试析软土地基中桩基施工引起的侧向土压力增量

摘要：在进行软土地基中相关桩基的施工时，必须把同体积土体进行排开，从而就会形成侧向土压力，导致桩基区域中的土体出现隆起同时出现水平位移，进而造成桩基发生偏位，某些时候甚至出现折断现象。对相接近的地下管线和建筑物等造成一定的安全影响。对此，分析和研究软土地基中桩基施工过程中引发的侧向土压力增量有着深远意义。

关键词：软土地基；桩基施工；侧向土压力

中图分类号：C35文献标识码： A

在进行软土地基相关桩基施工通常是在没有排水的基础上完成的。在进行桩基的施工时必须把桩基中的同体积土体进行排开，从而就会形成较大的侧向土压力。为了研究和分析软土地基中相关桩基施工过程中引发的土体测压力增量的变化规律，就一定要到施工现场进行观测，从而获取施工过程中孔隙水压力与侧向土压力相关变化规律。

一、侧向土压力增量相关理论和计算形式

（一）小孔扩张理论

依据有关小孔扩张理论分析，其中塑性内部总径向应力增量能够选择下述公式进行表示：

上述公式中的∆代表径向应力的增量，r代表目标点与扩张孔中各个中心线间的距离，代表岩土在不排水条件下的抗剪强度。

另外，塑性区中半径的计算形式如下：

上述公式中代表桩基的半径，而代表初始时弹性模量，μ主要代表岩土的泊松比。假如使公式中的=r，通过变化就可以得到∆=，其中代表着桩土连接位置的扩张力，再通过转换就可以得到下述公式：

依据小孔的扩张理论，在水平方向上的桩基侧压力增量主要以对数的模式不断减小。另外，小孔扩张理论在侧压力沿着水平方向的变化模式运用相对适用[1]。可是其对于边界条件和土工参数等有着相对较高的要求，同时难以具体反映出有关深度要素对侧压力造成的影响状况。另外上述公式中和μ等相关土工参数都难以在比较常规的土工中通过试验获取，从而难以有效进行下一程序的计算。

（二）倾向土压力的增量理论的计算方式优化

由于上述公式会受到一定的限制，因此必须对基桩的侧土压力增量相关计算形式进行优化。把小孔扩张理论与岩土的极限平衡方法有效结合运用，通常情况下，土极限平衡方法进行能够求解桩基身相接近位置的土体应力，难以对水平距离的不断加大从而形成的侧压力变化情形进行有效反应，难以有效反应出各种深度基桩的侧土体应力的具体状态[2]。

改进的方式，一定要依据土体的平衡条件对基桩土体中挤压增量的最大数值进行估算，再有效运用小孔的扩张理论完成所有土体侧压力的详细分布状况计算，然后获取的公式如下：

上述公式中，代表基桩中土体挤压的增量最大数值。运用此公式可以对深度和距离引发的侧向土压力同步进行反映，对此能够计算出桩侧各个位置侧压力的增量数值。

二、软土地基中桩基施工时产生的侧向土压力增量的具体测试方式

（一）选择的具体测试模式与装置

选择土压力盒完成侧向土压力的具体测试。经过对压力数值的测试，能够获取所有桩基侧向压力的具体变化数据以及变化趋势，同时可以获取压力值和桩身长度之间的关系。此种装置在安装方面比较便捷，而且测试的原理也相对简单，可以比较真实的反应出显示压力数值，现阶段，土压力盒在安装过程中主要选择预埋模式，通常情况下要在桩身的钢筋笼设置前把土压力盒顺着桩身进行埋设。除此之外，土压力盒的直径与厚度的数值一定要超出20，同时越大就越好[3]。只有这样才可以确保土压力盒具备相对较高的精度与比较小的温度系数。一定要依据不同的环境选取不同模式的土压力盒[4]。而锚拉桩的选择也比较重要，必须选取具备代表性的锚拉桩，同时对锚拉桩的各个深度完成有效实测，要均匀的布置测试点。进而比较准确的反应出侧向土压力在竖向方面的分布规律。

（二）软土基中桩基侧向土压力的增量测试

为了能够有效确保安装时的竖向定位具备较高的准确度，一定要选择合理锚拉桩横截面完成横断图的有关绘制，再明确土压力盒在竖向分布的具置，同时依据各个分布点的高度差有效计算出所有点导线的具体长度。土压力盒在预埋时，通常情况下孔洞要建立在桩身的后侧，并且尽可能避开锚索。另外，依据选择的土压力盒具体型号，针对预埋的孔洞断面相关尺寸与深度完成明确[5]。另外，必须把土压力盒选择配套的膨胀螺栓与其他有关配件进行固定，然后完成加固，土压力盒的附近存在的裂缝一定要选择细石混凝土等进行有效填充。然后在表面上利用沥青进行抹平，从而确保和浇筑的混凝土合理分离。

在完成上述工作之后，就能够开始软土地基中桩基施工过程中发生的侧向土压力增量测试。对该工程项目进行了长达四个月的实测工作。通过现场实测获取的有关数据与利用公式计算获取的理论值如表1所示。

测点 掩埋深度/m 上覆压力/kPa 实测值/ kPa 理论计算值/ kPa 小孔扩张理论值/ kPa

A 1.3 21 31 36 80

B 7.5 132 67 60 100

C 12.6 220 86 95 136

表1向士压力增量理论值与实测值的比较

由上表可知，运用公式计算出的结果与现场进行实测素质十分接近。对于各种深度，通过理论计算出的扩展压力与现场实地测量的数值存在的误差也比较小。虽然运用小孔扩张理论所计算出的软土地基中桩基的侧向压力增量数值与现场实地测量的数值存在一定差距。对此，依据本文阐述的方式完成沉桩扩展压力的有效计算相对较为准确[6]。

另外，沉桩过程中引发的超孔隙水压在分布规律和侧压力增量方面比较相似。然而在对应程度位置，在距离减小的形式方面一样，可是孔隙水压所影响的半径和侧压力相比较而言比较小，同时在所有的影响范围之内，孔隙水压力的平均数值也比侧压力值小。

结束语

综上所述，研究和分析软土地基中相关桩基在进行施工时引发的侧向土压力增量对于岩土工程项目地基的施工有着十分重要的意义。现阶段，虽然在软土地基中桩基侧向压力增量方面的研究和创新取得一定的进步，但是依然存在一些问题，并未得到有效解决。对此，一定要深入了解在进行软土地基中相关桩基的施工时引发的侧向土压力增量，然后对软土地基中桩基的具体施工工艺进行优化与创新，在一定程度上降低事故的发生率，保证岩土工程项目的安全、稳定施工。其对于国内岩土工程单位的顺利施工、确保人们的生命安全与财产安全有着深远意义。

参考文献

[1]许清峡.沉桩的挤土效应对周边环境的影响[D].上海,同济大学地下建筑与工程系,2013,(11)23-29.

[2]唐世栋,何连生,傅 纵.软土地基中单桩施工引起的超孔隙水压力[J].岩土力学,2012,23(6):725-732.

[3]郑大同.地基极限承载力的计算[M].北京:中国建筑工业出版社,2011,(16):365-376.

[4]唐世栋,何连生,叶真华.软土地基中桩基施工引起的侧向土压力增量[J].岩土工程学报,2012,24(6):752-755.

[5]唐世栋,王永兴,叶真华.饱和软土地基中群桩施工引起的超孔隙水压力[J].同济大学学报(自然科学版),2013,31(11):1290-1295.

[6]Roy M.Behaviour of a sensitive clay during pile driving[J].Ca-nadian Geotechnical Journal, 2010,18(1):67-85.