，可以采用数值模拟方法，建立桩土相互作用的数学模型，分析不同作用机理对静压桩沉桩阻力和沉桩挤土效应的影响，优化施工方案，提高静压桩的施工效率和工程质量。
总之，静压桩施工沉桩阻力和沉桩挤土效应研究有助于深入了解静压桩的工作机理和性能特点，为静压桩的设计和施工提供科学依据和技术支持。
静压桩施工沉桩阻力及沉桩挤土效应研究2静压桩又称为灌注桩，是一种高强度、高承载力的桩基础，广泛应用于建筑、桥梁、港口、水利等领域。
沉桩挤土效应的影响因素
沉桩挤土效应的影响因素
嘿，朋友！咱今天来聊聊沉桩挤土效应的那些事儿。
您知道吗？这沉桩挤土效应就像是一场看不见的“战争”，影响它的
因素那可多了去了。
先说这桩的类型和尺寸吧，就好比不同的武器在战场上发挥的作用
不同。
粗的桩、细的桩，长的桩、短的桩，它们对周围土体的“攻击力”能一样吗？粗桩就像个大块头，挤起土来那叫一个“凶猛”；细桩呢，
相对就“温柔”一些。
还有桩入土的速度，这速度快得就像一阵风，快速地把土给挤开，
那产生的挤土效应能小吗？这就好比你跑步，慢悠悠地跑和冲刺跑，
对周围空气的扰动能一样吗？
再说说土的性质。
松软的土就像个软柿子，一挤就变形；坚硬的土呢，就像个顽固的石头，可不好对付啦。
这就好比你用同样的力气去
捏棉花和石头，感觉能一样吗？
施工的顺序也很关键哟！要是毫无章法地乱打桩，那周围的土可就
被搅得一团糟。
这就像一群人毫无秩序地往前冲，不混乱才怪呢！
另外，桩的间距也不能忽视。
桩与桩挨得近，那挤土效应叠加起来，威力可不容小觑。
这不就跟人挤人的时候，大家都觉得难受是一个道
理吗？
而且啊，地下水的情况也能影响沉桩挤土效应呢。
水多的地方，土
就变得湿滑，挤土的难度和效果也会跟着变化。
这就好比在冰面上走
路和在平地上走路，感觉能一样吗？
总之，沉桩挤土效应可不是个简单的事儿，它受到这么多因素的影响。
咱们在施工的时候，可得把这些因素都考虑周全，不然出了问题，那可就麻烦大啦！所以啊，一定要谨慎对待，精心设计施工方案，这
样才能让工程顺利进行，不出岔子！。
桩施工挤土效应和振动影响
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。
静压桩的挤土效应及其处理预案
静压桩的挤土效应及其处理预案摘要：静压桩的沉桩过程中会产生挤土效应，对周围的环境会造成不小的影响。
由理论分析、数值模拟和工程经验三个方面对静压桩沉桩进行全面分析，从而对静压桩的设计和施工两个方面提出相应处理预案。
在具体过程中可综合考虑选择合适的方案。
关键词：静压桩挤土效应沉桩工程经验处理预案Abstract: the static pile pile driving process will produce compaction effect, to the surrounding environment can cause a lot of influence. By theoretical analysis, numerical simulations and engineering experience, three aspects of jacked pile complete analysis, and the static pile to the design and construction of the two put forward the corresponding treatment plan. In the specific process can consider to choose the right plan comprehensive.Keywords: static pile soil compaction effect pile engineering experience treatment plan概述目前社会对工程施工过程提出了更高的要求，要求污染小，施工噪音小等。
静压桩正是由于具有无噪音、无振动、无污染、无冲击力、成本低、工期短等优点才得到一定的应用。
同时，静压桩作为挤土桩，在沉入地层过程中会对周围的工程建筑以及相互桩基之间造成很大的影响。
静压桩的沉桩机理为：当预制桩在静压力作用下贯入土层中时，桩周土体会受到剧烈的挤压，桩头首先直接使土体产生冲剪破坏，孔隙水受此冲剪挤压作用形成不均匀水头，产生急剧上升的超孔隙水压力，扰动了土体结构，这种扰动和破坏随着桩的贯入会连续不断的向下传递，使桩周一定范围内的土体形成塑性区，从而很容易使得桩身继续贯入。
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。
打桩的挤土效应
打桩的挤土效应打桩，这在建筑领域可是个重要的活儿。
那什么是打桩的挤土效应呢？简单来说，就好比一群人在一个狭小的房间里，突然又挤进来好多人，原来的人就被挤得没地方站啦！打桩的时候也是这样，桩往土里一插，周围的土就被挤得“无处可逃”。
你想想，这土被挤得慌了神，能乖乖听话吗？当然不能！它们就开始“捣乱”啦。
比如说，会让周围的地面鼓起来，就像吹气球一样，这要是在建筑附近，那可不得了，房子的地基可能就不稳固啦，多吓人呐！这挤土效应还会影响周围的建筑物。
本来人家房子好好地在那站着，结果你这边打桩一挤，房子可能就像喝多了酒的人，东倒西歪的。
要是严重了，说不定还会出现裂缝，这多危险呐！而且啊，这挤土效应还会对地下的管线造成影响。
地下的那些管线就像埋在土里的“宝贝”，被挤来挤去的，说不定就“受伤”啦。
一旦管线出了问题，那水啊、电啊、气啊，都可能供应不上，这生活不就乱套了嘛！那怎么应对这让人头疼的挤土效应呢？这就像是打仗，得有战略。
比如说，可以调整打桩的顺序，就像排兵布阵一样，有规划地进行，别一股脑儿地乱打。
还可以控制打桩的速度，别打得太快太猛，给土一点“喘息”的机会。
再比如，提前在周围设置一些防护措施，就像给周围的土穿上一层“防护服”，减少它们受到的影响。
还有啊，采用一些特殊的桩型，就像给桩穿上了“隐身衣”，能降低挤土效应的影响。
总之，打桩的挤土效应可不能小瞧，得认真对待，不然就会给工程带来大麻烦。
我们得像对待一个调皮的孩子一样，耐心地引导它，让它别捣乱，这样才能保证工程的顺利进行，建造出坚固可靠的建筑。
你说是不是这个理儿？。
挤土效应和振动影响质量问题及防治对策有哪些？-工程
挤土效应和振动影响质量问题及防治对策有哪些？-工程
挤土效应和振动影响质量问题及防治对策有哪些？
1、挤土效应和振动影响
原因分析：
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，使四周土体产生了附加孔隙水压力，产生挤土效应；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，。
影响桩机施工质量以及土方开挖时对桩身的破坏。
防治方法：
（1）控制布桩密度，对桩距较密部分可采用预钻孔（引孔）沉桩方法，孔径约比桩径小100mm，深度宜为桩长的1/3～1/2，施工时应随钻随打，
工程
《挤土效应和振动影响质量问题及防治对策有哪些？》(https://www.)。
（2）控制沉桩速率，并制定有效的沉桩流水路线，控制日成桩量。
（3）设置袋装砂井或塑料排水板，消除部分附加空隙水压力。
（4）开挖地面防震沟，消除震动，沟宽0.5～0.8M。
（5）沉桩过程中应加强临近建筑物、地下管线的观测、监护，对靠近特别重要的管线及建筑物处可改其他桩型。
（6）控制施工过程中停歇时间，避免由于停歇时间过程，摩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。
沉桩挤土效应课件
n 设置取土泄压孔 可以在打桩区域内设置一些取土孔，使打桩孔压
消散，减少打桩挤土效应。在打桩过程中，在适当的 位置设置一些取土孔，一利于孔隙水压力的消散，进 而方便打桩孔压的消散，从而减少沉桩挤土效应。
一排桩或几排桩(一般桩挤土效应的监测： 为了控制沉桩挤土效应，减少沉桩挤土效
应对周围环境的影响，需要在打桩的过程中监 测沉桩挤土效应，具体主要监测挤土位移、孔 隙水压力、地下水位、以及地面及房屋的沉降 等内容，并将检测结果及时反馈飞设计等有关 各方。提倡边打桩边监测，以监测结果指导打 桩流程与打桩节奏。
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n 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。
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沉桩对桩周土和环境的影响
n 对于软粘土，主要有以下几点：
一、沉桩时桩对周围土体的挤压作用会导致土体 的垂直隆起，同时，在沉桩范围内有可能造成 桩的上浮。
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n 减少孔隙水压力 一般采取设置沙井、碎石桩或塑料排水板。此法
在地下有浅埋沙土层时效果更好。
n 预钻孔沉桩 通过预钻孔，可以消除很大部分的挤土效应，且
预钻孔施工简单，不会影响工程进度。预钻孔沉桩在 实际中应用效果很好，被广泛应用于需要严格控制打 桩挤土效应的管桩施工工地。
n 桩屏蔽减振 对于打桩振动要求严格的建筑物减振时可采用打
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减挤措施：
n 重锤轻击 采用锤击法沉桩时，可采用重锤轻击的方
挤土效应
3.3施工工程中采取的措施
(1)采用先开挖基坑后沉桩的施工工艺，减少地基浅层软土的侧向 位移和隆起，有利于降低沉桩所引起的超静孔隙水压力，从而减少地 基深层土体变位。 (2)在空心管桩施工中采用边沉桩边掘削的施工工艺，可明显增 大桩内土芯量，提高桩的排土量，显著减小沉桩挤土对地基变位和超 静孔隙水压力的影响程度和范围。 (3)设置防挤土槽，以减少地基浅层土体的侧向位移和隆起影响， 并减小邻近浅埋式基础的建筑物和地下管线的差异变位影响。
挤土效应
1、概念 预应力管桩施工时会遇到一种成为挤土效应的现象，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。如 图1所示。
图 1
图 2
图1 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，使 周围开挖坑基坍塌或推移增 大，对已经施打的桩的影响 表现为桩身倾斜及浅桩 （≤20m）上浮。（如图2所示）
(4)合理安排沉桩施工顺序、进度。
(5)采用降低地基中地下水位或改善地基土的排水特性，减小和加快 消散沉桩引起的超静孔隙水压力，防止砂土液化或提高邻近地基土体的 强度，以增大其对地基变位的约束作用，从而减少地基变位及其影响范 围。 (6)设置防挤孔，以减少地基土体的变位值及其影响范围，并减少对 邻近建筑的变位影响。 (7)采用防渗防挤壁，可适当控制超静孔隙水压力的影响范围，并加 强对沉桩邻近地区地基变位的约束作用，有效地防护邻近建筑物免受伤 害。
关于锚杆静压桩沉桩过程中的挤土效应相关计算探讨
关于锚杆静压桩沉桩过程中的挤土效应相关计算探讨摘要: 锚杆静压桩是一种用于建(构)筑物纠偏的施工方法,在软土地区已经得到了广泛的应用,取得了良好的效果。
作为挤土桩,在沉桩过程中,会对周围环境产生影响:(1)压桩时桩周土层被压密并挤开,使土体产生水平移动和垂直隆起,可能造成邻近已压入的桩产生上浮、桩位偏移和桩身翘曲折断。
并可使邻近建筑物破坏、管线断裂、道路不能正常使用等;(2)压桩使土中超孔隙水压力升高,造成土体破坏,也会导致土体垂直隆起和水平位移。
鉴于这些负面影响,分别用柱形孔扩张法和有限元方法对锚杆静压桩挤土效应进行计算,并结合工程实例对两种方法的计算结果进行了比较。
关键词: 锚杆挤土效应有限元扩张法1锚杆静压桩挤土效应的柱形孔扩张法1.1基本假设(1)土体是均匀的、各向同性的Mohr-coulomb材料,在球应力作用下不会发生屈服;(2)不考虑土体自重的影响;(3)忽略压桩后土体的应力释放;(4)忽略桩侧摩阻力。
1.2计算模型(见图1)图1柱形孔扩张计算模型注: Ru—桩的半径;Re—桩周应力影响区半径;Rp—塑性区半径1.3桩周土体塑性区半径公式的推导对于图1的模型,为半无限空间土体受圆形均布荷载作用问题,其附加应力我们取圆心下方的应力值进行计算。
由Bouss-inesq公式进行积分,可求得圆心处下方的应力值如下:式中:P———压桩前地基土中的附加应力;d———附加应力作用面半径;z———计算应力点的计算深度;v———土体的泊松比。
为后面计算方便,令:把压桩过程中桩周土体的本构关系看作水平的平面应变问题,那么压桩后,原孔扩张的面积应该和弹性区及塑性区面积变化相同,可以得到以下关系式:式中:Up———弹塑性边界点的径向位移;Δ———塑性区平均体积应变。
上式的左端为扩张面积,右端的πRp²-π(Rp+Up)²项为弹性区面积变化,π(Rp²-Ru²)Δ为塑性区的面积变化。
预制支护单桩沉桩挤土效应分析
预制支护单桩沉桩挤土效应分析摘要：基坑支护中，预制桩沉桩产生挤土效应，对周边环境产生了较大影响。
基于Sagaseta的源-汇理论，推导出单桩沉桩挤土位移计算公式，并通过数值计算分析出沉桩挤土位移场规律：单桩桩周4~5倍桩径范围是挤土位移急剧变化区，单桩在其两侧的挤土影响范围约为1倍桩长；在承载力满足要求的条件下，可优先考虑选用直径400~500mm的预制支护桩，具有重要工程意义。
关键词：预制单桩；沉桩；挤土；位移计算中图分类号：TU473.1 文献标识码：A 文章编号：Soil Compacting Effect Analysis of the Single Precast Retaining PileAbstract: During the foundation pit construction, the soil compacting effect was caused by the precast pile. It had more influence on the surrounding environment. Based on the Sagaseta’s theory, the displacement formula of the single precast pile was derived. And the numerical calculation about the soil-compacting displacement was done. It obtained some useful conclusions. The soil-compacting displacement changed rapidly in the range of 4~5 times the pile diameter. The influence area of the soil-compacting around the single pile was about one pile length. If the bearing capacity was satisfied, the precast retaining piles with the diameter of 400~500mm may be used in preference. These had important engineering significance.Key words: single precast pile; pile driving; soil-compacting; displacement calculation随着城市地下空间开发的规模越来越大，深基坑支护工程面临着前所未有的机遇和挑战。
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。
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
PHC桩沉桩挤土效应的监测
（ ）深层 土体位移 １
管桩在施 打过 程 中的挤土 效应使周 围土
体发 生一定 量 的变形 。通过测 定埋设 在搅拌 桩 区域 内测斜 管 的侧 向变形 发展 情况 ， 了解
打 桩施 工挤 土效 应 对搅 拌 桩 的影 响 。 指导 为 管桩施 工 、 制施工 流程 与速率 提供依据 。 控
线 及进 出段线采 用搅拌 桩加 固地基 ，搅拌 桩 长 ７ 间距 为 １ ｍ， ｍ， ． 按正 方形 布置 。路基 典 ２
型断 面图 如图 １ 。
采用 Ｐ ５０ 型桩＋ ４ Ｃ一 ０ Ａ Ｃ ０钢 筋 混 凝 土筏 板 加 固 ， 桩长 度 为 ４ ｍ ， 管 ３ 根据 地 质 资料 显示 ，
②
③
粉质粘土
淤泥质粉质粘土
硬塑一 软塑状 ０ ３５ ～．
流塑状
１０ ２
１． ８８
１． ７ ６
１． １．２ ５ ８ １ １ ３４ ６ １６ ． ． ０ ０
８８ ４２ ２５ ０５ ． ７ ．Ｏ ．５ ． ６
２５ １ ． ８ ．～ １ ０ ０
③
④
０５ 设 置一个 测点 。 隙水 压力孔 内共布设 ． ｍ 孔 ４只孔 隙水 压 力计 ， 孔 隙水 压 力 计 标 高如 各
表 ２ 。
直 接 导致 土体 内孔 隙水 压 力 的增加 ， 隙 水 孔
压 力 的增 长 与 消散 是 土 体 扰 动 与 逐 步恢 复 的具体 表现 。 通过 对埋 设在搅 拌 桩 区域 内不
Ⅱ一Ｉ
，
Ⅱ一Ⅱ
４８ ． Ｌ
１
１
ｆ ，
ｉ ２ １ ２ ｌ ． ． ４ ４ ｌ ｌ
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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。
此外，桩土挤压应力和相对变形，桩土摩擦效应，桩端土体扰动对挤土效应也有影响。
总体说来，圆孔扩张理论法分析沉桩过程在桩侧土体的应力与变形解答上是合理的，其计算结果对工程实践具有一定的指导意义，但还存在上述问题。
许多学者[1][2]在圆孔扩张理论的基础上进行改善，使其更符合实际情况。
3.2应变路径法应变路径法由Baligh 等学者提出。
该方法利用一个点源的运动分析光滑圆头桩压入土体的过程，假定土体的变形与应变不是由剪应力控制。
由此得到不考虑本构关系的应变场，进而求出土体的应力。
应变路径法可以考虑土的变形与竖向位置的关系与桩贯入的连续性。
应变路径法可以求出贯入过程中桩周土体应力、位移分布的大致情况。
但是应变路径法也有不足之处，桩型和桩土界面的摩擦是该方法无法考虑的，该方法在本质上属于近似的计算方法，且计算繁琐。
3.3有限单元法由于沉桩机理十分复杂，尤其是当土体采取复杂的本构模型或者沉桩边界条件复杂时，挤土效应的解析解往往非常很难以求得。
利用有限单元法模拟桩体的贯入过程，能够较好的解决沉桩过程中的几何非线性和材料非线性问题，可以较全面求解沉桩过程的解答，采用有限元法分析沉桩过程，主要有大应变模型与小应变模型两种类型。
有限元模拟沉桩主要有三种思路：（1）基于圆孔扩张理论的有限元法：这种方法的思路简单，可以考虑沉桩挤土对桩周土体的水———————————————————————作者简介：华夏（1972-），女，河南固始人，工程师，国家二级注册建筑师，现从事工业与民用建筑的设计工作。
沉桩挤土效应浅析Analysis on Pile Sinking Compaction Effect华夏Hua Xia（河南省固始县城建局宏基建筑勘察设计室，固始465200）（He'nan Gushi Construction Administration Bureau Hongji Construction Survey &Design Office ，Gushi 465200，China ）摘要：本文在前人研究的基础上，分析了挤土效应产生的机理，总结了目前常用的解决方法，分析其适用范围，提出了减缓挤土效应不利影响的措施，为工程建设提供了思路。
Abstract:Based on the former research,the article analyzes the mechanism of compaction effect,comes to the common resolutions,and analyzes the scope of application,puts the measures to reduce the negative influence of compaction effect,providing idea for engineering construction.关键词：挤土效应；静力压桩Key words:compaction effect ；static pile loading中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）02-0087-024.3加强电能质量的测量和治理运行监督部门应对电能质量指标做到全面运行监测。
在电能质量治理上必须遵循《电力法》规定，“谁污染、谁治理”的原则。
目前在管理上应加大宣传力度，提高对电能质量重要性认识，在普及电能质量知识基础上对相关专业人员进行技术培训，使其对标准的使用和治理措施选择上不出错。
5结束语建筑供电质量，特别是谐波污染的日益严重已引起各方面的高度重视。
随着对谐波产生的机理、谐波现象的进一步认识，将会找到更加有效的方法抑制和消除谐波，同时也有助于制定更加合理的谐波管理标准。
加大对谐波研究的投入将会大大加快对谐波问题的解决，当然谐波问题的最终解决将取决于相关技术的发展，特别是电力电子技术的发展。
随着国民经济、谐波抑制技术的进一步发展、法制的进一步完善和对高效利用能源要求的增强，谐波治理问题最终将会得到妥善的解决。
我们在对建筑供电电能质量现状研究与对策方面虽然做了一些工作，但还存在着很多不足。
如对电压波动和闪变及电压暂降等指标还没有关注，对谐波监测的数据积累的也不是很多。
但随着用户对优质电能需求水平的提高，在社会公益和经济杠杆的双重作用下，人们将会自觉地逐步保证电能质量，为用户提供合乎要求的优质电能。
参考文献：[1]许民.建筑用电系统谐波控制与无功补偿[J].供用电，2007.[2]杜毅威.办公建筑低压配电系统谐波治理设计[J].建筑电气，2009.[3]朱明硕，陈校.浅谈建筑物配电系统谐波治理[J].智能建筑电气技术，2009.[4]王昕，丁玉凤，王舟，洪波.智能建筑中的电能质量问题及其监测[J].现代建筑电气，2010.[5]马占敖，孙立超，田牧迪.高层建筑配电系统谐波抑制[J].吉林建筑工程学院学报，2010.·87·价值工程平作用，能够较好的模拟桩周土体的水平应力与水平位移，不足之处在于没有考虑桩土的摩擦效应，不能较好的模拟桩体贯入过程中桩与土的相互作用；（2）力贯入法：在桩顶施加力模拟桩体就位，这种方法可以考虑桩土的摩擦效应与挤压效应，但是该方法很难得到完整的桩体贯入过程且计算较为费时；（3）位移贯入法，在桩顶施加位移荷载模拟桩体的贯入，该方法与实际较接近且计算用时较少，但涉及大变形，有限元处理困难。
有限元模拟桩贯入存在以下问题：有限元理论及编程复杂，不利于工程应用；工程实际往往比较复杂，精确模拟沉桩过程困难；有限元法的计算精度对物理力学参数要求较高，工程很难得到全面计算参数。
不少学者用有限元法解决挤土效应[3][4]，在工程上推广还需探索。
3.4滑移线理论该理论由Mayerhof 等[5]提出，将桩体的贯入问题视为承载力问题，采用滑移线理论来求解。
滑移线理论在数学上求解相对简便，但是其计算结果的可靠性不高，因而应用的较少。
3.5室内模型试验与现场实测方法对压桩过程其进行精确分析难度较大，学者[6]借助模型试验与现场观测法，分析沉桩挤土。
沉桩的现场实测主要包括沉桩产生的桩周土体的位移、沉桩前后桩周土体的剪切强度、沉桩之后桩周土的变形特性、挤土前后桩的承载力、沉桩产生的超孔隙水压力与其消散过程等。
模型需按比例缩小，测得的结果与实际情况有出入，将结果应用于工程需要修正。
工程经验积累，通过统计得出挤土效应规律对于工程实践有积极意义，但是挤土效应观测时间较长，许多参数的测定较为困难。
4群桩挤土效应的研究方法桩群桩施工过程中，桩与桩之间相互影响[7]：先期打入的桩刚度较大，可以部分限制土体的侧向变形，先打入的桩对后打入的桩有遮拦效应，后续施工产生的挤土效应由于先期打入的桩的存在会与单桩有很大的区别。
桩周土体受到多根桩共同作用，其应力状态与位移是所有单桩挤土效应的叠加，不同的施工顺序对挤土效应影响很大。
目前群桩挤土效应的分析有以下几种方法：（1）应变路径法，由应变路径法求出单桩解答，结合拉格朗日插值法求得群桩挤土的解析解；（2）等量桩法，将群桩等效为单桩，以圆孔扩张理论求解等效单桩的挤土效应解析解；（3）球形孔扩张理论，群桩中所有单桩对土体的影响按照权重进行叠加；（4）有限元法，基于单桩挤土有限元法对群桩进行模拟。
5减小挤土效应的措施目前，工程上常用的减小挤土效应的措施主要有以下几种：（1）采取预钻孔取土打桩措施，这种方法的作用相当于增加了塑性区内的体积压缩变形。
有些研究[2]表明桩径过小时这种方法作用不甚理想。
（2）合理安排打桩方向，研究证明先打入的桩对后施工的桩有一定的遮拦作用，为了保护管线等市政设施可以才去背着设施方向打桩。
（3）合理确定沉桩的速率，同一时段内沉桩数量过多，挤土效应相互叠加，沉桩对土体的扰动较大，适当控制沉桩初期的压桩速率。
（4）设置排水砂井或塑料排水板，形成良好的排水通道，可以加速超孔隙水压的消散，加速土体的固结。
砂井的设置比使用塑料板效果较好。
（5）设置防挤槽或者挖沟保护，这种措施可以显著减小沉桩对表层土的挤压，对埋置较浅的管线可以起到一定的保护作用。
参考文献：[1]施建勇，陈文，彭劼.沉桩挤土效应分析[J].河海大学学报，2003，31（4）：415-418.[2]罗嗣海，侯龙清，胡中雄，潘小青，黄松华.预钻孔孔径对部分挤土桩挤土效应的影响研究[J].岩土力学，2002，23（2）：222-224.[3]张明义，邓安福，干腾君.静力压桩数值模拟的位移贯入法[J].岩土力学，2003，24（1）：113-117.[4]梅国雄，宋林辉，宰金珉，周峰.静压沉桩挤土机理探讨及有限元分析[J].计算力学学报，2008，25（5）：660-664.[5]Mayerhof G G.The ultimate bearing capacity of wedge shaped foundations.In:Caquo A ed.Proc 5th ICSMFE.Paris:Dunod Press ，1961.[6]周火垚，施建勇.饱和软黏土中足尺静压桩挤土效应试验研究[J].岩土力学，2009，30（11）：3291-3296.[7]罗战友，龚晓南，朱向荣.考虑施工顺序及遮栏效应的静压群桩挤土位移场研究[J].岩土工程学报，2008，30（6）：824-829.0引言近年来给排水工程设计的经验教训告诉人们必须在设计的观念上要有一个较大的革新，或者说必须有一个新的认识才能真正确保给排水工程的设计质量的提高，即良好的功能和良好的建筑形象的高度统一。