打桩振动对周围既有建筑的影响_沈旭杰
打桩振动对周围既有建筑的影响
沈旭杰 周尊儒
(牡丹江市建筑科学研究院 157013)
【摘 要】 论述了打桩振动对周围既有建筑的影响在工程中的实用问题,以利于预先估计打桩振动可能引起的振动量及争取相应的减振措施,以便减轻振动影响。
【关键词】 既有建筑;冲击性振动
【中图分类号】 TU753 【文献标识码】 A 【文章编号】 1001-6864(2002)04-0070-01
建筑工程的基础经常采用桩基础,它有许多优点,如实用、可靠、经济、施工简便等。但桩基础的施工通常都离不开振动型机械,打桩引起的振动不能忽视,振动的危害可能对周围既有建筑物产生损伤,影响周围既有建筑物的安全,振动对人身也可能引起感觉不适和影响健康。因打桩振动而引发的民事纠纷时常发生。因此予先估计打桩引起的振动量,并采取相应措施对其进行控制,是一个具有社会效益、经济效益和环境效益的重要课题。
1 打桩引起的振动特性
打桩振动是一种冲击型振动,由于振动波向四周的幅射,形成了振动影响场,其等振线呈封闭环形,类似平静湖面投入一石子,形成的涟漪,逐渐散开。分析打桩振动主要有如下特点:
(1) 在打桩过程中,锤击能量只有很小的一部分损失在锤垫和桩垫的压缩上及桩的弹性变形和桩与土的摩擦上,大部分能量在桩尖处以弹性波的应变能形式向桩周土体和地表传播,引起地表土及其上的物体的振动。
(2) 打桩引起的振动是瞬间的锤击强迫振动,是一种脉冲衰减振动,每一锤击力波的时间约为0.4至1s。一般常用柴油打桩机产生的打桩振动,其主频率域约为20至30Hz,因此与周围既有建筑物的固有频率相差甚远,不会引起共振。打桩振动的能量也很小,一般不会超过300KN m,与地震震动的能量相差甚远,不在一个量级上,且每次打桩的间隔时间,大于振动的持续时间,因而每次打桩产生的振动能量是不可叠加的。有人用地震烈度类比法来评价打桩振动的影响是不科学的。
(3) 打桩引起的振动与桩的尺寸及桩型有一定的关系,但并不很明显。主要与土体的特征有关。土体做为振动波的传导介质,坚硬匀质密实时衰减较小,松散或断层中衰减的大,例如在岩层中,土体密实坚硬,桩愈难打,引起的振动愈大,衰减的就小,在松散的砂土中,振动衰减的就大。
2 打桩引起的振动的衰减规律
打桩时,锤击能量的主要部份在桩尖处释放,形成点状振源,振动能量转化为土的波动,在土体中扩散。这种点状振源一般产生P波(纵波)、S波(横波)和表面波(瑞利波和拉夫波)。
当桩尖处释放的能量转化为不同的波型扩散于土体内后,最终由于阻尼作用而消散了。在波的扩散过程中有两种阻尼形态出现,一是几何阻尼,是由于能量的环状扩散而存在于弹性体系之中的,二是材料阻尼,它是由于介质的材料特性决定的。综合上述两种阻尼形式,可采用高里茨(голицын)公式[3]来求解Ar:
A
r
=A
r
r exp[α(r-r
)](1)式中:A r—距离点状振源为r的点的振幅;
A0—距离点状振源为r0的点的振幅;
r
—基础底面的折算半径r
=Fπ;
α—土的衰减系数;一般土质取0.03～0.1。软弱饱和细砂、粉砂、亚粘土α=0.03～0.04;粗砂、中砂、粘
土,α=0.04～0.06;较干硬的土α=0.06～0.1;
F—基础的底面积。
采用公式(1)时,近距离的衰减计算结果与实测值相差较大,而远距离的衰减计算结果与实测值较相近。对于近距离的衰减计算按下式既方便又与实测值较相近:
A=A0r d r(2)式中:r d—基础的当量半径r d=μr0;
μ—动力影响系数:一般取值范围0.8～1。
3 打桩振动衰减规律的统计分析
对已取得的试验数据进行统计分析[1],打桩振动强度衰减规律的回归曲线可选择为指数形态(r>4m): S ij=a ij r-bij(3)则有 InS ij=lna ij-b ij lnr(4)式中:S ij,i,j—1、2、3,i分别表示加速度、速度、位移;j分别
表示垂向、径向、切向。
r—离振源的距离;
a
ij
、b
ij
—分别为回归常数。
回归结果用[lnS]阵的形式表示为:
[lnS]=
8.6015-1.5827R 10.1124-2.3095R 6.7629-1.5046R 3.7475-1.4954R 2.9286-1.6916R 3.0822-1.8649R
8.0456-1.3826R 8.5530-1.7940R 5.8072-1.4238R
式中: R=lnr可以得到[S]阵:
[S]=
5439.65r-1.5827 24646.11r-2.095 865.11r-1.5046
42.42r-1.4954 18.70r-1.6916 21.8lr-1.8649
3210.09r-1.3826 5182.53r-1.7940 332.69r-1.4238工程上安全评定标准是以速度量为准,对于打桩施工中
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低 温 建 筑 技 术 2002年第4期(总第90期)
产生的振动,一般在求解速度量时,可采用下述简化的较为实用的公式:
S
ij =a
ij
rα(5)
式中:α=-1.5对于垂向; α=-0.17对于径向;
α=-1.9对于切向。
a
ij
—由振源振动强度确定。
4 结语
按国际GB6722的规定,由于振动产生的影响场波及房屋建筑,为避免对周围既有建筑物造成损伤,以速度为标准,规定:土窑洞、土坯房、毛石房屋1.0cm s;一般砖房、非抗震的大型砌块建筑2-3cm s;钢筋混凝土框架房屋5cm s。
按上述对速度的规定,在打桩施工前进行理论估算,对打桩过程进行可靠的监测,采取有效地防护措施,即可确保周围既有建筑物的安全。
参考文献
[1] 孙铁东等.打桩影响场及震动衰减规律[M].现代力学与工
程.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1999.
[2] 孙义.打桩引起的地面振动[M].全国建筑振动学术会议论文
集.北京:中国建筑工业出版社,1997.
[3] 动力机器基础设计手册[S].北京:中国建筑工业出版社,1993.
[收稿日期] 2002-08-28
[第一作者简介] 沈旭杰,女,1965年4月生,黑龙江牡丹江人,
高级工程师,从事建筑工程监测工作。
异型桩的分析与计算方法
汤建南1 郭正崔2
(1.温州市建筑设计研究院 325000; 2.温州市大工联房地产开发公司 325000)
【摘 要】 讨论在无坚硬桩端持力层时,异型桩截面形式的确定方法及桩身材料的选择,并在桩土传力分析的基础上,对异型桩在外力作用下桩土系统的受力-变形过程及桩的承载能力进行了有限分析。
【关键词】 异型桩;基础;承载力
【中图分类号】 TU473.1 【文献标识码】 A 【文章编号】 1001-6864(2002)04-0071-03
0 引言
早在文字记载以前,人类就懂得在地基条件不良的河谷和洪积地带采用木桩来支承房屋。如1982年智利发掘文化遗址所见到的桩距今已有一万二千年,中国浙江余姚河姆渡原始社会遗址出土的桩距今也有六、七千年的历史。然而直到1893年,Wellington编辑出版的工程信息《桩与打桩》之后,工程技术人员才在经验和实测的基础上,提出了一系列的打桩公式。近年来,利用成熟的弹、粘、塑性理论分析和积累的丰富试验数据,来分析设计桩的承载能力,并对桩—土相互作用进行了多方面的研究,形成了经验和理论并重的观点来解释桩的工作行为。
随着桩身材料、构造形式和施工技术的发展,使桩的种类繁多。上世纪80年代以来,又出现了很多新的桩型,如有效利用桩端承力的钻孔扩底桩、串珠式钻扩桩、大直径钻孔桩,成桩速度很快且侧阻力和端阻力均有改善的内扩式、端夯式、复打式、冲扩式等形式的沉管灌注桩,加大桩表摩擦面积的三角形桩及相应的改善桩端阻力和桩侧阻力的注浆措施。
但是,上述桩型对软弱土区域改善效果不一。本文讨论在无坚硬桩端持力层时,异型桩截面形式的确定方法及桩身材料的选择,并在桩土传力分析的基础上,对异型桩在外力作用下桩土系统的受力-变形过程及桩的承载能力进行了有限分析。1 异型桩截面的确定
异型桩截面尺寸确定的原则是桩身结构的承载力与桩周土的提供能力的匹配。建筑结构的桩基是以抗压为主、以抗弯剪为辅的受力构件。一般认为,桩的竖向承载力以极限荷载表示,桩的水平承载力以桩头位移控制。
1.1 桩的破坏准则
桩基出现下述之一即可认为破坏,如单桩或群桩周围土剪切破坏、桩基础丧失整体稳定性、桩身结构破坏、桩基沉降及不均匀沉降导致结构物破坏或影响建筑物的正常使用。也就是说,桩承载力的含义包括了地基土对桩的支承能力和桩结构的本身的承载力,它涉及到桩土两部分材料的性质、受力状态和破坏准则。通常情况下,桩承载力是由地基土的承载力所制约的,土的本构理论已有很多假说,其中一部分已成功地应用于岩土工程的某个领域。针对具体的问题,都需要对场地土进行室内外实验,一个实用的土的本构模型,它的参数应尽量少,但应能反应问题的主要方面,其参数又可方便的确定。竖向分析时本文采用邓肯-张非线性模型。对于建筑结构来讲,桩基的水平位移不能太大,按照横山幸福的观点,可采用除水平极限地基反力法以外的另一种方法,本文采用了我国规范中的m法,鉴于采用梁柱原理分析异型截面的桩,异型截面的细节问题得不到充分体现,采用了m法与有限元对桩的水平抗力进行了分析。
1.2 单桩竖向承载力的规范确定方法
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汤建南等:异型桩的分析与计算方法
管桩的挤土效应(最新总结)
管桩的挤土效应 静压预制桩属挤土桩，由于大量桩体积的压入，破坏了土体的相对平衡状态，在不排水条件下桩必须向外挤开与自身体积相等的土体体积。施工的桩数越多，压桩的速度越快，土侧压力增量就越大，当桩周围土体结构破坏并产生隆起时，对周围建筑或地下管线设施就可能造成损害。 在饱和软土层中，由于其渗透系数小，土体挤压后导致了孔隙水压力的急剧增大，即产生了“超静孔隙水压力”。它通过地层中的含水层迅速向四周传播，其影响的范围更甚于一般土体挤密的挤压应力。压入1根桩后，就能使桩周围2m~3m范围内饱和软粘土中孔隙水压力U>G（G为上覆土总重），在此范围之外超静孔隙水压力△U逐渐减小。在不同的地质条件下，由于土的渗透系数不同，孔隙水压力的变化规律亦不同。淤泥渗透系数低，超静孔隙水压力不易消散；而在淤泥与粉细砂交互层中，由于粉细砂层渗透性相对较好，淤泥中产生的超静孔隙水压力将通过粉细砂层较快消散。 在沉桩过程中，土体挤压应力和所造成的超静孔隙水压力对邻近建筑物的影响，起了共同的作用。根据施工实践反映为浅层大、深层小、近处大、远处小，影响范围可达1~1.5倍桩长,并与地质状况、平面布桩率、压桩速度、施工顺序等因素有关。同时，沉桩本身产生的土体挤压与超静孔隙水压力还将对已施工的桩产生水平位移与上浮，造成桩基质量事故。随着打桩间歇时间的推移，所增大的土体应力与超静孔隙水压力将逐步扩散以至消失，地层重新固结又对周围建（构）筑物形成不利影响。 静压法沉桩与锤击法相比，除了无振动、无油污、无噪音外，对降低土体的挤压应力与超静孔隙水压力没有优势性，另外,由于昼夜施工以及设备太重致使地基沉陷而产生的影响更甚于锤击桩。在饱和软粘土中压桩，特别是在平面布桩率高、施工场地狭小、四周有毗邻旧建筑物的情况下，对周围环境的影响更为直接，而采取文中所述的几项防护措施并辅以施工过程跟踪监测，是能够取得预期效果的。影响范围1~1.5倍桩长，可以采用限打，或周边开挖防震沟。钻孔等方法减少对周围的影响。 3、布设应力释放孔及开挖防震沟 为了降低孔隙水压力，减轻土体挤压产生的位移，在主要受影响的西南侧（靠马路一侧）布设一排Φ600、深度15米的应力释放孔，间距1.5米，上面再开挖一条深3米、宽2米的防震沟。同样在3幢大厦的分界线处布设2排同样直径、深度的应力释放孔。受挤压的水释放入应力释放孔，该孔及防震沟中的水不断抽出，在打桩期间一直保护最低水位，缓解了孔隙水压力的上升趋势，有效地控制了土体位移的发展。 4、钻孔取土 为减少桩位土体挤压，通过与设计院协调，在不影响桩基承载力的前提下，确定预先取土15米，直径Φ600，既加快了压桩速度，又有效地减小了挤土效应。 管桩的挤土效应与土的性质、桩的密度、桩的入土深度有关，在淤泥质地基中，桩的密度越大，这种影响也就越明显，其影响范围大体为1~1.5h(h为桩入土深度)。桩越深，影响范围越大，但由于受到四周土自重的约束，桩的挤土效应也受到限止；而对于入土深度不大的浅埋基础，这种影响就不能小视的了，其影响的大小与桩的密度有关，根据本人观察和分析认为桩的密度在 2.5%以下时可不
液压打桩机操作方法与步骤示范文本
文件编号：RHD-QB-K8538 （安全管理范本系列） 编辑：XXXXXX 查核：XXXXXX 时间：XXXXXX 液压打桩机操作方法与步骤示范文本
液压打桩机操作方法与步骤示范文 本 操作指导：该安全管理文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时进行更好的判断与管理。，其中条款可根据自己现实基础上调整，请仔细浏览后进行编辑与保存。 1. 操作人员须经专业练习，了解所操作的桩机的构造、原理、操作和维护保养方法。并持有操作证，方可操作。 2. 对桩机所配置的动力装置、卷扬机、液压装置、电气装置等应按其操作规程操作。 3. 桩机的电气故障必须由电工处理。 4. 桩机的试车、安装、拆卸，拖运等应严格执行相关规定。 5. 遇雷、雨、雪、雾和六级以上风等恶劣气候时，应停止作业，风速超过七级或有强台风警报时，
应将桩机迎风向停置，必要时，应将架放倒。桩机必须采取防雷措施，遇雷电时，人员必须远离打桩。 6. 作业前首先空运转，待确定各部件状态正常后方可作业。 7. 如使用夹桩器，应先夹紧桩后再作业，作业时不得松开夹桩器。停止作业时。必须先停止振动锤的振动，后松开夹桩器。 8. 安装振动锤时，必须将振动锤运到桩架正前方2mm内。 9. 桩机行走、回转、对桩位时必须有专人指挥。 10. 桩机回转制动应缓慢，同向连续运转应小于一周。 11. 吊振动锤、吊料、吊桩、行走和回转等动作，严禁两个以上动作同时进行。
12. 升降梯严禁超载。 13. 操作人员不能擅自离开岗位。 14. 出现下列情况应立即停机检修 ①立柱、斜撑上有零件脱落。 ②振动锤电动机紧固螺栓松动，导向装置松动，激振器内有冲击声，轴承温升过高，振动锤与桩或其他装置连接螺栓松动。 ③电气装置、液压装置出现故障。 15. 如振动锤减振横梁振幅长时间过大，应停机查明原因。 16. 沉桩时应及时校正桩的垂直度。桩入土3m 后，严禁采用桩机行走或回转等动作来校正桩的垂直度。 17. 不能左、右倾斜调整的桩架立柱，调整立柱前、后应倾斜时应同时驱动左、右斜撑。
振动锤打桩机操作安全技术
编号：AQ-JS-00040 ( 安全技术) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 振动锤打桩机操作安全技术Operation safety technology of vibratory hammer pile driver
振动锤打桩机操作安全技术 使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科 学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。 1．作业场地至电源变压器或供电主干线的距离应在200m以内。 2．电源容量与导线截面应符合出厂使用说明书的规定，启动时，当电动机额定电压变动在—5％～+10％的范围时，可以额定功率连续运行；当超过时，应控制负荷。 3．液压箱、电气箱应置于安全平坦的地方。电气箱和电动机必须安装保护接地设施。 4．长期停放重新使用前，应测定电动机的绝缘值，且不得小于0．5MΩ，并应对电缆芯线进行导通试验。电缆外包橡胶层应完好无损。 5．应检查并确认电气箱内各部件完好，接触无松动，接触器触点无烧毛现象。 6．作业前，应检查振动桩锤减震器与连接螺栓的紧固性，不得
在螺栓松动或缺件的状态下启动。 7．应检查并确认振动箱内润滑油位在规定范围内。用手盘转胶带轮时，振动箱内不得有任何异响。 8．应检查各传动胶带的松紧度，过松或过紧时应进行调整。胶带防护罩不应有破损。 9．夹持器与振动器连接处的紧固螺栓不得松动。液压缸根部的接头防护罩应齐全。 10．应检查夹持片的齿形。当齿形磨损超过4mm时，应更换或用堆焊修复。使用前，应在夹持片中间放一块10—15m厚的钢板进行试夹。试夹中液压缸应无渗漏，系统压力应正常，不得在夹持片之间无钢板时试夹。 11．悬挂振动桩锤的起重机，其吊钩上必须有防松脱的保护装置。振动桩锤悬挂钢架的耳环上应加装保险钢丝绳。 12．启动振动桩锤应监视启动电流和电压，一次启动时间不应超过los。当启动困难时，应查明原因，排除故障后，方可继续启动。启动后，应待电流降到正常值时，方可转到运转位置。
打桩挤土问题
打桩引起的挤土问题及其对基桩承载力的影响 1 打桩挤土问题及其对基桩承载力影响研究现状 软土地区饱和软粘土具有含水量高、渗透性弱、抗剪强度低的特点。在该地区进行预制桩沉桩施工时，因挤土效应和产生的超静孔压，导致桩周围土体产生较大的侧向位移和隆起，由于孔隙水压力向四周的传递和群桩施工中的叠加因素，位移和隆起的影响范围进一步扩大，使己打入的邻桩和邻近建筑物产生侧向位移和上抬，从而对工程产生不利影响。由于土体的渗透系数小，因而产生的超静孔压消散慢，超静孔压在施工后一段时间内的消散对土体的强度有很大的影响，而土体强度的变化直接关系到桩的极限承载力。 打入桩引起的环境问题及其对基桩承载力的影响已经得到广泛关注。张咏梅、张善明（1982）[1]针对打桩施工引起的空隙水压力变化进行了研究。张诚大（1987）[2]提出了一种预估打桩对周围影响程度的方法。张庆贺、柏炯（1997）[3]分析了打（压）桩引起的地振动与挤土的机理和规律，提出环境病害预测判据、方法和相应的防治措施，并提出了打桩挤土的半解析有限元数值方法与简化实用计算方法。阳军生、刘宝琛（1999）[4]视沉桩挤土引起的地表位移符合随机过程，应用随机介质理论，提出了预计打桩引起的地表位移与变形的计算公式和计算程序。刘希亮、罗静、边永光（1999）[5]认为周围桩体的挤土效应和自身沉桩的挤土作用是桩体隆起的两个主要因素，并对桩体隆起位移曲线进行分析，认为桩体隆起曲线大致呈正态分布形状。周健、徐建平、许朝阳（2000）[6]以有限元方法为主要分析手段，对群桩地表的隆起、桩周土体的侧移、挤土产生的应力及其对周围桩体的影响等挤土效应的变化规律进行了详细研究。姜朋明、尹蓉蓉、胡中雄（2000）[7]以小孔扩张挤土理论为出发点，将打桩问题简化为半无限体中的孔洞问题，利用边界单元法，对群桩施工过程中引起土体位移进行计算。罗嗣海、侯龙清、胡中雄（2002）[8]推导了具有一定初始半径的圆柱形孔扩张的弹塑性解，研究了预钻孔取土打桩时预钻孔孔径大小对挤土效应的影响。李月健（2003）[9]根据土塑性力学的基本原理，本文用空穴球形扩张和源-源影射的方法，推得了挤土桩打桩结束后土体内产生各点应力的理论计算公式，取得了打桩后离桩越近，土体被挤密的程度越大，砂土比粘土更容易挤密，并且挤密的范围更大以及桩径越大，土体挤密程度越大，影响范围也越大等基本规律，并由此预估砂土地
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软土地基中打桩挤土效应影响分析 【摘要】：饱和软粘土地区进行预制桩沉桩施工时，因挤土效应在桩周土体内部产生了较大的超静孔压，超静孔压的消散引起桩周土体大面积沉降，同时桩土之间存在较大的沉降差，沉降差将导致基桩承受负摩阻力的作用。上述因素都会直接影响到建构筑物的正常使用。通过研究群桩沉桩施工对桩周土体的扰动以及超静孔压的变化，分析了桩土沉降规律及其对单桩承载力的影响，同时对建构筑物正常使用阶段的变形情况进行了预测分析。 【关键词】：球形空穴扩张；挤土效应；负摩阻力；承载力；沉降 1. 前言 软土地区饱和软粘土具有含水量高、渗透性弱、抗剪强度低以及结构性强的特点。在该地区进行预制桩沉桩施工时，因挤土效应在桩周土体内部产生了较大的超静孔压，导致桩周围土体产生较大的侧向位移和竖向隆起，同时桩周围土体受施工影响受到一定程度的扰动，导致基桩承载力降低。随着超静孔压的逐步消散，场地地基将出现大面积沉陷情况，同时对工程桩施加负摩阻力的作用，导致桩基承载力下降，影响整个工程的正常使用。 打入桩引起的环境问题已经得到广泛关注，大约从七十年代开始，人们开始采用数值分析和理论研究的方法来研究压桩问题，主要的分析方法有圆孔扩张法、应力路径法、有限单元法等。阳军生、刘宝琛（1999）[1]视沉桩挤土引起的地表位移符合随机过程，应用随机介质理论，提出了预计打桩引起的地表位移与变形的计算公式和计算程序。姜朋明、尹蓉蓉、胡中雄（2000）[2]以小孔扩张挤土理论为出发点，将打桩问题简化为半无限体中的孔洞问题，利用边界单元法，对群桩施工过程中引起土体位移进行计算。罗嗣海、侯龙清、胡中雄（2002）[3]推导了具有一定初始半径的圆柱形孔扩张的弹塑性解，研究了预钻孔取土打桩时预钻孔孔径大小对挤土效应的影响。杨生彬, 李友东（2006）[4]通过对PHC 管桩打桩前后原位地基土变化情况的测试、打桩的监测以及孔隙水压力增长与消散的监测等试验研究，分析了PHC管桩沉桩挤土效应。在粘性土中，沉桩后由于土体的再固结，当桩尖土的压缩量大于桩尖的下沉量时，桩侧就要受到负摩阻力的作用，G. G. Meyerhof认为负摩阻力对于摩擦桩一般是无关紧要的，但对端承桩，可能会有很大影响。 文章结合某大型堆煤场工程实例，研究群桩沉桩施工对桩周土体的扰动以及超静孔压的变化情况，分析桩土沉降规律及其对单桩承载力的影响，同时对建构筑物正常使用阶段进行预测分析。 2. 工程概况 某堆煤场场地为深厚软粘土地基，具有孔隙比大、渗透性低、压缩性高、
DZ60振动打桩锤的设计
摘要 振动桩锤是惯性振动机械的一种，属于振动利用机械中的平面双轴式激振器。振动桩锤是利用机械振动减少桩与土壤间的摩擦力，并依靠其自重或外加压力作用下达到沉桩的目的。振动桩锤分机械式和液压式两类，液压振动锤应用较少。振动桩锤采用机械式定向激振器。它由两根装有相同的偏心块并相向转动的轴组成，两根轴上的偏心块所产生的离心力在水平方向上的分力相互抵消，而垂直方向上的分力叠加。振动桩锤主要由电动机、导杆、压缩弹簧、减振粱、振动箱、皮带轮等组成。具有贯入力强、沉桩质量好、坚固耐用、故障少、结构紧凑、低噪音、高效率、无污染等优点。 关键词：振动机械、振动桩锤、惯性振动、减振弹簧
Abstract The vibration hammer is one kind of the inertial oscillation machinery, belongs to in the vibration use machinery the plane double shaft type driver. The vibration hammer uses friction to reduce the force between the mechanical vibrations pile and the soil, and depends upon it to be self-possessed or the sur- pressure function issues the goal of stake sinking. The vibration hammer divides the mechanical type and the hydraulic pressure type two kinds, the hydraulic pressure vibration hammer application are less. The vibration hammeruses the mechanical type direction detection driver. It is loaded with same lack of impartiality the piece and the opposite direction rotation axis by two is composed, on two axes lack of impartiality the piece produces the centrifugal force offsets or counteract one another in the horizontal side upward force component, but in vertical direction force component superimposition. The vibration hammer mainly by the electric motor, the guide rod, the compression spring, horizontal beam reducing inspires, a vibration box of body, the belt pulley and so on is composed. Has the penetrating power strongly, the quality of stake sinking is good, firm durable, the breakdown few, the structure is compact, the low noise, the high efficiency, does not have merit and so on pollution. Key words: Vibrates the machinery Vibratory pile hammer the inertial oscillation the spring reducing inspires
打桩振动分析及防治措施
仅供参考[整理] 安全管理文书 打桩振动分析及防治措施 日期：__________________ 单位：__________________ 第1 页共6 页
打桩振动分析及防治措施 摘要通过分析研究打桩振动机理、打桩振动对周围建筑物产生的不良影响，提出施工中应采取的防治措施，以期有效地预防和减轻打桩振动影响。 关键词打桩振动振动影响防治措施 1 引言 桩基础是常见的基础形式，它解决了建筑物软土地基容易产生过大沉降和不均匀沉降等问题。预制桩因施工快速方便、质量容易保证、适宜于极软弱地基等优点经常被采用，常用的预制桩有混凝土方桩、PHC 管桩及钢管桩等。桩基础的施工通常都离不开振动型机械，桩锤对桩身的冲击不但产生噪声，而且引起桩身及桩周围附近土体的强烈振动，这种振动以弹性波的形式向更远范围的土体扩散传播，造成打桩区及其邻近土体的水平位移和竖向位移，对周围建筑物产生损伤，影响建筑物的安全和正常使用，对地下管线的正常使用和安全造成影响，对人们的正常工作、生活造成严重影响。 2 打桩振动机理分析 打桩振动是一种脉冲衰减的瞬间锤击强迫振动，振动波向四周辐射，形成了振动影响场，其等振线呈封闭环形，类似平静湖面投入一石子，形成涟漪，逐渐散开、消失。打桩时，锤击能量只有很小的一部分损失在锤垫和桩垫的压缩及桩的弹性变形和桩与土的摩擦上，大部分打桩能量通过桩尖和桩侧向外扩散、传递振动,能量转化为体波(压缩波、剪切波)和面波(瑞利波)传到土里，首先压缩波到达，剪切波次之，瑞利波后到，振动能量压缩波占7%，剪切波占26%，瑞利波占67%，且体波衰减比面波快。面波是影响振动程度的主导波，并且随着距离的增加 第 2 页共 6 页
桩基施工引起的挤土效应分析及预防措施
桩基施工引起的挤土效应分析及预防措施 摘要：叙述了打桩施工产生的挤土效应对周围环境的影响，以及产生这种影响 的关键因素，并就如何消除这些影响提出了一些防治措施。 关键词：桩基施工；挤土效应；防治措施 在现代城市建设中，由于高层建筑物的不断增多，桩基础成为常用的基础形式。它有许多优点,如实用、可靠、经济、施工简便等。但在城市建筑物密集区,因打桩作业引起的环境 病害明显增多。桩基施工对周围环境的影响已经直接影响到工程质量、安全、进度、造价,甚 至企业经营和社会形象,特别是桩基施工引起的挤土效应，有时会造成无法挽回的损失。社会 要向前发展,旧城区要改造,在建造新建筑物的同时,又不致影响原有建筑的正常使用,因此,对桩 基施工产生危害的现象进行分析并采取经济合理的预防措施是十分必要的,并且是一个具有社 会效益、经济效益和环境效益的重要课题。 1 挤土效应概述 1.1 什么是挤土效应 当大量的预制桩打入地基地中，相当于桩体体积的土体就向四周排挤，使桩周围的土受 到严重的扰动。在打桩时产生的振动和挤压的影响下，无论是地表或深层的土体都会发生变形。在地表附近的土体是向上隆起，而在地表以下较深层地土体，由于覆土层的压力作用， 不能向上隆起，就向水平方向排挤，这就是打桩的挤土效应。它使周围土体结构破坏，从而 使土体向上隆起和向四周产生侧各位移。 1.2 桩施工挤土机理及其规律 在软弱土层中打桩时,地面下土体受到来自不同方向的挤压扰动,桩周土体最先达到塑性流 动和结构性破坏,较远距离的土体仍处于弹性阶段。挤土影响主要是桩入士时将挤开相应体积 的土体,在桩周饱和软粘土中产生超静孔隙水压力,桩周土体孔隙水压力迅速提高,土体抗剪强 度大为降低。经扰动的土体极易蠕变,表现为地表、浅层和深层土体发生竖向和水平的位移, 其数值和范围(半径约为桩入士深度)相当可观,直到超静孔隙水压力消散,并恢复到常值,挤土对相邻建筑的地下设施的危害才会停止。此外挤土可造成已打入的桩上浮、侧移或挠曲;在粘性 土中打桩常发生地表隆起。大量的土体位移常导致邻近建筑物基础上抬、结构变形、地坪和 墙面开裂;损坏地下管线和设施以及边坡失稳等一系列环境事故。 2 挤土效应的表现 1 孔隙水压力急剧上升，产生很高的超级孔隙水压力 桩群越大越密，则孔隙水压力越高，涉及面越广，消散越慢。实孔隙水压力上升是使桩、土产生位移的重要原因之一。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。 2 地基土发生竖向水平位移 桩群越密越大，土的移位也越大，地面隆起量可达50cm～60cm,有时甚至达70cm～ 80cm。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。 3 已打入桩被上抬和产生侧向位移 打桩虽然会使土体产生很大的水平位移，但如果是打桩顺序合理，从中心逐渐向外侧对 称施工，使桩所产生的水平位移却并不大。所以必须重视打桩使土体产生很大水平位移的影响，它的影响范围广，对邻近建筑的威胁大。 3 挤土效应的影响因素 1 桩长的影响 容易理解，土体位移与桩长必定呈正相关关系。而两者又非呈简单的直线关系。从经验 公式知，土体的位移与桩的截面积呈正比，而与测点到群桩形心的距离成反比。可以发现， 增加桩长对水平位移的影响比对垂直位移的影响要大。也就是说，深部桩的挤土作用将更多 地引起土体的水平位移。 2 桩型的影响
振动打桩机液压钳的设计制造
振动打桩机液压钳的设计制造 摘要】本文介绍振动打桩机的液压钳中扁担梁设 计、T型螺栓的选用原则和计算过程，夹头和液压系统的设计过程。 关键词】打桩机；扁担梁；T 型螺栓；夹头；液压系 振动打桩机作为桥梁施工中常用机械设备，在桩基施工 中具有重要的作用。现有武汉桥梁机械厂生产的中-250 振动打桩机2 台，由于购买时未配套液压钳，振动打桩机在打桩 前首先得将法兰盘上部与桩机下部通过100—M27螺栓紧固 连接，法兰盘下部与桩基础护筒焊接，护筒四周焊接均匀牢 固后，方可进行振动打桩。 中-250 型打桩技术性能参数：振动力：2940kN ，偏心力矩达539000N.cm ，特别适合大直径桩基的钢护筒沉桩施工。 沉桩时钢护筒直径可达到 2.5?3米左右。但由于振动打桩机 为法兰与钢护筒采用焊缝连接，焊接量大，每焊接一次需小时左右，效率极低；且振动力大，当焊接护筒一方未焊接 固，常出现振裂症状，就会使整个打桩机的受力偏移，同时也导致电动机机座出现断裂，严重影响施工进度。 为从根本上解决打桩机与钢护筒的连接方式，我们通过
以下几个方面设计，达到满足大口径桩基钢护筒沉桩的要求： 1 振动打桩机扁担梁的设计 我们通过对温福线白马河特大桥现场使用的日本180T 振动打桩机研究，结合现状，利用闲置的双联I56a 型工字钢作液压钳与桩锤的扁担梁。两工字钢中心距515mm,上翼缘板焊接一块厚30mm长宽1900 X 1500的钢板，该钢板与桩 机下部通过100 —M27螺栓连接。 选用工字钢的可行性分析：桩锤自重13T ,振动力最大2940kN ,最大护筒直径不超 过3.3m。 纯弯曲时工字钢梁横截面上的应力： S ■ = ■< S =1600kg/cm ■方能满足受力要求: W=1370cm ■ S ■ = ■ =1039kg/cm ■ I56a 型工钢符合设计抗应力要求，为增强其抗疲劳强度， 增强2 条工字钢整体稳定性，工字钢腹板两侧均有12mm 的钢板连接。 桩机扁担示意图如图1 。 图1 根据工地桩护筒直径不同的现状，液压钳2 个夹头总成 采用T 型槽螺栓与扁担梁固定。T 型螺栓在T 型槽（T 型槽 焊在扁担梁工字钢下翼缘中心上）内来回移动，可实现液压夹头与大小不同桩护筒连接。 2 T 型螺栓的选用振动打桩机自重1 3 吨，工字钢扁担梁自重为7 吨。拟
液压震动打桩锤安全操作规程
液压振动打桩锤安全操作规程 一、作业条件 1．液压振动打桩锤安装、拆卸、操作人员必须熟读该机操作手册。 2．液压振动打桩锤的规格型号必须与土壤状况、沉/ 拔物体的尺寸相适应。 3．液压振动打桩锤夹持器的形式、夹持尺寸、夹头开口尺寸、夹头夹持力必须与沉/ 拔物体的截面形式及尺寸相适应。 4．配合液压振动打桩锤作业的起重设备的规格型号、起重能力及起吊钢丝绳必须满足该机操作手册和相关要求。 二、安装 1．配合液压振动打桩锤安装的起重设备的规格型号、起重能力及起吊钢丝绳必须满足相关要求。起重设备的作业必须遵守相应的安全技术操作规程。 2．吊装动力柜时，必须按标示的吊点进行。动力柜必须放在水平、远近合适的地方，使液压软管长度足够连接到液压振动打桩锤的工作位置，并要有一定的松弛度。 3．如液压振动打桩锤动力柜安放在封闭的环境，应有良好的通风，动力柜周围应有1m 以上的通道，必须将排气 管引出室外，并不得与可燃物接触
4．起吊振动锤时，必须用钢吊索吊在锤顶的起吊轴上。 5．安装夹具部件 （1）拼装时临时抄垫要牢靠，必要时加斜撑以防倾倒 （2）采用攻丝、压缩空气、氧气或抹布清理齿轮箱下面的螺孔。 （3）安装夹头滑移梁前，清洗齿轮箱的下表面，要确保表面平整。 （4）清洗夹具滑移梁的机加工表面，确保表面平整，无异物，不得有损坏。 （5）螺栓在安装之前，应逐个清洗，仔细检查，保证没有裂纹和其他损伤。 （6）安装螺栓时，在螺栓螺纹上涂上防咬死涂剂或黄油，防止螺纹之间咬死无法顺利拆卸。不得漏装弹簧垫。 （7）拧入安装螺栓时先中间，后四周。在拧完所有的螺栓之后，再用内六角扳手和定扭扳手拧紧螺栓。检查螺栓三次，确保已全部紧固，且拧紧力矩满足说明书的要求。 （8）螺栓拧紧后用油漆划一条红色的记号线，以便以后可以检查是否松动。 6．如果并联机组的机器单独使用过后，必须要重新调整相位。 7．不得用钢丝绳直接起吊液压软管，不要用力拉液压软 管、液压软管快速接头。严禁用软管来拉动力柜，如果软
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。
振动灌注桩方案
振动灌注桩桩基施工方案 —、工程概况： **********有限公司新厂房，位于平阳家具基地C -1号地块，其川, 办公楼一栋，建筑面积中宿舍楼一栋，高四层，建筑面积1546.3 m2 均为框架结构。2650.9二、设计图纸要求于下： 1、本工程根据温州市******研究院提供的地质资料，采用振动灌注mm, D=426均为摩擦桩，其中办公楼、成品仓库部份桩基础，桩径桩有效长度为37m、35.5m,宿舍楼有效桩长37m,总桩数为338根, 其中成品仓库为130根，宿舍楼为76根，办公楼为132根。松散层为mm，桩身上段20米配筋为6500 桩顶进入承台5012，下段为4 ?12全长设置，主筋伸入承台35d，呈伞状设置，螺旋筋为? 6@250, 每隔2米设置一道? 12加强筋一道，并与主筋焊接，桩身采用C20砼, 桩顶2.1米范围加密? 6@150,桩顶标高为-1.55米。 2、工程单桩承载力RK (37m ) =370KN , RK (35.5m ) =347KN, 桩的砼塌落度控制在60-80mm,桩施工完毕后，各单位工程抽取不少于三根且不少于1%进行静压试验，按规范要求选取桩数进行动测试验，桩身砼必须边续浇捣，充盈系数不小于1.15,主筋保护层50mm 。 3、本工程在进行桩基施工前应进行试桩，桩尖选用预制桩尖，其强 度等级不低于C30，桩锤选用ZJ-90型号
三、施工工艺及保证措施 专业资料. 、施工放样：施工轴线必须按照规划控制点引测，并经多次复核确1认。施工现场轴线控制位置应设在不受打桩作业影响的地方，并加以 保护，根据桩位图，按施工顺序将桩逐一编号按尺寸要求施放桩尖，并设周围撒上白灰或灰水全部打入地坪，桩位放样允许误差1cm， 置样桩。个以上不受打桩影响的水准点，以便控制送4以便查找，施工区附近设桩时桩顶标高，每根桩沉管后均须做标高记录。开工前会同监理单位复核样桩，同时办理隐检手续。、沉管灌注桩工艺流 程图：2 ----------------- 平整场地地 桩位放线检查桩机水平、垂直度、桩位准确度桩机就位
静压管桩挤土效应及其控制措施
静压管桩挤土效应及其控制措施 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。所有在施工的过程中，应该采取适当的措施来减少挤土效应的产生。 桩基础是一种古老的基础形式，也是到现在为止使用最为广泛的建筑基础和支护构件。桩体深入到土层，从而将上部结构的荷载通过桩身传递给深部比较坚硬的压缩性比较小的土层中，不但降低了建筑的沉降，也确保了建筑物的安全性。静压桩这种桩型随着改革开放和城市建设的不断发展，以噪声小、污染少、无振动、施工速度快、质量可靠和经济安全等优点而得到了大部分施工者的青睐，得到了广泛的应用，同时施工工艺和技术也有了较大的提高。 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，从而多其周围的建筑物产生了一些影响；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。 1.静压管桩挤土效应 静压管桩本身是一种挤土桩，所以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，从而多其周围的建筑物产生了一些影响；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。这些影响表现如下[3~5]： （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、桩身的翘曲，甚至会造成桩的折断。 （2）沉桩时对周围土体的挤压作用导致土体的垂直隆起。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、构筑物、道路、挡土结构以及地下设施和管线的一定程度破损，如粉刷层剥落、墙身开裂，产生裂缝、首层商业店铺拉不上闸门等，附近地铁、隧道、地下管线及设施破坏等而引发工程事故。 （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。当超静孔隙水压力达到一定数值时，土体中的某一方向有效应力可能出现负值，影响桩基的承载力;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和构筑物的安全。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，尤其对于具有一定结构强度的结构性软勃土，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。随着超静孔隙水压力的消散，一些土体还有触变效应，强度会有所恢复。
液压打桩方案
73807部队防汛墙改造段 沉桩专项方案 一、工程概况 73807部队防汛墙改造工程，位于杨浦区军工路73807部队油料转运处，其范围为油0+000~油0+198.0，长度198.0m。 通过前期相关协调会议以及现场勘察了解，本段位于部队油库重地施工存在一定安全隐患，动火要求较高。考虑方、板桩沉入使用机械为柴油打桩机，施工中难免产生火花，无法满足部队要求。经与各参建方、部队协商，为满足部队相关防火、安全等要求，特将原有柴油打桩机改为液压打桩机。施工期间还将加强对沉桩作业的监控、管理，以确保本段顺利实施。 二、主要结构形式 本工程桩号：油0+000～油0+197.5，长197.5m，拆除原有防汛墙203.3m，新建防汛墙191m，新建防汛闸门7.00m（净宽6.00m），翻新防汛通道，排水井拆除新建，墙后绿化景观，新建哨亭等工作内容。根据原有方案本段分为A、B型两种结构形式，经变更均改为前板桩（250×500×10000）后方桩（300×300×10000@1500）；新建底板2.5m宽，0.5m厚；墙身3.2m高，0.4m 厚。 三、沉桩施工 （1）沉桩工艺流程
（2）桩机选择 根据工程所在地场地特点以及考虑现场条件，方、板桩施打拟采用挖掘机装配液压振动锤的打桩设备,其具有液压夹压装置。 液压振动锤配套在液压挖掘机上使用，利用挖掘机上的液压系统提供动力，安装快捷、操纵方便、机动灵活，频率高，桩外周土壤液化好，沉桩速度快，工作效率高。另外，低频振动波衰减快，噪声小，有利于环境保护。 设置了桩锤回转机构，桩锤带桩可360°回转，便于对桩的平面角度控制。独特的侧夹装置易操作，不受桩长和场地的限制。 （3）钢筋砼成品桩运输 因本工程地理位置比较好，①首选从陆路进场（桩厂→军工路→施工现场），运桩车辆到场后，用50吨吊车一次吊运到位。 （4）沉桩路线 根据现场情况，先打方桩后打板桩，共分3段施工，沉桩沿老墙外侧由西向东逐段施打。 （5）沉桩过程控制 ①打桩前先由测量人员定出桩位的轴线，可每隔一定距离设置导向桩，然后挂绳线作为导线，打桩时利用导线控制板位的轴线。施打板桩期间，还需放置夹具，控制桩位，避免产生脱榫现象。 ②吊桩及送桩：打桩机吊起成品桩后，人工扶正就位。打桩期间，
桩基施工引起的挤土效应分析及预防措施
桩基施工引起的挤土效应分析及预防措施 发表时间：2017-09-07T16:01:49.490Z 来源：《防护工程》2017年第10期作者：康卓1 宋先勇2 [导读] 叙述了打桩施工产生的挤土效应对周围环境的影响，以及产生这种影响的关键因素，并就如何消除这些影响提出了一些防治措施。 1、中国城乡建设发展有限公司北京 100191； 2、中交一航局第一工程有限公司天津 300456 摘要：叙述了打桩施工产生的挤土效应对周围环境的影响，以及产生这种影响的关键因素，并就如何消除这些影响提出了一些防治措施。关键词：桩基施工；挤土效应；防治措施 在现代城市建设中，由于高层建筑物的不断增多，桩基础成为常用的基础形式。它有许多优点,如实用、可靠、经济、施工简便等。但在城市建筑物密集区,因打桩作业引起的环境病害明显增多。桩基施工对周围环境的影响已经直接影响到工程质量、安全、进度、造价,甚至企业经营和社会形象,特别是桩基施工引起的挤土效应，有时会造成无法挽回的损失。社会要向前发展,旧城区要改造,在建造新建筑物的同时,又不致影响原有建筑的正常使用,因此,对桩基施工产生危害的现象进行分析并采取经济合理的预防措施是十分必要的,并且是一个具有社会效益、经济效益和环境效益的重要课题。 1 挤土效应概述 1.1 什么是挤土效应 当大量的预制桩打入地基地中，相当于桩体体积的土体就向四周排挤，使桩周围的土受到严重的扰动。在打桩时产生的振动和挤压的影响下，无论是地表或深层的土体都会发生变形。在地表附近的土体是向上隆起，而在地表以下较深层地土体，由于覆土层的压力作用，不能向上隆起，就向水平方向排挤，这就是打桩的挤土效应。它使周围土体结构破坏，从而使土体向上隆起和向四周产生侧各位移。 1.2 桩施工挤土机理及其规律 在软弱土层中打桩时,地面下土体受到来自不同方向的挤压扰动,桩周土体最先达到塑性流动和结构性破坏,较远距离的土体仍处于弹性阶段。挤土影响主要是桩入士时将挤开相应体积的土体,在桩周饱和软粘土中产生超静孔隙水压力,桩周土体孔隙水压力迅速提高,土体抗剪强度大为降低。经扰动的土体极易蠕变,表现为地表、浅层和深层土体发生竖向和水平的位移,其数值和范围(半径约为桩入士深度)相当可观,直到超静孔隙水压力消散,并恢复到常值,挤土对相邻建筑的地下设施的危害才会停止。此外挤土可造成已打入的桩上浮、侧移或挠曲;在粘性土中打桩常发生地表隆起。大量的土体位移常导致邻近建筑物基础上抬、结构变形、地坪和墙面开裂;损坏地下管线和设施以及边坡失稳等一系列环境事故。 2 挤土效应的表现 1 孔隙水压力急剧上升，产生很高的超级孔隙水压力 桩群越大越密，则孔隙水压力越高，涉及面越广，消散越慢。实孔隙水压力上升是使桩、土产生位移的重要原因之一。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。 2 地基土发生竖向水平位移 桩群越密越大，土的移位也越大，地面隆起量可达50cm～60cm,有时甚至达70cm～80cm。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。 3 已打入桩被上抬和产生侧向位移 打桩虽然会使土体产生很大的水平位移，但如果是打桩顺序合理，从中心逐渐向外侧对称施工，使桩所产生的水平位移却并不大。所以必须重视打桩使土体产生很大水平位移的影响，它的影响范围广，对邻近建筑的威胁大。 3 挤土效应的影响因素 1 桩长的影响 容易理解，土体位移与桩长必定呈正相关关系。而两者又非呈简单的直线关系。从经验公式知，土体的位移与桩的截面积呈正比，而与测点到群桩形心的距离成反比。可以发现，增加桩长对水平位移的影响比对垂直位移的影响要大。也就是说，深部桩的挤土作用将更多地引起土体的水平位移。 2 桩型的影响 高层建筑的基础桩除了使用钢筋砼桩外，尚有部分工程使用钢管桩。从表面上看，钢管桩的壁厚仅 11mm，桩的排土量应不会太大，打入时所造成的土体位移也不应该太大。但事实上，钢管桩的挤土作用仍然是相当大的，这主要是由桩的土塞效应所决定的。即开口钢管桩在打入时，土不断被挤入管内，但并不是所有的桩端处的土均被挤入管内，也有部分土被挤向侧面。桩视作实心混凝土桩计算。 3 打桩速率的影响 打桩速率对土体变形的影响主要是由超孔隙水压力引起的。打桩时，超孔隙水压力的增长速度比其消散速度要快得多，但在打桩间隙，超孔隙水压力却会明显回落。根据相关监测资料，土体位移在经过了一夜的施工间隙后，其回弹值是相当可观的，土体的变形，实际上是呈锯齿状变化上升的。但如果不控制打桩速率而昼夜不停地打桩，那么就不存在这种锯齿状的变化，而是呈直线上升。 4 打桩顺序的影响 由于先打入的桩对后来打桩产生的土体位移，能产生阻挡作用，故打桩顺序对不同部位土体的位移量也能起到控制作用。据此，也能通过安排不同的打桩顺序来不同程度地控制土体在不同部位的位移量。 4 挤土效应的防治措施 桩基施工中，由于挤土效应的影响，造成地基变形，出现地面隆起，土体向四周侧向位移的现象是不可避免的。只要能根据具体情况，制定出合理的打桩施工方案和采取相应的合理措施，是可以把打桩施工中所造成的危害降低限度的。具体措施如下： 4.1桩基施工前的工程措施 1 设置应力释放孔