浅谈减轻静压管桩挤土效应的施工措施



       伴随经济高速发展,城市高层建筑不断涌现,作为深基础类型之一的桩基础在建筑工程中不断被采用,其中高强度(PHC)混凝土管桩施工在工程建设中使用频率较高。

  静压法预应力混泥土管桩施工属于挤土类型。施工中,由于沉桩时使桩四周的土体结构受到扰动,改变了土体的应力状态,致使土体中超空隙水压力升高造成土体破坏,地面以下较深层的土体在覆盖土层的压力作用下未能向上隆起,致使  其向水平方向挤压。由于群桩施工中的叠加作用,使已打入完成的邻近桩和土体产生较大侧向位移,已施工完成的其他桩(特别是对周边临近钢筋混凝土灌注桩)会因此造成桩体破坏,严重者会对桩的完整性产生不利影响。笔者结合自身施工经验就减轻静压管桩施工所产生挤土效应的防治措施谈谈自己的拙见。

  以本人所从事的某工程项目人防地下室地下二层、地上住宅1533层共10为例,其中8栋选用?500高强度预应力管桩及板式筏板基础,有效桩长1423米。主楼之外地下室部分选用?800钢筋混凝土灌注桩及筏板式基础,桩长23—25米。本工程8#、9#、10#楼东侧有地下一层、地上15层尚未交付已建建筑物一座(工程桩位距0已建建筑物外墙约25米),7#、4#楼南侧有正通行市政道路,均为挤土效应波及范围。由于本工程项目8#、9#、10#等工程桩数量较多,桩土置换量大,桩深范围内地质土含水丰富,压桩过程中所产生的孔隙水压力不容易释放等原因,经论证应采取必要的挤土防护措施,减轻压桩时上部土层挤土应力对已有建筑物和市政道路的影响。

  资料表明,管桩施工中超静水压力所产生影响的范围,目前一般认为波及距离为1~1.5倍桩长。为了保证施工质量,避免发生工程质量事故,对施工中所产生的挤土效应,我们采取了如下综合防治措施:

  一、 打设深部应力释放孔

  钻打应力释放孔的目的是疏放排孔深范围内的地下水,降低空隙水压力,以减小土体位移。

  施工中,在位于边桩外1.2m处临已有建筑物和市政道路侧,预钻直径?500mm,深24—30m,间距@4.0m压力释放孔,以释放沉桩过程中形成的静水压力,减少挤土效应对临近建筑物、构筑物和已施工完成的混凝土灌注桩的影响。应力释放孔成孔后管桩施工期间可保持空孔,也可在孔内填满碎石或砂,具体以设计院出具的施工图设计为施工依据。

  二、 合理安排施工流向和压桩顺序

  在各种挤土压力防护措施中,合理的压桩顺序是最经济实用的措施。施工顺序的科学、合理安排,以遵守背离被保护对象为基本原则。即先施工靠近被保护对象处桩位,然后背离被保护对象。先沉的桩具有“遮帘”作用,可削弱后排桩的挤土效应,减少土体位移。本工程在8#9#10#楼基桩施工时,先施工最东侧(临已有建筑物方向)两排预应力管桩,待该两排桩沉桩结束后,其他基桩方可由东向西继续施工。对剪力墙下基桩集中的区域(部位)采取跳压的方式,给应力一定的释放时间。施工前在图纸上标明每一根桩的压桩顺序,施工时严格执行,同时,合理安排混凝土旋挖桩开钻时间和钻孔部位,充分利用其有利条件,减少挤土效应的不利影响。

  三、 严格控制压桩速率

  严格控制每栋楼区域日压桩量,特别是8#、9#、10#楼等邻近周边建筑物、道路、地下管线的管桩施工区域。施工时要求平均日压桩量不超过15根,以降低挤土应力的增量,减缓压桩挤土的影响。必要时,可以暂停施工1—2天,以消解挤土应力。

  四、 实行间歇压桩

  本工程桩沉桩深度范围内基本上为残积砂质粘性土,有一定的渗透性,压桩实行白天施工,夜间不施工或白天和夜里施工不同区域等方式。由于日压桩量不大,保持大部分时间处于安静状态以使空隙水压力有一定的释放时间,有效减轻挤土应力的传播。

  五、 实行实时监测

  在受保护的建筑物(如本工程8#10楼东侧已建建筑物和沿基坑南侧市政道路东西方向)适当位置,布设可靠的平面监测点,每天压桩前后用高精度经纬仪监测土体的水平位移、高程变化和孔隙水压力变化情况等,掌握挤土动态,以便根据现场情况及时采取措施,做到信息化施工。



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