预应力混凝土桩挤土效应的难点解析

预应力混凝土桩挤土效应的难点解析

宋宇

上海中船勘院岩土工程有限公司上海200063

摘要：随着国家经济的发展，我国建筑行业也得到了长足的发展，科技的发展对建筑施工方式进行了优化，在现阶段的建筑作业中，越来越多的将预应力混凝土桩运用在工程建筑中，并且得到了良好的效果，本文结合预应力混凝土桩挤土效应的概念进行阐述，并针对将其运用在施工工艺中的难点科学的总结，同时提出了一些有效的解决措施。

关键词：预应力；混凝土桩；挤土效应；难点；探析

前言

预应力混凝土桩在建筑过程中是作为一种预制桩存在的，因为在建筑过程中，沉桩过程会对混凝土产生挤土效应，挤土效应的出现会为建筑工程的混凝土桩施工带来一些困难，一部分土会伴随挤土效应被挤入到混凝土管桩内部，从而导致土塞现象。预应力混凝土桩在建筑中会对平面布置的灵活度以及室内空间的拓展产生有利的作用，因此建筑单位要对预应力混凝土桩施工过程中易产生的挤土效应做好分析，并对挤土效应提出相应的防治措施。

1预应力混凝土桩挤土效应概述

在预应力混凝土桩施工中，静压法是比较常见的一种施工工艺，并且被较广泛的应用在施工过程中。由于在混凝土桩施工中，在进行混凝土沉桩的过程中会导致周围土体的结构受到影响，如果沉桩过程中产生的预应力过大还会对周围的土质进行破坏，从而在很大程度上改变了土体的预应力状态，这就等于是将预应力混凝土桩内的土向外进行排挤，不仅从很大程度上改变了周围土质的承载能力，而且几乎将周围的土体变成了非压缩性土质。体现在施工中的状态为位置发生转移，并且在混凝土桩尖部位置和周边的位置的土体不能受到有效的排水剪切，并且会快速的向周边位置进行移动[1]。一旦出现这样的状况，将会产生很大的剪切变形，不仅会影响到混凝土施工的质量，对整个工程的结构也会产生重要的影响。土体出现剪切变形会使自身的排水强度和抗剪强度都会很大程度的降低，同时还会影响到旁边桩体的结构，降低旁边桩体结构的排水能力和抗剪能力。并且挤土效应还会使桩体内等量的土体在混凝土沉桩的过程中向上方位置突出隆起，而且对周围的土地也会产生影响，导致周围土体也会受到挤土效应而出现隆起。同时由于向上的覆盖土层由于压力产生的作用，不能向上隆起，就要向地面以下较深的土体进行挤压。通常情况下，由于混凝土桩的群桩产生的预应力作用，会使预应力的作用产生叠加，从而会对已经打入桩和临近的管线也会发生位置的移动。

2预应力混凝土桩挤土效应产生的难点

结合以上对混凝土桩预应力产生的挤土效应进行的概述，可以进行判断，由于预应力混凝土桩在沉桩的过程中会对周围的土质造成影响，其自身的体积会占据原有土体的空间，从而将原有的土体向外排挤，挤土效应的出现会对混凝土桩自然沉积过程中的平衡力遭到破坏。同时随着预应力混凝土桩的不断压入，所产生的挤土效应也会越来越强，对周围土质产生的破坏作用也会越来越大，土体的挤压应力逐渐增大的过程中，对周围土体和环境的破坏力也是逐渐加大的，会导致混凝土桩与体积等量的土体出现收缩、蠕变等现象，这对整体施工质量的影响也是十分严重的。而且预应力混凝土桩出现的挤土效应还会使原来土体的水平位置发生变化，位置的移动会导致沉桩区域由远及近的发生水平移动，而且随着移动位置的不断变化，位移的速率也会越来越快。在压桩的过程中，还会造成超静空隙中的压力加大，因为压力的加大而造成土位的升高，同样会对周围的土质造成影响[2]。另外周围未遭到破坏的土体也会因孔隙水压力的变化而发生位置的转移，导致土体的整体状态向上方位置发生变化，会导致土体的隆起以及发生位置的转移。

3防治措施

3.1进行多次复压

在预应力混凝土桩沉桩的过程中，出现的挤土现象不仅会对自身土体造成影响，会导致位置的迁移以及土体状态的向上隆起，而且还会对旁边的土体造成影响。因此做好对挤土效应的防治是十分必要的，虽然挤土效应在施工的过程中是很难避免的，但是施工单位却要针对易出现的挤土效应的原因做出科学的分析，要针对挤土效应对土体产生的影响做好客观的分析，要对每一个施工环节进行严格的把控，这样才能够提高预应力混凝土桩施工的效率。针对挤土效应，首先要对土体进行多次的复压，不仅对自身土体挤压，还要对周围的土体一起进行挤压。根据土体的压力承受范围，先按照70%的承载能力对土体进行复压，将已完成的土体结构进行二次破坏，在接下来的复压环节中，要按照土体的最大承载能力来进行。

3.2做好沉桩顺序的调整与速率的控制

在预应力混凝土沉桩施工的过程中，做好沉桩顺序的调整与沉桩速率的控制也是十分重要的，因为调整沉桩的顺序可以减少预应力混凝土沉桩过程中对土体产生的破坏，会使土体的承载能力有一个逐渐增加的过程，从而不易使土体在没有做好预应力承载的状态下接受较大的力量冲击，最后形成挤土效应。在顺序的调整中，首先要对跳打过程严格要求，将跳打的间距做好科学的控制，一般情况下，跳打的距离以不小于2排桩或5厘米，相邻桩之间的距离也不得小于7d，另外沉桩的速度也要做好科学的控制，一般要控制在20~30根/d的范围内。施工完成以后，还要做好对速率的监测，以便根据沉桩的状态做出适时的调整。

3.3做好竖向排水体做与钻孔排水的设置

为了将挤土效应有效的防治，除了在预应力混凝土桩施工的过程中做好多次复压工艺和做好沉桩速率的控制之外，做好竖向排水体与钻孔排水位置的设置也是十分重要的。在施工进行中，超静孔隙产生的水压力会急速的进行传播和消散，这也是导致土体发生位置转移的主要原因，因此施工人员可以先在沉桩区域内将一些钻孔排水装置布置在其中，在钻孔排水装置的选择上，孔径大概为300~400毫米之间，孔深也要控制在10~20毫米之间，做好竖向排水体与钻孔排水位置的设置，才能够为桩沉构建良好的条件，也会有效的避免周围的土体遭到挤土效应的破坏[3]。另外，消挤孔也有较好的排水作用，在现在的工程施工中，这种方法也得到了广泛的应用。

3.4做好监测环节

监测环节是预应力混凝土桩施工过程中的最后一个环节，也是至关重要的环节。做好监测环节，能够保证工程施工的质量，对有效的防范施工后期产生的风险也有很大帮助。在监测进行的过程中，监测的内容包括对工程周边建筑物、土体的沉降、倾斜、水平位置的移动进行监测，监测有没有发生较大的变化，并对产生变化的地方及时做出施工的调整。其次还有对土体的内部也要进行监测，要做好对土体本身位置和状态的监测。最后是对建筑的地面进行监测，主要监测地面是否有沉降、隆起现象的出现。监测要按照科学的步骤，要全面细致的进行，做到对土体的变形情况随时监测，随时掌握。

结语

总之，结合本文对预应力混凝土桩挤土效应做出的分析，虽然我国在这项施工技术的实行上起步较晚，但是发展速度比较快，就目前的发展状况来看，我国的很多建筑单位已经掌握了一些科学的施工技术和管理经验，已经能够将预应力混凝土桩挤土效应灵活的运用，并在工程施工中取得了一定的成果，因此施工人员一定要对技术的难点内容做好分析，尽量在施工过程中将混凝土桩的挤土效应产生的影响降到最低，从而进一步对我国预应力混凝土桩的挤土效应进行优化。

参考文献：

[1]唐为峰，王春，李本贵，王干，万征.基于SMP强度准则的预应力混凝土管桩的挤土效应分析[J].土工基础，2013，27（06）：59-61.

[2]孙海涛.论预应力混凝土管桩施工的挤土效应[J].价值工程，2010，29（30）：66.

[3]陈瑞林.预应力混凝土管桩挤土效应分析及防治[J].科学之友，2010（14）：100-101.