黄土地区地基工程中挤土效应及其影响.pdfVIP

·232· 地基处理理论与技术进展 黄土地区地基工程中挤土效应及其影响 冯志焱1，兰 嵩1，林在贯2 (1．西安建筑科技大学土木工程学院，西安710055；2．西北综合勘察设计研究院，西安710003) 摘要：针对黄土地区饱和土基础工程中的挤土桩和挤土类地基处理中遇到的工程问题，用挤土效应和超静孔 隙水压力效应的概念分析了相关工程现象发生的机理和原因。工程实践和理论分析表明，在饱和黄土与饱和 无黏性土地基中进行挤土桩或挤土类地基处理时，超静孔隙水压力的累计上升会对基础工程施工过程、桩的承 载力以及周边环境和基坑支护体系的稳定性产生影响，对这种影响的正确评价及相应工程措施对确保工程安 全是十分重要的。 关键词：饱和黄土；挤土效应；超静孔隙水压力；基坑稳定 作者简介：冯志焱(1964～)，男，陕西延长人，从事岩土工程的教学与科研。 压力的累积会使土体有效应力和强度降低，产生 0 引 言 类似液化的效应，也会对基础施工造成严重影响。 在这种基础工程的设计与施工中，应充分利用前 在我国，黄土地层分布非常广泛，其中包括非 者的有利方面，而对后者，则应采取措施，尽量减 饱和黄土和饱和黄土。非饱和黄土的土力学性质 少其不利影响。 及工程性质所可能表现出的某一方面的特殊性， 以往对挤土效应的研究集中在沉桩引起的土 如非饱和性、结构性，以及湿陷性和地震易碎性 体中的应力变化，超静孔隙水压力及其消散，以及 等，已为工程技术人员所普遍熟悉，因而在学术研 土体的重塑与再固结，及其对桩承载力的影响，土 究和丁程实际中都能得到重视。实际上，黄土工 体位移及对施工和周边环境的影响等[1’4~7]。这 程问题不仅是非饱和黄土的这些特殊问题，在黄 种研究主要针对饱和软土地基，很少看到在饱和 土地区地基工程中也会遇到其他的一些容易被人 黄土中类似的研究和工程实践的报道。本文通过 们所忽视的问题，如在某些施工条件下饱和土中 几个工程实例，来说明饱和黄土中沉桩过程的挤 的挤土效应与超静孑L隙水压力问题，如处理不好， 土效应和超静孔隙水压力的影响及相应对策。 往往会引起丁程事故。 在黄土地区的基础工程中，常会遇到挤土桩 饱和黄土中的静压桩 (如静压桩)或有挤土效应的地基处理方法(如一 定工艺条件的CFG桩)。这种施工工艺所产生的 黄土的颗粒组成以粉粒为主，占到60％～ 挤土效应对桩周土体的影响主要表现在压桩挤 70％，黄土的渗透系数在10_4～10_5cm／s之 密、剪破刺入、重塑扰动、触变恢复几个方面[1’2]。 间[8|，属中等渗透性(软土的渗透系数在10叫～ 对瞬时排水固结效应不明显的饱和黄土，这种工 10-8 cm／s之间)。在黄土地区，经常会采用静压 艺还会在一定范围内产生可观的超静孔隙水压 桩作为承受上部结构荷载的基础形式。静压桩在 力，它的消散以及土的再固结，还可在桩周形成硬 压桩过程中以桩机本身的重量作为反作用力，克 壳层[3]。上述这种桩周和桩端土体的压密和再固 服压桩过程中的桩侧摩阻力和桩端阻力。当桩在 结，会使桩周应力场及土性参数发生变化，引起桩 竖向静压力作用下沉入土中时，桩周土体受到挤 侧摩阻力与桩端阻力增加，产生有利于桩的承载 压，土中孔隙水压力急剧上升，土的抗剪强度随之 性状的效果；同时，挤土效应还会使邻近土体产生 降低，因而桩身很容易下沉。同时，土体内部产生 位移，影响周边环境的稳定与安全，而超静孔隙水