基于Sagaseta 理论的桩基挤土效应计算

董 博 孟庆明

(中国水电建设集团铁路建设有限公司，北京 100048)

1 概述

在桩基施工时，特别是在密集建筑群中桩基施工时，无论是动力打桩还是静力压桩，由于桩的挤土效应所造成对周围土体的影响问题，一直为岩土工程学者所关注。

桩入土必定排开一定体积的土体，改变桩周土体应力状态，扰动附近土层，产生深层土体塑性流动，地表一定范围内出现隆起、沉降和水平位移。此外，桩的沉入过程对周围土体来说是一个不排水过程，会产生高孔隙水压力，当过程结束后，孔隙水压力消散，桩周土体发生固结，导致土体有效应力增加、桩周土体下沉、桩的承载力降低。

此前的沉桩影响研究，多数是揭示了发生挤土后，桩周土体的应力分布和土体变形的规律，关于挤土范围的影响并不理想，特别是单纯用小孔扩张理论估计的结果同样不理想。对此问题目前尚缺乏完整的、系统的和成熟的理论和计算方法，大多数是依靠工程技术人员的经验和直观判断来解决，工程事故时有发生，给国家和人民的生命财产造成巨大的损失。

2 公式推导

在开始分析时不考虑土体表面影响而把土体看作无限介质。由于沉桩过程中桩周土体的变化复杂、分析会遇到土力学及数学上的困难，在不影响工程精度的前提下做如下假定:

1)桩周土体为均匀、各向同性、半无限弹性体。

2)打桩是一个准静态过程，不考虑打桩的动力效应。

3)打桩期间土体处于不排水状态，不考虑土体的压缩，仅考虑其整体向周围的运动。……