静压预制桩对周边建筑物的影响及对策.doc

字数2712字浏览14次字号【大中小】安徽建筑2006年第3期优惠订阅静压预制桩对周边建筑物的影响及对策武汉清【文章针对静压预制桩施工所产生的挤土效应与超静孔隙水压力对周边环境的影响，提出相应的技术措施，并取得预期的效果。】 0引述 静压预制桩由于其具有施工工期短、质量较直观、施工过程无震动、无噪音等优点，近年来，在市区的工程中得到较广泛的运用。但这种施工方法由于挤土的作用，对周围毗邻建筑物产生一定不良的影响，特别是在软土地基施工中产生的影响甚为严重。本文主要对挤土的产生及防护措施作一阐述。 1挤土效应的产生及对周围的影响 静压预制桩属挤土桩，由于大量桩体积的压入，破坏了土体的相对平衡状态，在不排水条件下桩必须向外挤开与自身体积相等的土体体积。施工的桩数越多，压桩的速度越快，土侧压力增量就越大，当桩周围土体结构破坏并产生隆起时，对周围建筑或地下管线设施就可能造成损害。 在饱和软土层中，由于其渗透系数小，土体挤压后导致了孔隙水压力的急剧增大，即产生了“超静孔隙水压力”。它通过地层中的含水层迅速向四周传播，其影响的范围更甚于一般土体挤密的挤压应力。压入1根桩后，就能使桩周围2m3m范围内饱和软粘土中孔隙水压力UG（G为上覆土总重），在此范围之外超静孔隙水压力U逐渐减小。在不同的地质条件下，由于土的渗透系数不同，孔隙水压力的变化规律亦不同。淤泥渗透系数低，超静孔隙水压力不易消散；而在淤泥与粉细砂交互层中，由于粉细砂层渗透性相对较好，淤泥中产生的超静孔隙水压力将通过粉细砂层较快消散。 在沉桩过程中，土体挤压应力和所造成的超静孔隙水压力对邻近建筑物的影响，起了共同的作用。根据施工实践反映为浅层大、深层小、近处大、远处小，影响范围可达11.5倍桩长,并与地质状况、平面布桩率、压桩速度、施工顺序等因素有关。同时，沉桩本身产生的土体挤压与超静孔隙水压力还将对已施工的桩产生水平位移与上浮，造成桩基质量事故。随着打桩间歇时间的推移，所增大的土体应力与超静孔隙水压力将逐步扩散以至消失，地层重新固结又对周围建（构）筑物形成不利影响。 2主要技术措施 在压桩过程中土体的垂直隆起和水平位移会波及到压桩区域外的一定范围。如果建筑场地狭小，又位于老市区的旧建筑物群中，对周围房屋的破坏就难以避免，为了防止或减轻这种危害，就必须采取一定的技术措施，如合理安排沉桩顺序，控制压桩速度，减少压桩的挤土量，设置隔离带等。 2.1合理安排压桩施工顺序 由于先压入桩的周围土体固结后使土体与桩之间产生一定的摩阻力，可以阻止后压入桩时的土体隆起。因此，土体隆起往往向压桩推进前方发生。为保护临近的某栋建筑物或地下管网，压桩顺序应采取由近而远的方法，宜先压长桩、后压短桩。 2.2控制压桩速度 适时地调整压桩速度，使压桩时所产生的挤压应力与超静孔隙水压有一个消散的过程。因此，压桩速度应控制在不对周围环境及桩基自身质量构成危害的限度内。具体情况应视桩位平面布置以及对周围建筑物的施工监测结果而定。总体原则是：靠近邻近建筑物时放慢速度，施工后期放慢速度。 2.3尽量降低设备自重对地基的不良影响 静压桩机设备自重大，一般要求自重应大于施工过程最大压桩力的10%以上，大型的液压静力压桩机吨位达5000kN以上，因此对机下及附近土体所产生的扰动与挤压是客观存在的。当工程需要送桩时，应及时将送桩孔用砂回填并冲水使之密实，以避免桩机下陷，加剧土体的挤压与隆起，对邻近建筑物及已入土的桩造成损害。在场地狭小、毗邻的危房较多、填土层较薄且下卧淤泥层深厚，以及在防护措施又难以开展的情况下，不宜采用大吨位的静压预制桩。 2.4预钻取土再压桩 即在桩位上预先钻孔再压桩，通常钻孔直径比桩直径或边长小100mm，钻孔深度为1/3桩长，并宜钻穿浅层的淤泥层。目前静力压桩机不具备自钻孔能力，需另配备1台钻孔机，在大面积群桩的施工中，若钻1孔压1根，由于静压桩机底盘为步履式而非履带式，移动缓慢，影响施工效率，若钻若干孔后再一并压桩，应考虑桩机是否会压塌空孔而下陷。因此，预钻孔取土方法对打入桩（设备自重通常在100t以内）而言，是行之有效的，对小吨位的静力压桩机也可采用，对需采用大吨位的静力压桩机时，不宜采用。 2.5设置隔离带 压桩施工前，在需保护的建筑物的一侧设置1排或2排砂井，灌入中粗砂。砂井与边桩的距离应为5m6m，砂井直径200mm300mm，间距800mm1200mm，砂井深度为10m15m，宜穿透浅部淤泥层。这样可以使超静孔隙水压流入砂井，从而加快压力的消散。在砂井的内侧约0.8m1.0m处钻1排空孔，空孔直径200mm300mm，间距800mm1200mm，在压桩施工过程中，根据施工监测情况，随时补钻取土。空孔的设置能减轻土层的水平位移，可有效地缓解向邻近建筑物传递的土体挤压应力，并保护砂井的连续性不受影响。这样由2排3排砂井与空孔相互错开而共同构成的纵深防御带，能有效地保护临近建筑物。 3工程实例 某花园由2幢塔楼组成，建筑物高54m,桩机采用静压预制方桩。断面为500mm500mm及450mm450mm 2种，桩长34m，总桩数651根。桩尖持力层为含泥碎石层（地质状况见图1），施工设备为500t大型液压静力压桩机，预制桩穿越的地层中淤泥层较厚，平面布桩率为4.2%。施工过程中，将产生较大的土体挤压与超静孔隙水压力，因此，在沉桩过程前后在西、北侧设置1排300的砂井，井深12m，间距1000mm，砂井内侧1m处，沿建筑物四周钻1排空孔（3001000，孔深12m）具体情况见图2，并根据打桩的过程监测情况，适时补钻取土。 图2中：1、10层正在施工；2、10层温泉公寓；3、3层土木结构旧民居（有人住）；4、4层土木结构旧民居（有人住）；5、7层宿舍楼；6、6层旧民楼（片筏基础）；7、2层办公楼；8、1层建筑物；9、内河；10、2层建筑物；11、A楼；12、B楼；13、路面；14、入口。 施压顺序：先压B楼，后压A楼，由西向东，自北向南，逐步推进。 压桩速度：靠近西、北侧附近每天控制在8根桩以内，同一个大承台群桩中每天控制在10根以内，其他部位每天控制在12根以内。 在压桩过程中，对北向多层住宅、西向民房做了观测，建筑物的不均匀变形量、变形速率均在允许范围内。压桩结束时，西向民房观测点平均抬升量为11.5mm，北向多层住宅观测点平均抬升量为10mm，建筑物未见损坏。 4结束语 静压法沉桩与锤击法相比，除了无振动、无油污、无噪音外，对降低土体的挤压应