減少靜壓樁對周邊環(huán)境影響的技術(shù)措施

【摘 要】針對目前預(yù)應(yīng)力管樁靜壓法施工的廣泛應(yīng)用，但同時(shí)出現(xiàn)在一些問題，特別是在軟土地區(qū)、周邊臨近建筑物、道路管線等需要保護(hù)的對象，如何減少對周邊環(huán)境的影響，本文提供了幾條實(shí)用的經(jīng)驗(yàn)供大家參考。

【關(guān)健詞】靜壓樁；擠土效應(yīng)；釋放孔；監(jiān)測

1、前言

在蘇州地區(qū)，由于靜壓樁不產(chǎn)生振動(dòng)和噪音，對周圍環(huán)境無污染，且施工方便、快捷、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、質(zhì)量更有保證，因此管樁的生產(chǎn)和應(yīng)用的速度迅速發(fā)展。但是靜壓樁屬于擠土樁的范疇，壓樁需采取一定的技術(shù)措施減少擠土效應(yīng)的影響，因此對于管樁質(zhì)量控制和減少對周圍環(huán)境破壞的研究就顯得十分的迫切和重要，本文結(jié)合中銀大廈靜壓管樁工程，介紹所采取的技術(shù)措施。

2、樁基工程概況

樁型樁長（m）樁數(shù)（根）樁頂標(biāo)高（85）

AZHb-250-1213（C40）25487-5.085

AZHb-250-1211（C40）2312-6.935

AZHb-250-1213（C40）2515-5.285

AZHb-250-1213（C40）2516-5.485

AZHb-250-1213（C40）25460-5.085

3、工程、水文地質(zhì)條件

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，自上而下分為8個(gè)工程地質(zhì)層。分層描述如下：

（1）素填土層：灰褐色，土質(zhì)不均勻，高壓縮性，工程特性差。層厚0.70～5.20m，層底標(biāo)高-2.77～1.39m。

（2）粉質(zhì)粘土層：灰黃色～灰色，可塑狀，中等壓縮性，層厚0.40～4.50m，層底標(biāo)高-3.95～-2.10m。

（3）粉質(zhì)粘土與粉土互層：黃灰，粉質(zhì)粘土可塑～軟塑。土質(zhì)不均勻，中等壓縮性。層厚1.10～3.40m，層底標(biāo)高-6.24～-4.44m。

（4）粉土夾粉質(zhì)粘土層：灰色，飽和，中密狀為主，層厚1.20～4.70m，層底標(biāo)高-13.27～-11.63m。

（5）粉質(zhì)粘土層：灰色，軟塑～可塑，中等壓縮性。層厚5.80～8.60m，層底標(biāo)高-20.80～-18.40m。

（6）粘土層：暗綠色，可塑狀。層厚2.50～4.50m，層底標(biāo)高-24.09～-21.90m。

（7）粉質(zhì)粘土層：黃灰色～灰色，可塑狀，中等壓縮性。層厚2.30～4.00m，層底標(biāo)高-26.90～-25.31m。

（8）粉質(zhì)粘土夾粉土層：灰色，軟～可塑狀，夾稍密～中密狀粉土，中等壓縮性。層厚9.10～13.60m，層底標(biāo)高-40.23～-34.67m。

（（9）粉質(zhì)粘土層：灰色，以軟塑為主。層厚1.80～6.50m，層底標(biāo)高-47.04～-43.34m。

管線種類水平距離（地下室外墻線）埋深備注

蒸汽管線12.5M1.2M基坑?xùn)|側(cè)

移動(dòng)管線18.6M0.6M

電信管線4.7M0.基坑南側(cè)

移動(dòng)管線6.06M0.

聯(lián)通管線6.7M0.

雨水管線10.2M

燃?xì)夤芫€11.6M

4、周邊管線分布情況

本場地周邊管線現(xiàn)場情況，根據(jù)業(yè)主提供的管線調(diào)查測量成果圖紙和我方現(xiàn)場踏勘情況，樁基施工影響主要為東側(cè)和南側(cè)管線、其分布現(xiàn)場管線分布情況如下：

5、靜壓樁對周邊管線影響分析

本工程方樁（抗拔樁）采用靜壓法施工，靜壓預(yù)制樁屬擠土樁，因此在施工過程中，由于大量樁體積的壓入，土體被擾動(dòng)，土體的顆粒被擠密，破壞了土體的相對平衡狀態(tài)，也破壞了土體的結(jié)構(gòu)。在不排水條件下樁必須向外擠開與自身體積相等的土體體積。施工的樁數(shù)越多，壓樁的速度越快，土側(cè)壓力增量就越大，當(dāng)樁周圍土體結(jié)構(gòu)破壞并產(chǎn)生隆起時(shí)，對周圍環(huán)境或地下管線設(shè)施就可能造成損害。同時(shí)，在壓樁過程中，方樁樁體將位于土體孔隙中水的擠出，這部分水?dāng)?shù)量大，而又不能立即消散，壓樁產(chǎn)生的擠壓力大部分轉(zhuǎn)化為空隙水壓力，并隨沉樁的數(shù)量的增加而急劇增大，這樣一方面使得土的有效應(yīng)力大大降低，甚至液化，另一方面，由于土是非完全彈性體，為超空隙水壓力一旦消散，被擠壓的土體不能完全恢復(fù)原狀，這樣就不可避免地造成了上覆土體的抬起和沉陷。但由于隨著深度逐漸增大，其影響逐漸減小。在飽和粘土層中，由于其滲透系數(shù)小，土體擠壓后導(dǎo)致了孔隙水壓力的急劇增大，即產(chǎn)生了“超靜孔隙水壓力”.它通過地層中的含水層迅速向四周傳播，其影響的范圍更甚于一般土體擠密的擠壓應(yīng)力。壓入1根樁后，就能使樁周圍2m～3m范圍內(nèi)飽和軟粘土中孔隙水壓力U>G（G為上覆土總重），在此范圍之外超靜孔隙水壓力△U逐漸減小。在不同的地質(zhì)條件下，由于土的滲透系數(shù)不同，孔隙水壓力的變化規(guī)律亦不同。

對于本項(xiàng)工程而言，淺部的填土層及方樁樁身范圍內(nèi)是粉質(zhì)粘土及粘土層，擠壓應(yīng)力的傳遞主要是通過樁周土體傳遞的，當(dāng)擠壓應(yīng)力大于樁周土體的抗力時(shí)，不可避免地順應(yīng)力傳遞方向造成土體較大的側(cè)向并遠(yuǎn)處幅散減弱，其影響范圍可達(dá)45-50米，即方樁入土深度的1.5倍左右，本工程預(yù)制方樁入土深度為33m左右。壓樁除了造成樁周的土的撓動(dòng)、位移及強(qiáng)度變化以外，由于樁周土的滲透性很差，還會(huì)產(chǎn)生較高的空隙水壓力及側(cè)向位移等，造成周邊管線的不均勻沉降、開裂與破壞，對與之同時(shí)施工的灌注樁亦構(gòu)成不良影響。

因此，造成沉樁區(qū)周邊地基豎向及徑向變形的原因，主要是由于土體的擠壓及超靜空隙水壓力的作用使得樁周土產(chǎn)生較大的側(cè)向位移和隆起。而在空隙水壓力向四周消散，地基土體的低壓縮性及群樁施工中的疊加因素影響下，進(jìn)一步加強(qiáng)了位移和隆起的程度，并擴(kuò)大其波及的范圍，當(dāng)積累到一定程度后，即會(huì)使得鄰近管線的側(cè)向位移超限，造成其不均勻沉降、開裂及破壞。但由于地基土的變形特性是由多種因素造成的，要準(zhǔn)確預(yù)估沉樁造成地基土的側(cè)向位移、沉降和隆起變化及影響范圍，目前工程界還沒有一個(gè)明確的定論，只能通過經(jīng)驗(yàn)來估計(jì)。我們通常以往施工經(jīng)驗(yàn)的積累及分析，得出預(yù)制方樁施工對周邊影響范圍為1.5倍的預(yù)制樁入土深度，超過此范圍，其影響則大為減少，常可忽略不計(jì)。

6、減少靜壓樁對灌注樁施工不利影響的措施

6.1兩種樁型同時(shí)施工距離的保證措施

通過先將兩種樁型之間區(qū)域（45～50m）范圍的方樁施工完畢后，再安排兩者同時(shí)施工，這樣可以確保在二者同時(shí)施工時(shí)，鉆孔灌注樁距靜壓方樁的距離大于方樁入土深度的1.5倍，使得鉆孔灌注樁施工時(shí)處于相對安全的區(qū)域。這樣，方樁的擠土效應(yīng)對鉆孔灌注樁的質(zhì)量影響將會(huì)很小。

6.2調(diào)整鉆孔樁與方樁壓樁施工順序措施

鉆孔灌注樁的施工順序：總體方向從西向東施工，這樣做的目的是，在第二階段開始同時(shí)施工時(shí)，可以進(jìn)一步擴(kuò)大鉆孔灌注樁至靜壓方樁的距離，二者最大距離可以達(dá)到66m，將使得預(yù)制方樁對灌注樁的影響降到最小。

靜壓方樁的施工順序：總體方向從西向東施工，這樣安排的目的是隨著靜壓樁的施工，其與灌注樁的距離逐漸加大，灌注樁施工也就更加安全了。

7、減少靜壓樁施工對周邊管線不利影響的措施

7.1措施一：挖防擠溝

沿管線靠方樁的一側(cè)（主要是東側(cè)和南側(cè)）挖防擠溝，溝深1.5m（超過管線的最大埋深），寬1.0m。可隔斷近地表處的土體位移，不致影響到溝槽以外的管線。同時(shí)還