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：
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（ 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 — ２ １ ｄ 。
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 ５ ０ ０ ｔ 。 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
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【 文章编号 】 ２ ０ ９ ５ — ２ ０ ６ ６ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ — ０ ２ ９ ５ — ０ ２
静 压 开 口管桩 沉桩 挤 土 效 应 机 理探 讨
朱颂阳（ 中国 一冶交通工程公司， 湖北 武汉４ ３ ０ ０ ８ １ ）
（ １ ） 施 工 机 械 需要 进行 维 护 管理 ， 保 证 其 性 能 满足 施 工要 承 桩 、 摩 擦 端 承 桩基 础 将 引起 不 均 匀沉 降 。
（ ２） 防治方法：
（ ２ ） 地 面 平 整 困难 ， 应 适 当在 松 软 的 地 面 铺 设 压 栽 ， 使 桩
① 桩 基 完成后 宜 对桩 身进 行 复 压 １ ～ ２次 ， 甚 至 多次 ． 即所
② 当桩 一 直 深 埋 ， 桩 不 能退 出 ， 可 以 使 用 小钻 钻 到 中间 的 ③ 选择 的 桩 机 能 量 大 小 应 与 设 计要 求 、 桩 长、 桩 径 和地 质
条件 匹配， 桩 型， 重 量 应符 合 施 工要 求 。
钢 管桩 钻 孔 将 继 续 桩 屏 障后 的钻 穿 。 的桩 群 接 近 越 大 。 特 别 是 在 饱 和 粘 性 土 成 大 量 的 密集 群 桩 ． 桩 孔 里 ，
证 不 能 形 成 封 闭 桩
（ ３ ） 施Ｘ － 过 程 中桩 身发 生 倾 斜 ； （ ４ ） 桩帽、 桩 身存 在 偏 差 不 在 同 一直 线 上 ； （ ５ ） 打 桩 没 有 严 格 按 照 顺 序 来进 行 ， 进 而使 得 应 力传 播 不
均 匀， 受 力不同最终导致倾斜 ， 尤其是在地 下室的施 工中。 基
口管桩 施 工方 法 带 来 的压 力 ：
４ 具体操作方案参考
根 据 工程 特 点 ， 结 合 因素如 经 济 、 实用 效 果 ， 操作方便 ． 建
议按 照 以 下方 案 ： 应 力 释放 孔 ＋ 防挤 沟措 施 ＋ 监 测
（ ３ ） 在 施工过程 中， 桩 身要 保 证 一 直 垂 直 ， 如 果 发 生 倾 斜 会 对施 工质 量 和 人 身 安 全造 成影 响 。在 工程 中通 常 都 是 通 过 第 一 节桩 的调 节 来 控 制 整 个桩 身 的偏 差程 度 ，从 第 一 节 桩 开 始， 在 其 垂 直度 ５ ％以 内 ， 其桩身、 桩 长、 桩 帽 必 须保 证 在 同一
力会 逐 渐 变 高并 对 重 塑 区域 造 成 影 响 ．使 得 土体 的抗 剪 强度 大 大 降低 ， 促使 周 边 邻 国经 验 不 排 水 抗 剪 破 坏 、 土 和桩 量 等 量 的 土桩 过 程 中使 桩 在 较 大 的 侧 向 位 移 和 隆起
防 治 办法 ：
① 打 桩 前 必 须 要 对 场 地 原 有 建 筑 进 行 了解 详 细 ，并 安排
管 桩施 工后 被 打 包的 钢 管 桩 ． 桩 承 载 力 满足 设 计要 求 ． 避 免 传
围护 结 构 效应 ： 同 时 应 对 数 量 的 桩 进 行 必 要 的 控 制
围 护 结 构在 拥 挤 的 坏 ． 使 静 水 基 坑 近年来． 静 压 开 口 管桩 的 应 用 日益 广 泛 。 其 优 点 在 于 工 播 在基 坑 的 土压 桩 过 程 中 ． （ ３ ） 设 置 袋装 砂 井 或 塑料 排 水板 ， 消除 部 分 的 超 孔 隙水 压 力， 减 少土壤 挤 土现 象 ； 设 置 隔 离板 桩 或 地 下 连 续 墙 ， 挖 沟， 消
条 直 线上 ：
沿桩 在 打 桩 区域和 建 筑物 之 间 ，平 行 于 建 筑 面 积 外 沿轴
６ ｍ设 置杆 应 力 释 放孔 、 三 角排 列 （ 图 １ ） ， 孔径 ３ ０ ０， 孔距 １ ２ ０ ０，
孔深 １ ３ ｍ ， 孔 内 应 用 泥 浆 护 壁 ， 内置 竹 片 防 护 笼 ， 长 ６ ｍ， 用
（ ４ ） 管 桩 接 头 不 宜过 多 ， 应 当控 制 在 ３个 以 内 ， 其接 头 选
择 在 合适 的桩 端 位 置进 入 土 体 ：
＋ ８ ＠１ ｏ ｏ ｏ箍 筋箍 紧 ， 外 包编 织 袋 （ 图２ ） 。
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【 摘 要 】 本文通过研究开 口管桩的挤土机 理和效应 ， 分析 了开 口管桩 的挤 土效益对环境和工程的影响 ， 提 出了一些预 防措施 ， 使桩 的挤土效
益 带 来 的 危 害得 以减 少 。
【 关键词】 开口 备桩； 沉 桩； 挤土效应ｉ 预防措施
引 言
期短、 质 量 便 于控 制 、 噪音 小 、 无施 工震动等 ， 缺 点 在 于 其 受 到 挤 土 作 用 比较 明 显 ． 因此 容 易对 周 边 建 筑物 产 生 一 定 的 影
面压 力过 大进 而发 生弯 曲 ：
３ ． ４ 桩 身抬 高
（ １ ） 原 因 分析 ： 施 工过 程 中 由 于挤 土 作 用 可 能 引起 局 部 堆 积 ．尤 其 是 端
笔 者通 过 总结 归 纳 出． 防 治 办 法应 当从 以 下 方 面做 好 ： 求． 避 免 由 于设 备 上 的 问题 而影 响 施 工 质 量 ；
３ 沉桩 时不能继续沉桩 的原 因及对策
３ ． １ 遇 到浅 层 障碍
（ １ ） 原 因分 析 ： 由 于地 质 勘 察 报 告 中不 能 强 调 浅 层 ３ ４ ｍ） 的 旧基 础 、 大 粒子， 一堆复杂的动作 ． 使桩 土的变化 ， 这 种 变 化 主 要 是 径 向 分 布 性 质 和 深 度 ， 较深部 （ ２ ０ ｍ左右 ） 的硬 性 老 粘 土和 很 密 实砂 层 、 沙砾 石 位 移 ．桩 端 和 桩 一 定 范 围 内的 土壤 在 不排 水 抗 剪 和伟 大 的 水 孤 石 ， 平挤 压 ， 桩 土很难被压 缩， 容 易产生剪切 变形 ， 进 而 孔 隙 水 压 层 等 问题 时 无 法施 工
（ ２ ） 控 制 沉桩 速 率 ， 一般控制在 ｌ ｍ／ ｍｉ ｎ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 高后 低 、 宜先 长 后短 ， 若桩 较 密 集 ， 且距建筑物较远 ， 场地开阔时 ， 宜从 中 间到
四周进行 ； 若桩 较 密 集 ， 场地狭长 ， 两 端距 建 筑物 较 远 时 ， 宜从 坑 较 深 而 桩 帽之 间 又 不 能 隔得 太近 ，因 此 方形 桩 体 特 别 容 易 发 生 滑 动 ； 中 间到 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 ３ ０根 的 群 桩 基础 ， 应从 中心位置向外施打 ； 承 台 边缘 的 桩 。 待 承 台 内其 他 （ ６ ） 打 桩 过 程 中遇 到 的 大 块 的 硬 质 材 料 ， 使 得 打 桩 受 力发
２ 防治 的途径
（ １ ） 控 制 布 桩 。 采 用 预 钻 孔 沉 桩 方 法 进 行 密 集 管 桩 的 施 纠 正 使 得 设 备 的 性 能 无 法得 到 完全 的 体现 ： （ ２ ） 桩 基 质 量 太低 引发 桩 身 产 生 不 均 匀的 沉 降 ． 进 而使 得 工， 孔 径 大 小低 于 桩 径 ５ ０ ｍ ｍ 左右 ， 深度在桩 身长度的 １ ／ ３左 ． 右最为适宜 ． 施 工 可 以采 用钻 打 结合 或 者 间 隔跳 打 ． 但 是 要 保 桩 身发 生 倾 斜 ：
控 制 挤 土 效 应
（ ４ ） 打桩 相 邻 建 筑 物 、 地 下 管线 应 加 强 观 察 的 过 程 中尤 其
重要 ， 监护 ， 靠近 管 道 和 建 筑在 其 他 桩 型 可 以 改 变 。
１ 产 生的机理
静 压 开 口管 桩 沉 桩 挤 土 ，桩 体 贯 入 土 中后 ， 管 芯 形成 土 塞， 桩 周 土 体 受 到 强 烈扰 动 ． 倾 向 于使 周 围 土壤 的 结构 桩 由 于 桩 扰 动 ．改 变 了土 壤 的 应 力状 态等 于桩 基 周 围的 土壤 体 积 的
生 变化 ：
桩 打 完 并 重 新 测 定 桩位 后 ， 再插桩施打 ； 有 静 压 管 桩 的 深 基 坑
围护 结 构 ， 适 当的压桩第一 ， 然 后 采 取 的 基 坑 围护 结 构 ， 这 样 可 以 避 免 由 于 围 护 结 构 使 桩 在 基 坑 的 土 不 能 传 播 ． 因建 设 钢
工安 全 ． 因 此在 土体 回 填 时 需 要 保证 施 工 场 地 的平 整 ， 可 以 采
② 桩 基 施 工 完成 后 宜进 行 必 要 的 静 载检 测 ， 以检 验 是 否
达到 设 计 要 求
取适 当措 施 来 提 高 桩基 的承 栽 能 力 ．保 证 其 能 够 承 受 静 雅 开
展 开探 桩 施 工 ： 对 浅层 障碍 物 可 用挖 土机 挖 除 ． 当无 法 进行 操
可 采 用 钻 机 钻 穿 障碍 物 ， 然后 在 孔 内插 桩 后 沉 桩 ． 靠 近 水 面的 土 壤 通 常 都 是 朝 上 隆起 的 。 但是对于地下土 ． 作 施工时 ， 如移动桩框架、 方法 的 校 正 。 无 法 向上 浮 ， 从 而 无 法保 持 水 平 。 在 组 桩 施 工 中 ． 由 于 叠加 效 严 禁 强行 拉 回 ， 应， 已打入 桩 和 相邻 管道 造 成 大的 侧 向 位 移 和 浮 力 。 土壤 位 移 土 产 生 比较 大的 应 力 和 位 移 。 高超 孔 隙 水 压 力 的 同 时 由 于 粘 性 土 的 渗 透 系数 很 小 。 从 而 导 致超 孔 隙 水 压 力 消散 慢 ． 或 使 周 围环 境 的建 设 工 程 产 生 严 重 的 不 良影 响 ．桩 垂 直 位 移 和 水 平