打桩施工对周围土性及孔隙水压力的影响

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1、第23卷第1期岩石力学与工程学报23(1)：153～1582004年1月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringJan.，2004*打桩施工对周围土性及孔隙水压力的影响王育兴孙钧(深圳市盐田区工程质量监督检验站深圳518081)(同济大学地下工程系上海200092)摘要假定土体为均质、各向同性的弹塑性介质，运用无限介质中圆柱形小孔和球形小孔扩张理论分别模拟饱和粘性土中打入桩的沉桩过程，求出沉桩过程中桩周土体的应力分布，分析沉桩引起桩周土体土性的变化及其对土体应力的影响。运用水力压裂理论推导出沉桩产生的超孔隙水压力在沉桩后瞬时沿桩身

2、径向和竖向的分布。经与工程实测值作分析比较，发现理论预测值与实测数据吻合较好。关键词地基基础工程，打入桩，饱和粘性土，孔穴扩张，超孔隙水压力分类号TU473文献标识码A文章编号1000-6915(2004)01-0153-06INFLUENCEOFPILEDRIVINGONPROPERTIESOFSOILSAROUNDPILEANDPOREWATERPRESSURE12WangYuxing，SunJun1(ProjectQualitySupervisingandTestingOfficeofYantianDistrict，Shenzhen518081China)2(Depar

3、tmentofGeotechnicalEngineering，TongjiUniversity，Shanghai200092China)AbstractTheprocessofpiledrivinginsaturatedclayismodeledbythetheoryofexpansionofcylindricalandsphericalcavitiesinaninfinitemedium.Thesoilisassumedasahomogenous，isotropicandidealelasto-plasticmaterial.Solutionsarepresentedfor

4、thestressdistributionofthesoilaroundpilesurfaceduringpiledriving.Changesofsoilpropertiesaroundpilesurfaceanditseffectsonthesoilstressduetopile-drivingareanalyzed.Usingthetheoryofhydraulicfracture，radialandverticaldistributionsofexcessporewaterpressurearesubsequentlystudiedalongthepilesurfac

5、eduringandafterpiledriving.Acomparisonofpredictedandobservedvaluesshowsgoodagreement.Keywordsfoundationengineering，drivenpile，saturatedclay，cavityexpansion，excessporewaterpressure的研究人员也由工程实践中沉桩承载力的时效问题1前言而对桩周围的土性进行过富有成效的研究分析，取[3，4]得了一些很有价值的成果。早在半个世纪前，国外一些学者就注意到打桩本文首先分析了打桩对桩周围土性的影响机对粘土性能的影响及

6、桩承载力的时效现象。20世纪理，求出沉桩过程中桩周土体的应力分布，给出了70年代，文[1，2]相继运用小孔扩张理论研究了在沉桩瞬时桩周和桩端产生的超孔隙压力沿竖向和径饱和粘性土中孔穴扩张引起周围土的应变、总应力向分布的解答。与前面所述的研究者推导的诸解答和有效应力、超孔隙压力分布的变化，进而研究沉相比，本文解答更具一般性，能更为全面地解释桩桩过程中产生的超孔隙压力和桩承载力问题。我国承载力的时效问题。2002年2月26日收到初稿，2002年4月20日收到修改稿。*国家自然科学基金(59738160)资助项目。作者王育兴简介：男，1970年生，1992年毕业于同济大学，1999

7、年于同济大学获硕士学位，现任工程师，主要从事工程建设管理工作。E-mail：yxwang70y@yahoo.com.cn。•154•岩石力学与工程学报2004年现场原状土。上述分析同样适用于桩端的情况。2打桩施工对周围土体的影响机理对于各区的大致范围，迄今为止的研究没能取得一致的结论，但较为统一的结果是A区约为当桩打入土中时，桩的沉入使周围土体向外挤0.125D～0.2D，B，C区分别为3D和10D(均从桩出，其体积被桩填充。有关的模型试验发现，桩身面算起，D为桩的直径)。和桩端周围一定范围内的土会发生