無錫某建筑工程靜壓樁施工監測方法研究

吉林大學建筑工程學院 長春萬科物業服務有限公司 于 杰

1.概況

無錫廣播電視集團擬建“無錫廣電傳媒中心”，擬建場地位于無錫濱湖區湖濱路西側，工程主要包括數碼大廈、廣播大廈及商業用房，主體建筑(數碼大廈、廣播大廈)19層，裙房(商業用房)2～4層，并設整體2層地下室。擬建工程位于繁華市區內，周邊建筑物、道路地下管線及通信電纜密集，工程設計采用PHC-600型靜壓預應力管樁1000根樁，預計擠土9834m3。

由于擬建項目大量的樁基工程施工會對周圍環境和樁基施工本體產生相當大的影響，為此，對擬建傳媒中心樁基工程施工進行了監測工作。

2.樁基施工監測目的及方法

2.1 監測目的

建場地施工區域工程樁的數量大、密度高，大量的樁基工程施工會對周圍建(構)筑物基礎及管線電纜等公共設施和樁基施工本體產生相當大的影響，密集的樁基工程會導致很高的超孔隙水壓力→擠土現象→樁頭偏位。監測工作主要目的為樁基施工服務，實現動態觀測整個打樁區域樁基、淺層及深層土體的變化情況，以便合理確定樁基施工進度，保證樁基工程的順利施工和安全運行，保護周圍建筑物基礎和公共設施不受破壞。在本工程的實施過程中，考慮到地下工程中可能存在的不明確和不利因素，嚴格控制樁和土體的水平和垂直位移，對附近土體的變形和孔隙水壓力進行分析和判斷，以便在出現異常征兆時，及時調整施工工藝，確保安全。

2.2 監測方法

擬建工程場區地表下5.5～18m、28～39m為軟塑粉質粘土夾飽和流塑淤泥質土及松散粉土，該類土具有高含水量、高靈敏度、流塑狀、可液化等特征，在飽和軟粘土內沉樁，擠土會造成樁頭偏移，沉樁時大量的擠土和由此引起的超孔隙水壓和可液化土在沉樁時產生液化是樁偏位的主要動力。本工程兩幢主樓(高19層)密集的PHC樁在打入過程中，會使土體上隆和側移，并在軟塑粉質粘土層中產生很大的超孔隙水壓力，粉土會產生液化，導致樁周土對樁的約束作用減小，主樓工程樁入土深度約45m，相當于1/2～1/3的樁長處于可流變的土層中，工程樁下部約6m長度位于(7)層硬塑粉質粘土和(8)層中密粉土中，樁尖與下部土層之間的約束關系近似為鉸接，一旦上部軟質粉質粘土產生塑流，樁會失穩傾斜。沉樁引起的土體內擠脹應力和超孔隙水壓力較高，對已建工程基礎也會產生較大影響，本工程樁基施工應避免樁偏位等不良情況的發生，因此除設計方面外還應采取有針對性的控制措施，在本工程樁基施工時無錫水文工程地質勘察院在場地內及外圍布設了深層土體位移、孔隙水壓力、樁頂位移、地表變形等樁基施工監測手段，對打樁過程中樁體和已有建(構)筑物及周圍公共設施影響監測。

2.2.1 深層土體水平位移監測

通過測斜管來掌握樁基施工工程中引起樁周土體在某時間段不同深度處的水平位移情況。具體布置如下：兩幢主樓的四周選擇可能對周圍環境產生最大土體位移處設置測斜管共8根，測斜孔深48m，編號：C1～C8。具體施工方法：先采用GXY-1型鉆機，采用泥漿護壁鉆進成孔，成孔直徑108mm，在孔內埋設帶軌道槽的專用測斜管，采用JJX-4系列鉆孔測斜儀進行測量。

觀測頻率視打樁速率和打樁位置與觀測孔的距離來確定。當打樁位置距觀測孔位置較近，有明顯影響時，按每天測斜一次，必要時增加觀測次數；當打樁位置距觀測孔位置較遠，影響較小時，每5d測斜一次。

2.2.2 孔隙水壓力觀測

在打樁區域內布置一定數量的觀測孔，觀測打樁期間孔隙水壓力變化，每組布置2只孔隙水壓力計，深度分別是9m、15m。根據樁位圖共布置8組觀測點，總計16只孔隙水壓力計，編號：K1～K8。

具體施工方法：先采用GXY-1型鉆機，采用泥漿護壁鉆進成孔，鉆至設計深度，埋設孔隙水壓力計，同一組兩測點水平間距0.5m。觀測與樁基施工同時進行，1～2d觀測一次，在樁基施打密集處增加觀測次數。當孔隙水壓力趨于穩定時，觀測頻率相應放寬至5d測一次。

2.2.3 地面位移觀測

沿每根測斜管布置一條地面位移觀測剖面，以測斜管頂作為基點，在距測斜管外側3m、10m處各布置1個地面位移觀測點，在施工時對周圍建筑物和場地位移進行監測，共設置8條觀測剖面，具體距離根據現場周邊實際空間確定，地面位移觀測點編號：D1～D8。地面變形觀測與鉆孔測斜同步進行，1～2d觀測一次。當變形趨于穩定時，觀測頻率相應放寬至5d測一次。

2.2.4 樁頂位移觀測

根據樁位圖和實際施工流向安排及現場實際施工條件，本次監測選擇在北樓西段樁集中處，共布置1根樁進行樁頂水平位移及沉降觀測樁，了打樁對已打入樁的影響，具體樁號及編號：Z60。

根據打樁的順序安排觀測樁，每天觀測一次，并在樁基施打密集處增加觀測次數。當變形趨于穩定時，觀測頻率相應放寬至5d測一次。

3.監測情況及資料分析

擬建傳媒中心工程樁基施工自2008年1月8日開始，按先施工南樓后施工北樓、最后施工外附屬設施的順序進行，整個工程樁基施工于2008年3月10日結束，為時2個月。監測設施埋設時間為2008年1月5日～1月15日。共埋設深層土體水平位移測斜監測孔8個，單孔埋深48m；地下超孔隙水壓力監測點8組，每組埋設2只監測探頭，埋深分別為9m和15m；根據先埋設先觀測的原則，自2008年1月8日始，部分監測點在埋設時間段內隨著樁基施工的進行已開始觀測。監測測量控制網于打樁過程中定期進行了校核，符合規范要求。

(1)擬建場地在樁基施工過程中對地下超孔隙水壓力進行了跟蹤監測，2008年2月17日場地孔隙水壓力監測值先后大幅超報警值，在及時采取了施打塑料排水板及沙井等措施，至3月15日所有監測點超孔隙水壓力均已回落到打樁前的初始狀態。

(2)經過測斜監測，樁基施工期間場地深層土體累積水平位移變化值處于安全范圍之內，符合規范要求。

(3)樁基施工期間地面位移觀測點累積水平位移值在7mm左右，符合規范要求。

(4)樁頂水平位移最大2.34mm，低于報警值，符合規范要求。

(5)從各觀測點的位移量分析，施工期間在樁基施工區域布設93個20～23m深的塑料排水板鉆孔對孔隙水壓力的消散及減小土體、樁土位移產生了良好效果。

4.結論

通過對項目組所提供的監測資料和及時采取的防范措施分析研究可知，采用深層土體位移、孔隙水壓力、樁頂位移、地表變形等樁基施工監測手段是保證樁基安全施工行之有效的方法，使工程質量和安全始終處于受控狀態。本次監測工作達到了為信息化施工服務的預期目的。