如何減小靜壓管樁施工是對周邊土體的擠壓影響

【關(guān)鍵詞】靜壓管樁；擠土作用；防擠土影響的措施  

　　1 背景 

　　預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁是采用擠土沉樁的模式，一般是以動力打樁為沉樁工藝。該施工樁具有耐壓耐打、單樁的豎向承載力高、樁的穿透能力強(qiáng)和施工的工期短等優(yōu)點使得其在近年得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)作者的工程經(jīng)驗以及對相關(guān)文獻(xiàn)的查閱，得知預(yù)應(yīng)力管樁擠土的作用力和擠土效應(yīng)的影響范圍很大，特別是對于含有飽和軟土的地區(qū)，這一效應(yīng)對變形敏感的地下管線和對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)性差、埋深較淺的建筑物危害非常大。作者基于實際工程，希望對預(yù)應(yīng)力管樁的擠土效應(yīng)進(jìn)行探討，同時得出一些能夠有效減小管樁施工的擠壓影響措施，以期解決相關(guān)工程問題。 

　　2 靜壓管樁的擠土效應(yīng)簡述 

　　首先，沉樁引起的地基土側(cè)向位移必將對已入土的鄰樁產(chǎn)生徑向壓力，從而對鄰樁產(chǎn)生一系列不良后果；土體的水平位移會對沉樁范圍外一定距離內(nèi)的建筑物造成損壞，如造成鄰近建筑物、擋土結(jié)構(gòu)以及地下設(shè)施和管線的一定程度破損等。 

　　其次，沉樁過程中超靜孔隙水應(yīng)力的產(chǎn)生和消散，將對土體強(qiáng)度以及地基承載力產(chǎn)生很大的影響；沉樁時，樁對周圍土體產(chǎn)生的擠壓作用，還會在一定范圍內(nèi)造成地面的垂直隆起和抬高，并有可能造成先沉入樁上浮。 

　　最后，沉樁時樁對土體的擾動，使樁身周圍土體的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，尤其對于具有一定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)性軟粘土；往在兩個相鄰工地之間甚至同一個工地同時進(jìn)行沉樁施工和基坑開挖，沉樁施工產(chǎn)生的擠土必然對基坑的水平位移控制帶來很大的難度。 

　　3 靜壓管樁施工對周邊土體的影響問題及解決措施 

　　3.1 合理安排打樁的順序，打樁的順序原則是先深后淺，先中間后周邊，先密集的區(qū)域后稀疏區(qū)域，先近已有的建筑物后遠(yuǎn)已有的建筑物；設(shè)置應(yīng)力的釋放孔是最常見的防擠土措施，這主要是因為隨著沉樁數(shù)量的增加，孔隙水壓力會逐步地增加，是土體產(chǎn)生流塑現(xiàn)象，設(shè)置釋放孔之后能夠大大地減小和加快消散沉樁引起的超空隙水壓力，減少土體位移。 

　　3.2 采用螺旋鉆機(jī)預(yù)鉆孔輔助沉樁來減少樁的排土量，減小沉樁時對地基土體的擠土影響程度，已達(dá)到降低超靜孔隙壓力的目的；對于靜壓管樁施工而言，施工過程對沉樁進(jìn)行監(jiān)測很重要。如果監(jiān)測到孔隙水壓力達(dá)到臨界值后應(yīng)停止施工，等采取消散措施后再繼續(xù)施工�？偠�言之，管樁施工的防擠土影響預(yù)防措施很多，但靈活運用防擠土影響方案往往能起到意想不到的效果，因此下面作者將結(jié)合實例探討該施工方法。 

　　4 工程實例應(yīng)用的簡析 

　　4.1工程問題的提出 

　　杭州某商業(yè)項目工程的占地面積為56410.0m2，總建筑面積147832.4 m2。場地北部建設(shè)16層的高層辦公樓（25#樓），下設(shè)單層地下室；其余地段主要建設(shè)3層辦公樓和其他輔助用房建筑物，共分五個單元，其下方及其空地均設(shè)單層地下室。2�！�25＃樓及地下室基礎(chǔ)采用預(yù)應(yīng)力管樁，其中25＃樓主樓設(shè)計有PHC-AB500(110)、PHC-AB550 (125)、PHC-AB600(100)、 PHC-AB600(110)預(yù)應(yīng)力管樁共344根，以3-1或3-2全風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖為持力層，有效樁長44.5米（A區(qū)）和51米（B區(qū)），裙房及地下室采用PC-AB400(75)預(yù)應(yīng)力管樁；2～24＃樓及地下室部分采用PC-AB400(75)、PTC-400(60)預(yù)應(yīng)力管樁共1586根，以3-2砂質(zhì)粉土加粉砂層為持力層，有效樁長9～12米。工程北面有R21-5地塊在建的住宅樓(2層地下室，剪力墻邊線距25#樓邊線僅10-18米)及在建道路地下管線；東面有農(nóng)居房（距離圍墻僅25-30米）及尚未驗收的橋頭路。 

　　4.2 靜壓施工對周圍的影響分析 

　　根據(jù)前面的靜壓管樁的擠土效應(yīng)分析，由于工程周圍的建筑物、在建道路及地下管線距離施工場地較近，可知其都會在沉樁施工擠土影響范圍內(nèi)。北面的R21-5地塊在建的住宅樓有2層地下室，剪力墻邊線距25#樓邊線僅10-18米，地下室剪力墻被動形成擋土墻，必然會承受較大的擠土壓力，雖然剪力墻抗剪能力較強(qiáng)且上部有重荷載，但擠土影響不可低估。東面的農(nóng)居房及橋頭路和北面在建道路及地下管線對擠土影響比較敏感。 

　　工程的樁數(shù)較多，樁土置換量大，且由于樁深范圍內(nèi)地質(zhì)土層（除2-2、2-3層）透水性較差，壓樁擠土產(chǎn)生的孔隙水壓力不容易釋放，預(yù)計壓樁影響范圍可達(dá)60m左右。為此施工時應(yīng)考慮采用必要的防護(hù)措施，減輕壓樁時上部土層擠土應(yīng)力對已有建筑物和道路及地下管線的影響。 

　　4.3 防擠土措施 

　　開挖地面防擠溝在25#樓東、北、西面和16#、18#、21#、24#樓東面距樁基邊線8m外開挖一條防擠溝，以減小表層土的平面位移。防擠溝上寬1000，下寬800，深度以挖到見地下水位為宜。防擠溝長度東、南、西、北面合計為530米（東面250米，南面80米，西面75米，北面125米）左右。 

　　打設(shè)深部應(yīng)力釋放孔在25#樓東、北及西面防護(hù)區(qū)域的防擠溝內(nèi)打一排鉆孔，具體樁位分布范圍參見該工程的平面圖。2～24＃樓及地下室部分采用PC-AB400(75)、PTC-400(60)預(yù)應(yīng)力管樁，樁分布率低，其樁土置換率相對較低，樁長較短，擠土效應(yīng)相對較小，且送樁后的孔洞可以釋放部分淺部擠土應(yīng)力，考慮到民房、地下管線及道路對擠土的敏感性，故在16#、18#、21#、24#樓東面打設(shè)應(yīng)力釋放孔。 

　　引孔沉樁預(yù)先在樁位進(jìn)行鉆孔取土，然后采用靜壓法沉樁。本工程25#樓為高層建筑，樁數(shù)344根，布樁很密且樁徑較大，土層中含2-2、2-3粉砂夾層，錐尖阻力相當(dāng)高，靜壓管樁根本無法穿透，綜合分析后25#樓采取引孔法沉樁，引孔深度10米。后來沉樁施工的順利進(jìn)行驗證了引孔法沉樁的合理性。 

　　控制壓樁速率和間歇壓樁臨近周邊建筑、道路及地下管線施工時，控制日壓樁量為平均日壓樁8根以內(nèi)，其他位置施工控制日壓樁量12根左右，以降低擠土應(yīng)力增量，減輕壓樁擠土的影響。本工程地質(zhì)土上部有砂質(zhì)土層，有一定滲透性，壓樁時實行白天施工，夜里不施工，由于日壓樁量不大，保持大部分時間安靜狀態(tài)使孔隙水壓力有一定的釋放時間。 

　　5 結(jié)語 

　　在施工過程中根據(jù)專業(yè)監(jiān)測單位對場區(qū)及周邊環(huán)境的位移監(jiān)測數(shù)據(jù)可知，該工程監(jiān)測點水平位移的最大值為12mm，垂直位移得最大值為17mm，由此可見采取相關(guān)的處理措施之后擠土效應(yīng)對周邊環(huán)境影響較小。同時有靜荷載試驗結(jié)果也可以確定單樁承載力都是滿足設(shè)計得要求，說明樁體間的擠土效應(yīng)造成的樁頂上浮得到很好地控制�？傊�，文章討論的防擠土預(yù)防措施取得了顯著的效果，節(jié)省成本保護(hù)周邊環(huán)境，很好地確保工程的順利進(jìn)行。 

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