減少靜壓樁對周邊環境影響的技術措施

【摘 要】針對目前預應力管樁靜壓法施工的廣泛應用，但同時出現在一些問題，特別是在軟土地區、周邊臨近建筑物、道路管線等需要保護的對象，如何減少對周邊環境的影響，本文提供了幾條實用的經驗供大家參考。

【關健詞】靜壓樁；擠土效應；釋放孔；監測

1、前言

在蘇州地區，由于靜壓樁不產生振動和噪音，對周圍環境無污染，且施工方便、快捷、經濟實用、質量更有保證，因此管樁的生產和應用的速度迅速發展。但是靜壓樁屬于擠土樁的范疇，壓樁需采取一定的技術措施減少擠土效應的影響，因此對于管樁質量控制和減少對周圍環境破壞的研究就顯得十分的迫切和重要，本文結合中銀大廈靜壓管樁工程，介紹所采取的技術措施。

2、樁基工程概況

樁型樁長（m）樁數（根）樁頂標高（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、水文地質條件

根據區域地質資料，自上而下分為8個工程地質層。分層描述如下：

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

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

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

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

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

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

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

（8）粉質粘土夾粉土層：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，層底標高-40.23～-34.67m。

（（9）粉質粘土層：灰色，以軟塑為主。層厚1.80～6.50m，層底標高-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基坑東側

移動管線18.6M0.6M

電信管線4.7M0.基坑南側

移動管線6.06M0.

聯通管線6.7M0.

雨水管線10.2M

燃氣管線11.6M

4、周邊管線分布情況

本場地周邊管線現場情況，根據業主提供的管線調查測量成果圖紙和我方現場踏勘情況，樁基施工影響主要為東側和南側管線、其分布現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，土體的顆粒被擠密，破壞了土體的相對平衡狀態，也破壞了土體的結構。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。施工的樁數越多，壓樁的速度越快，土側壓力增量就越大，當樁周圍土體結構破壞并產生隆起時，對周圍環境或地下管線設施就可能造成損害。同時，在壓樁過程中，方樁樁體將位于土體孔隙中水的擠出，這部分水數量大，而又不能立即消散，壓樁產生的擠壓力大部分轉化為空隙水壓力，并隨沉樁的數量的增加而急劇增大，這樣一方面使得土的有效應力大大降低，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，由于其滲透系數小，土體擠壓后導致了孔隙水壓力的急劇增大，即產生了“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力。壓入1根樁后，就能使樁周圍2m～3m范圍內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。在不同的地質條件下，由于土的滲透系數不同，孔隙水壓力的變化規律亦不同。

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

因此，造成沉樁區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生較大的側向位移和隆起。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，進一步加強了位移和隆起的程度，并擴大其波及的范圍，當積累到一定程度后，即會使得鄰近管線的側向位移超限，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，要準確預估沉樁造成地基土的側向位移、沉降和隆起變化及影響范圍，目前工程界還沒有一個明確的定論，只能通過經驗來估計。我們通常以往施工經驗的積累及分析，得出預制方樁施工對周邊影響范圍為1.5倍的預制樁入土深度，超過此范圍，其影響則大為減少，常可忽略不計。

6、減少靜壓樁對灌注樁施工不利影響的措施

6.1兩種樁型同時施工距離的保證措施

通過先將兩種樁型之間區域（45～50m）范圍的方樁施工完畢后，再安排兩者同時施工，這樣可以確保在二者同時施工時，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處于相對安全的區域。這樣，方樁的擠土效應對鉆孔灌注樁的質量影響將會很小。

6.2調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施工時，可以進一步擴大鉆孔灌注樁至靜壓方樁的距離，二者最大距離可以達到66m，將使得預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（主要是東側和南側）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。同時還