静压法施工相对于锤击桩而言，具有无噪音，无振动，无冲击力，施工应力小等优点，且能在沉桩施工中测定沉桩阻力，为设计施工提供参数。但是，由于静压桩属于挤土桩，其产生的挤土效应会对周边环境造成不利的影响，严重者可能造成邻近的建筑物开裂，道路隆起以及地下管线断裂等工程事故。因此对静压桩的挤土效应的进行探讨、研究显得尤为重要。
1 工程实例
杭州某住宅工程，由10幢17层的高层建筑，3幢1层的配套用房组成，下设整体一层地下室，总建筑面积为72247m2，其中地下建筑面积12504m2。
场区地貌属冲海积沉积平原地貌单元，拟建场地呈不规则的四边形，东、南两侧均为规划用地，目前均已整平，用简易的围墙进行围护，地块之间以规划的城市支路分隔；西侧相连的亦为规划用地，目前为荒地；场区北侧为规划的道路，路北侧为新建的农居，为4层的砖混结构房屋。
本工程桩基设计采用PHC-600（130）-AB型桩，以⑥3-1含砾粉细砂层为桩端持力层，桩顶标高1.10m（1985国家高程基准），有效桩长45m，桩端进入持力层2D。考虑到场地北侧为采用浅基础的4层砖混结构的农居房，且场区内存在25～30m的淤泥质软土，勘察单位建议桩基施工时由北往南进行，并严格控制沉桩速率，必要时采取挖防挤沟、袋装砂井等防护措施。开始施工后，施工单位为了抢工期，先对南侧场地进行桩基施工，且认为北侧距农居点有30～40m，未充分评估沉桩的挤土效应对周边环境的影响，也未采取其他必要的防护措施。当施工到离农居点最近的3幢楼时，北侧农居房出现不同程度的裂缝，施工单位方才开始采取防挤土措施，但效果不理想，后经多次协调但未果，只能将北侧的3幢楼下的100多根桩全部改为钻孔灌注桩，此举对整个工程造价、工期产生严重影响。
2 挤土效应主要表现形式
在桩基施工过程中，无论是采用振动压桩，还是静压桩法，由于预制桩自身的体积占用了土体原有的空间，使桩周的土体向四周排开。当桩周土为非饱和土层时，土体受到挤压时，体积会发生收缩，能有效地消散挤压应力。当桩周土为饱和软土时，土体挤压时体积不会收缩或收缩量很小，挤压应力主要通过土体位
移来消减[1-2]，挤土效应十分显著，因此，所造成的负面影响更大。挤土类桩的挤土效应所造成的影响，主要表现在以下几个方面：
（1） 压桩过程中，孔隙水压力升高，造成土体破坏，未破坏的土体，也会因孔隙水压力地不断传播和消散而蠕变，导致土体的垂直隆起和水平方向的位移；
（2） 沉桩时，由于桩周土层被压密和挤开，使土体产生垂直隆起和水平方向的移动，可能造成邻近已压入的桩产生上浮，桩端“悬空”，也会造成桩位偏移和桩身翘曲折断等质量事故；
（3） 沉桩后，随着桩周土体中孔隙水压力缓慢消散，土体会再固结，可能使桩侧受到向下的负摩阻力作用，降低桩的承载力；
3 挤土效应的形成机理
在沉桩施工时，靠近桩端土体会发生极限破坏，土壤“液化”形成塑性流动状态，向桩端以下和桩身侧向排开。随着桩身不断楔入土体，使周围土体的挤压应力明显增加。因为挤压应力总是由高应力区向低应力区消散，所以，造成表层土体发生竖向隆起，深层土体沿桩周向外发生水平移动[3]。当桩周土体为饱和软土时，将产生较高的孔隙水压力，从而降低了土体中的有效应力，土体会因孔隙水压力地不断传播和消散而蠕变，导致土体的水平移动和垂直隆起。当桩周土为砂土时，因为砂土具有很强的吸水、排水能力，没有孔隙水压力产生，但沉桩过程中桩体的挤压与振动作用会造成桩周土体应力状态的改变和土体颗粒的重新排列，也会产生一定程度的挤土效应。
4 土效应的防护方法及其措施
静压桩挤土效应的不利影响主要由沉桩对周边土的挤压、挤密及超孔隙水压力升高等引起，故在消除挤土效应时，采取的措施主要集中在如何减少沉桩挤土影响，如何减少孔隙水压力[4]。根据不同阶段有不同的措施，具体阐述如下：
4.1 设计阶段
采用大排土量的空心管桩以及承载力高的长桩，以扩大桩距，减少桩数，利用桩内土芯减少桩的挤土率，从而降低沉桩引起的超静孔隙水压力值和地基变位值，缩小其影响范围，尽可能加大沉桩区与邻近建筑物之间的距离等。
4.2 沉桩施工前准备阶段
1） 预设防挤孔、砂井，能够明显加速孔隙水压力消散，减少土体的挤压位移及隆起，且砂井穿透与中间压缩层相邻的透水层，更加有利于中间被压土层超孔隙水压力的消散。根据太沙基的固结理论，粘性土同结所需要的时间与排水距离的平方成正比，缩短排水距离能够缩短土的同结时间。
2） 开挖防挤沟，当沉桩区场地四周有建筑物或道路及地下管线较近时，可在施工区域与建筑物、道路和地下管线之间开挖防挤沟，消减土体的挤压应力，及阻隔打桩产生的土体震动。沟宽和深可取1.5～2.0m左右。
4.3 沉桩施工阶段
1） 合理安排沉桩施工顺序、进度，合理安排压桩顺序是各种防治挤土效应最经济实用的方法，在正常情况下，压桩顺序应自中心向外围进行。当施工区域一侧或两侧有靠较近的建筑物和市政设施时，应该朝向建筑物和市政设施的相反方向施工。
2） 在空心管桩施工中采用边沉桩边掘削的施工工艺，可明显增大桩内土芯量，提高桩的排土量，显著减小沉桩挤土对地基变位和超静孔隙水压力的影响程度和范围。若同时采用预钻孔施工工艺更佳。预钻孔取土法的钻孔直径一般不大于桩径的2/3，深度不大于桩长的2/3。这种措施的作用相当于增加了塑性区内土的体积压缩变形，对减少挤土效应比较明显。
3） 采用防超孔隙水压力防挤土墙，深厚软土场地沉桩，为保护邻近建筑物，在靠近建筑物一侧设置地下连续墙、水泥搅拌桩加固壁、旋喷加固壁、抗渗板桩以及石砂桩、石灰桩、碎石桩等防护措施，可以减少超孔隙水压力及挤土对建筑物的危害。
5 结语
本文探讨挤土效应的影响及其产生机理，根据实际工程，总结归纳了挤土效应的综合防护方法及其措施，对类似工程有一定的参考价值。挤土效应造成负面影响，往往使建设方和受害方都蒙受巨大经济损失。因此，在挤土类桩施工前，要充分考虑挤土效应对周边建筑物以及市政设施可能造成的影响和破坏，提前采取相应的防治措施。在实际的工程中，还是要根据具体工程的水文地质条件、周边环境条件，选择一个经济、合理的解决措施。
参考文献：
[1] 张明义.静力压人桩的研究与应用[M] .北京：中国建材工业出版社，2004.
[2] 陈文，施建勇，龚友平，等.饱和黏土中静压桩沉桩机理及挤土效应研究综述[J].水利水电科技进展，1999，19（3）：12
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