李卓成

摘要：在目前的工程實踐中，出于地基穩(wěn)定性的考慮，往往會對地基做有效的處理，其中一項重要的處理措施是在地基當中做混凝土樁柱增加，其能夠有效的提升地基的完整性和穩(wěn)定性，從而為工程實踐提供良好的保障。對具體的樁柱做分析發(fā)現(xiàn)樁柱施工的過程中會發(fā)生擠土效應(yīng)，該效應(yīng)會對周圍建筑穩(wěn)定性造成影響，進而威脅區(qū)域工程的安全，所以做好相關(guān)性分析十分必要。文章就沉入粘性土中樁的擠土效應(yīng)做具體分析，旨在規(guī)避擠土效應(yīng)的不利影響，從而使施工更加的安全。

關(guān)鍵詞：工程；粘性土；樁柱；擠土效應(yīng)

從目前的工程實踐分析來看，工程實施過程中遇到的一種普遍性的地基土壤類型為粘土，該類型地基的工程力學(xué)特性較弱，穩(wěn)定性不高，所以要想在這樣的區(qū)域內(nèi)進行有效施工，需要對地基做處理。沉入樁柱是此類地基處理的重要措施，但是對具體的樁柱沉入做研究發(fā)現(xiàn)起擠土效應(yīng)的產(chǎn)生會影響周圍建筑的穩(wěn)定性，所以為了保證區(qū)域建筑的穩(wěn)定與安全，做擠土效應(yīng)的具體分析，并對擠土效應(yīng)做安全規(guī)避，這樣，施工的安全性、有效性會更加突出。

一、擠土效應(yīng)概述

擠土效應(yīng)在管樁施工實踐中普遍存在，從概念和影響入手對擠土效應(yīng)做全面的認知，這對于工程安全與穩(wěn)定來講有重要的意義。

（一）擠土效應(yīng)

擠土效應(yīng)是預(yù)應(yīng)力管樁施工中會遇到的現(xiàn)象，其產(chǎn)生與土體結(jié)構(gòu)擾動、土的應(yīng)力狀態(tài)改變有顯著的聯(lián)系。對工程實踐做調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)擠土效應(yīng)的一般表現(xiàn)有兩種，其一是淺層土體的隆起；其二是深層土體的橫向擠出，這兩種表現(xiàn)會造成開挖基坑坍塌或者是推移增大，也會造成樁柱的傾斜或者是淺樁的上浮。無論是何種情況的產(chǎn)生，整個施工的安全性和有效性均會受到影響，所以在實踐中需要對這種現(xiàn)象做分析與控制。

（二）擠土效應(yīng)的影響

在粘性土中沉入樁柱的時候，粘性土?xí)l(fā)生比較明顯的擠土效應(yīng)，該效應(yīng)的具體影響體現(xiàn)在三個方面：1）在沉樁的過程中，樁周土層會因為被壓密而擠開，這使土體產(chǎn)生了垂直方向的隆起以及水平方向的位移，進而引發(fā)了近鄰已壓入樁的上浮，造成了樁端“懸空”，如此，樁的承載力達不到設(shè)計要求；樁位偏移和樁身翹曲折斷等質(zhì)量事故的發(fā)生率增加，相鄰建筑物和市政設(shè)施發(fā)生不均勻變形以致?lián)p壞的現(xiàn)象也會更加明顯；2）在壓樁過程中，隨著孔隙水壓力的升高，土體破壞的嚴重性會增加。未破壞的土體也會因孔隙水壓力的不斷傳播和消散而蠕變，這會導(dǎo)致土體的垂直隆起和水平方向的位移；3）近場土體密度變化引起區(qū)部殼體變形對建筑物等有不利影響，但同時也可以利用這一特點對由應(yīng)力結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的自然物體進行結(jié)構(gòu)復(fù)原。

二、擠土效應(yīng)的控制

從上文的分析來看，擠土效應(yīng)的不利影響十分的顯著，所以在粘性土體中做沉樁時需要很好的控制擠土效應(yīng)。就目前的擠土效應(yīng)控制研究來看，主要的措施包括三個方面，以下是具體的分析。

首先是要做好設(shè)計工作。從實踐分析來看，沉樁過程中擠土效應(yīng)無法避免，但是擠土效應(yīng)的大小可以得到控制，而從擠土效應(yīng)的具體產(chǎn)生分析來看，其大小和沉樁的數(shù)量息息相關(guān)，所以在沉樁時需要基于實踐做好設(shè)計工作，這樣，擠土效應(yīng)的大小可以得到有效控制。舉個簡單的例子，在某電廠工程的施工中，基于地質(zhì)勘測發(fā)現(xiàn)粘性土工程力學(xué)特性較弱，所以需要利用沉樁做地基處理。對粘性土已知參數(shù)做分析，基于標準設(shè)計，沉樁以3m間隔做布置即可，但是從沉樁可操作性研究來看，3m間隔會造成比較嚴重的擠土效應(yīng)，這于周圍建筑穩(wěn)定不利。經(jīng)過再三論證與研究，最終確定采用4m間隔方案，不過樁柱的標準需要提升一個檔次。簡言之，通過設(shè)計優(yōu)化減少沉樁的數(shù)量，擠土效應(yīng)會得到控制。

其次是需要做好沉樁施工工作。研究發(fā)現(xiàn)擠土效應(yīng)的產(chǎn)生與施工的過程有密切的聯(lián)系。為了探討施工與擠土效應(yīng)的具體聯(lián)系，做了如下實驗。針對某電廠區(qū)域的粘土特性做沉樁，不過沉樁分兩種方案：1）10根樁同時沉入施工，記錄施工過程中的擠土效應(yīng)產(chǎn)生。2）10根樁做分次沉樁，每次沉樁數(shù)量為2，并記錄過程中和最終的擠土效應(yīng)。對最終的實驗結(jié)果數(shù)據(jù)進行對比分析發(fā)現(xiàn)，第一種方案中的擠土效應(yīng)更加顯著，而且其在施工的過程中，周圍建筑受影響的程度更高，由此可見施工沉樁數(shù)量對擠土效應(yīng)有顯著的影響，所以在粘性土沉樁的時候，為了控制擠土效應(yīng)，需要對施工做控制和優(yōu)化。

最后是需要對施工過程操作進行規(guī)范。從實踐資料研究來看，粘性土沉樁的時候，操作需要具備一定的技巧性，這樣，擠土效應(yīng)的產(chǎn)生量會得到減少，相反，如果是一味的采用蠻力做壓樁，擠土效應(yīng)會表現(xiàn)的更加明顯。基于此，在粘性土沉樁的過程中，對施工技術(shù)、施工方法做分析與強調(diào)，保證施工的操作優(yōu)化非常的必要。

三、擠土效應(yīng)的有效利用

從上文的分析來看，為了在粘性土沉樁的過程中規(guī)避和控制不利的擠土效應(yīng)，需要采取相應(yīng)的措施。其實，擠土效應(yīng)的影響不僅僅體現(xiàn)在消極的一面，其也有積極的一面，而其積極的一面體現(xiàn)在自然物結(jié)構(gòu)復(fù)原方面。簡單來講，自然物有自身的應(yīng)力結(jié)構(gòu)，但是在目前的工程施工影響下，部分自然物會發(fā)生應(yīng)力結(jié)構(gòu)變化，出現(xiàn)下沉的現(xiàn)象。此類現(xiàn)象的產(chǎn)生會影響自然物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，進而造成安全問題。利用擠土效應(yīng)在自然物周圍區(qū)域進行沉樁，自然物的應(yīng)力結(jié)構(gòu)會得到有效恢復(fù)，這樣，自然物的穩(wěn)定性和安全性便會得到保障。不過需要注意的是，在恢復(fù)沉樁的過程中，設(shè)計必須要科學(xué)，否則不僅達不到自然物應(yīng)力結(jié)構(gòu)恢復(fù)的目的，反而會對自然物造成二次破壞，導(dǎo)致其安全性的進一步下降。

結(jié)束語：

綜上所述，粘性土地基的工程力學(xué)特性較弱，穩(wěn)定性較差，所以在工程實踐中需要對其做有效的處理。沉樁是地基處理的主要方式，其對于強化粘性土的應(yīng)力結(jié)構(gòu)，提高其穩(wěn)定性有重要的作用。不過在粘性土沉樁的過程中，擠土效應(yīng)的產(chǎn)生會造成不利的影響，所以控制擠土效應(yīng)非常必要。文章對擠土效應(yīng)的相關(guān)問題做具體分析，這對于工程施工實踐來講有著非常重要的意義。

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（作者單位：中國能源建設(shè)集團江蘇省電力設(shè)計院有限公司）