大面積預制樁靜壓施工對周邊環境的影響控制研究*

上海建工集團工程研究總院 上海 201114

隨著人們對城市綜合環境的重視，在城市核心地帶，靜壓沉樁施工憑借其低噪聲、低振動等方面的優勢，逐漸取代錘擊沉樁施工法。靜壓沉樁施工法通過靜力壓樁機的壓樁機構以壓樁機自重和機架上的配重提供反力而將預制樁壓入土中，沉樁過程中會破壞原狀土的初應力狀態，使周邊土體隆起或下沉，若不加以控制，通常會導致周邊鄰近建筑物損傷、市政管線破壞等方面的環境事故[1]。本文結合某工程大面積預制樁靜壓施工，介紹該工程使用的對周邊環境影響控制的措施及效果。

1 項目概況

1.1 樁基工程概況

背景工程占地面積約13萬 m2，建筑面積約25萬 m2；地下室挖深7.2 m。樁基采用400 mm×400 mm預制方樁4 433 根，樁長29 m；φ500 mm的預應力管樁6 280 根，樁長35 m，均采用靜壓沉樁法進行施工。

1.2 周邊環境情況介紹

有2 條市政道路穿過本項目建設用地，道路下存在給水、燃氣、雨水、污水及電力等主要的市政公用管，管線埋深0.4～3.6 m，樁基距最近壓力管線9 420 mm（圖1）。

圖1 市政管線與待建建筑相互關系示意

2 施工對環境影響的控制措施

2.1 確定影響范圍，控制樁基施工速率

通常情況下，在黏性土和密實砂土的土質環境中，靜壓樁施工引起的側向位移和隆起的影響平面范圍為距離樁基施工區域10～15 倍樁徑或1～1.5 倍設計樁長。本項目選取距離管線1.5 倍樁長的平面范圍內的樁基施工會對管線產生影響[2]。

影響范圍內安排2 臺靜壓樁的設備進行沉樁施工，每臺樁基的沉樁速率控制在不大于12 根/d，同時根據管線檢測情況，合理調整沉樁速率。

2.2 開挖防振溝，布置應力釋放孔

設置防振溝可以有效降低沉樁過程中引起的淺層土體的側向位移及土體隆起趨勢。應力釋放孔可以對沉樁過程中形成的超孔隙水壓力進行釋放，控制地表的隆起[3]。

在影響范圍區域內的樁基施工前，首先進行防振溝及應力釋放孔的施工。防振溝面寬1 500 mm，深度與最近的壓力管線管底同標高，為減小防振溝邊坡變形對管線的影響，防振溝距最近壓力管線控制在3 000 mm。在防振溝與樁基施工區域內呈梅花狀布置應力釋放孔，應力釋放孔平行鉆孔2 排，孔徑300 mm，排距1 000 mm，間距1 500 mm。雙排梅花形布置，深度為1/2樁長，取19 m[4]（圖2）。

圖2 防振溝、應力釋放孔布置平面

3 管線監測

為確切了解壓力管線的變形情況，在樁基施工過程中，采用間接點與直接點結合的方式，對壓力管線的水平及垂直位移進行了監測。監測點布置間距為15～20 m，監測頻率為1 次/d。根據與管線管理單位的溝通，管線變形報警為±3 mm/d，累計值為±10 mm。最終監測結果顯示：給水管最大水平位移9.63 mm、最大垂直位移7.82 mm；燃氣管最大水平位移2.16 mm、最大垂直位移 9.16 mm。

4 結語

監測結果反映出預制樁靜壓施工對周邊環境存在著影響，本工程施工過程中采取的減小預制樁靜壓施工環境影響的控制措施切實有效。后續類似工程施工過程中可以進行綜合考慮[5]。