對(duì)建筑施工中靜壓管樁的擠土效應(yīng)研究

【關(guān)鍵字】靜壓管樁施工；擠土效應(yīng)；預(yù)防措施 

　　概述 

　　靜壓管樁屬于擠土樁施工工藝，是利用靜壓樁機(jī)的自重和靜壓作用力，將管樁樁身壓入土層結(jié)構(gòu)持力層來完成樁基施工，其發(fā)展基礎(chǔ)為預(yù)應(yīng)力技術(shù)，隨著混凝土配合比材料和蒸養(yǎng)方式的不斷完善，高強(qiáng)混凝土的生產(chǎn)成為可能，大噸位靜壓機(jī)的出現(xiàn)將管樁施工作業(yè)的適用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，但靜壓管樁在施工過程中會(huì)產(chǎn)生擠土效應(yīng)，擠土效應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)及周邊環(huán)境會(huì)產(chǎn)生一定的影響和危害，故必須在建筑施工中對(duì)靜壓管樁的擠土效應(yīng)進(jìn)行分析和研究，進(jìn)而采取有效的措施來減小擠土效應(yīng)所帶來的負(fù)面影響。 

　　1靜壓管樁施工中所帶來的擠土效應(yīng)分析 

　　靜壓管樁施工技術(shù)是采用靜壓方法將預(yù)應(yīng)力空心圓筒構(gòu)件壓入地下，達(dá)到地基承載力效果的樁基處理技術(shù)。在沉樁的過程中，樁管的樁身在被壓入地下時(shí)，需要克服壓樁周邊土體的側(cè)向摩擦力和樁端阻力，這就容易造成在樁身四周的土體結(jié)構(gòu)因受到壓迫而產(chǎn)生沖剪破壞，導(dǎo)致土體原有的應(yīng)力狀態(tài)變?yōu)橄蛑苓叿较驍D壓，產(chǎn)生超孔隙水壓力現(xiàn)象。這種現(xiàn)象主要表現(xiàn)在土體結(jié)構(gòu)向徑向偏移，而樁尖和樁周一定范圍內(nèi)的土體受到不排水剪切和水平擠壓，導(dǎo)致土體中超孔隙水壓力升高而造成土體破壞，即便是未受到破壞的土體也容易因超孔隙水壓力的影響而發(fā)生擾動(dòng)變形，從而形成擠土效應(yīng)。 

　　2靜壓管樁施工擠土效應(yīng)對(duì)周邊環(huán)境所造成的影響及危害 

　　靜壓管樁的施工與巖土環(huán)境、工程周圍環(huán)境相互作用，經(jīng)過對(duì)多個(gè)工程實(shí)例進(jìn)行研究分析可以看到，擠土效應(yīng)產(chǎn)生的作用力和影響范圍是非常嚴(yán)重的，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）對(duì)周圍建筑影響，在飽和的軟土地區(qū)易產(chǎn)生場(chǎng)地隆起，如臨近建筑基礎(chǔ)埋深較淺或結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較差，將導(dǎo)致房屋開裂、變形、傾斜，危害建筑物安全。2）對(duì)變形敏感的臨近地下管線的影響，如排水、供水、煤氣、電訊管道等，容易引起爆裂、泄露等事故。3）對(duì)已完成工程樁的影響，會(huì)對(duì)已壓入的管樁產(chǎn)生擠壓，造成樁位偏移、樁身彎曲變形、因土層隆起還會(huì)破壞工程樁的端承力，直接影響建筑安全。4）土體本身應(yīng)力變化的影響，土的原始結(jié)構(gòu)會(huì)因壓樁過程中的擠壓、剪切、孔隙水的壓力變化而產(chǎn)生破壞，偏離地質(zhì)勘探時(shí)提供的數(shù)值，影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。 

　　3預(yù)防和降低靜壓管樁施工擠土效應(yīng)影響的措施 

　　鑒于靜壓管樁施工中存在的擠土效應(yīng)具有危害性，在工程施工前，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)資料和相鄰工程情況，制定具體施工方案，以預(yù)防或者降低靜壓管樁施工造成的擠土效應(yīng)的破壞和影響。 

　　3.1優(yōu)化管樁施工方案合理選擇施工樁型 

　　根據(jù)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)勘測(cè)資料，對(duì)施工場(chǎng)地應(yīng)力的分布進(jìn)行預(yù)測(cè)和勘探，合理選擇和優(yōu)化設(shè)計(jì)施工使用的管樁型號(hào)、管樁數(shù)量、管樁排布方式以及樁體的間距等。通過技術(shù)手段降低靜壓管樁施工引起的地基變形和超孔隙水壓力。為縮小樁體的上浮幾率，減小擠土效應(yīng)的影響范圍，應(yīng)該對(duì)樁尖進(jìn)行設(shè)計(jì)后再使用，盡量不選用開口樁進(jìn)行沉樁施工，這一點(diǎn)尚未得到廣泛重視，對(duì)開挖出的管樁樁身探查表明，管樁樁芯由于土質(zhì)擠漲作用會(huì)導(dǎo)致樁身出現(xiàn)微裂，混凝土強(qiáng)度遭到破壞，管樁的使用強(qiáng)度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)要求。工程樁試壓后，如土質(zhì)條件不適用管樁作業(yè)，要及時(shí)更換樁型。 

　　3.2科學(xué)沉樁，減少沉樁排土量 

　　在硬塑粘土或沙層密集的土層中沉樁時(shí)，可以配合使用預(yù)鉆孔輔助壓樁技術(shù)，該技術(shù)使用螺旋出土器對(duì)沉樁位置進(jìn)行鉆孔取土，然后再利用靜壓法進(jìn)行沉樁，預(yù)鉆孔的孔徑應(yīng)小于管樁樁徑。該沉樁方式將排擠土樁轉(zhuǎn)變?yōu)榈团艛D土樁，在盡可能減少沉樁過程中產(chǎn)生的過多排土量的同時(shí)還能夠在樁基外適當(dāng)位置開挖防擠溝，以減小表層土的平面位移。 

　　3.3在施工現(xiàn)場(chǎng)增配排水設(shè)施 

　　由于施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)無論土質(zhì)結(jié)構(gòu)如何，均含有一定的孔隙，具有不同程度的可壓縮性。對(duì)于含水量較高、土體滲透性較低的粘性土地基，若在地基中設(shè)置合理有效的排水通道，幫助及時(shí)排除因壓樁擠土而產(chǎn)生的孔隙水壓力，能夠有效減小樁管貫入阻力，提升土體的可壓縮性，減少擠土效應(yīng)所帶來的沖剪破壞。 

　　3.4根據(jù)地基結(jié)構(gòu)合理設(shè)置應(yīng)力釋放孔 

　　軟土地基的地面結(jié)構(gòu)承載力通常較小，靜壓管樁施工往往會(huì)對(duì)地面結(jié)構(gòu)承載層形成一定的壓應(yīng)力，故可以在施工工地的沉樁范圍內(nèi)、沉樁范圍外或者是被保護(hù)的建筑物地下管線附近根據(jù)需要設(shè)置一些鉆孔，以緩沖和隔離擠土通道，減少土應(yīng)力變化所再來的地基破壞。具體孔洞可以是孔，也可以在孔中填充松散材料。 

　　3.5優(yōu)化壓樁施工順序 

　　對(duì)于樁基密集的施工區(qū)域應(yīng)按工程要求，合理安排沉樁順序及沉樁流向，通過先行施工的樁基構(gòu)成遮點(diǎn)效應(yīng)，有效消散后施工樁基的擠土應(yīng)力；壓樁時(shí)沿一定軸線方向施工，相對(duì)延長(zhǎng)施工路線，采用承臺(tái)間跳壓措施或?qū)嵭虚g歇壓樁，延長(zhǎng)孔隙水壓力的釋放時(shí)閱，減輕擠土應(yīng)力的影響。 

　　3.6根據(jù)土質(zhì)結(jié)構(gòu)控制壓樁施工速率 

　　靜壓管樁的施工過程中，壓樁擠土量和壓應(yīng)力主要受壓樁速率的影響，因此要在施工過程中根據(jù)實(shí)際情況控制單樁一次性壓入時(shí)間和單位時(shí)間內(nèi)的壓樁數(shù)量，實(shí)現(xiàn)壓樁速率的動(dòng)態(tài)控制，以減少樁身上浮游移的幾率。 

　　4總結(jié) 

　　隨著靜壓管樁在建筑施工中的應(yīng)用越來越廣泛，需要我們結(jié)合實(shí)地情況對(duì)靜壓管樁的擠土效應(yīng)進(jìn)行分析和研究，為設(shè)計(jì)和施工提供依據(jù)，以保證建筑工程的地基施工的順利進(jìn)行。 

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　　[2]李濤.對(duì)靜壓管樁在建筑施工中的技術(shù)分析[J].科技與生活，2010（13） 

　　[3]齊向東.淺議預(yù)防靜壓管樁施工中擠土效應(yīng)影響的措施[J].建筑·建材·裝飾，2012（5）