無錫某建筑工程靜壓樁施工監(jiān)測方法研究

吉林大學(xué)建筑工程學(xué)院 長春萬科物業(yè)服務(wù)有限公司 于 杰

1.概況

無錫廣播電視集團(tuán)擬建“無錫廣電傳媒中心”，擬建場地位于無錫濱湖區(qū)湖濱路西側(cè)，工程主要包括數(shù)碼大廈、廣播大廈及商業(yè)用房，主體建筑(數(shù)碼大廈、廣播大廈)19層，裙房(商業(yè)用房)2～4層，并設(shè)整體2層地下室。擬建工程位于繁華市區(qū)內(nèi)，周邊建筑物、道路地下管線及通信電纜密集，工程設(shè)計(jì)采用PHC-600型靜壓預(yù)應(yīng)力管樁1000根樁，預(yù)計(jì)擠土9834m3。

由于擬建項(xiàng)目大量的樁基工程施工會對周圍環(huán)境和樁基施工本體產(chǎn)生相當(dāng)大的影響，為此，對擬建傳媒中心樁基工程施工進(jìn)行了監(jiān)測工作。

2.樁基施工監(jiān)測目的及方法

2.1 監(jiān)測目的

建場地施工區(qū)域工程樁的數(shù)量大、密度高，大量的樁基工程施工會對周圍建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)及管線電纜等公共設(shè)施和樁基施工本體產(chǎn)生相當(dāng)大的影響，密集的樁基工程會導(dǎo)致很高的超孔隙水壓力→擠土現(xiàn)象→樁頭偏位。監(jiān)測工作主要目的為樁基施工服務(wù)，實(shí)現(xiàn)動態(tài)觀測整個打樁區(qū)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(jìn)度，保證樁基工程的順利施工和安全運(yùn)行，保護(hù)周圍建筑物基礎(chǔ)和公共設(shè)施不受破壞。在本工程的實(shí)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(yán)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(jìn)行分析和判斷，以便在出現(xiàn)異常征兆時，及時調(diào)整施工工藝，確保安全。

2.2 監(jiān)測方法

擬建工程場區(qū)地表下5.5～18m、28～39m為軟塑粉質(zhì)粘土夾飽和流塑淤泥質(zhì)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(nèi)沉樁，擠土?xí)斐蓸额^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(chǎn)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(cè)移，并在軟塑粉質(zhì)粘土層中產(chǎn)生很大的超孔隙水壓力，粉土?xí)a(chǎn)生液化，導(dǎo)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(dāng)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(zhì)粘土和(8)層中密粉土中，樁尖與下部土層之間的約束關(guān)系近似為鉸接，一旦上部軟質(zhì)粉質(zhì)粘土產(chǎn)生塑流，樁會失穩(wěn)傾斜。沉樁引起的土體內(nèi)擠脹應(yīng)力和超孔隙水壓力較高，對已建工程基礎(chǔ)也會產(chǎn)生較大影響，本工程樁基施工應(yīng)避免樁偏位等不良情況的發(fā)生，因此除設(shè)計(jì)方面外還應(yīng)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(zhì)勘察院在場地內(nèi)及外圍布設(shè)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(jiān)測手段，對打樁過程中樁體和已有建(構(gòu))筑物及周圍公共設(shè)施影響監(jiān)測。

2.2.1 深層土體水平位移監(jiān)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(huán)境產(chǎn)生最大土體位移處設(shè)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(jī)，采用泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)成孔，成孔直徑108mm，在孔內(nèi)埋設(shè)帶軌道槽的專用測斜管，采用JJX-4系列鉆孔測斜儀進(jìn)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(dāng)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(shù)；當(dāng)打樁位置距觀測孔位置較遠(yuǎn)，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(qū)域內(nèi)布置一定數(shù)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(jì)，深度分別是9m、15m。根據(jù)樁位圖共布置8組觀測點(diǎn)，總計(jì)16只孔隙水壓力計(jì)，編號：K1～K8。

具體施工方法：先采用GXY-1型鉆機(jī)，采用泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)成孔，鉆至設(shè)計(jì)深度，埋設(shè)孔隙水壓力計(jì)，同一組兩測點(diǎn)水平間距0.5m。觀測與樁基施工同時進(jìn)行，1～2d觀測一次，在樁基施打密集處增加觀測次數(shù)。當(dāng)孔隙水壓力趨于穩(wěn)定時，觀測頻率相應(yīng)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(diǎn)，在距測斜管外側(cè)3m、10m處各布置1個地面位移觀測點(diǎn)，在施工時對周圍建筑物和場地位移進(jìn)行監(jiān)測，共設(shè)置8條觀測剖面，具體距離根據(jù)現(xiàn)場周邊實(shí)際空間確定，地面位移觀測點(diǎn)編號：D1～D8。地面變形觀測與鉆孔測斜同步進(jìn)行，1～2d觀測一次。當(dāng)變形趨于穩(wěn)定時，觀測頻率相應(yīng)放寬至5d測一次。

2.2.4 樁頂位移觀測

根據(jù)樁位圖和實(shí)際施工流向安排及現(xiàn)場實(shí)際施工條件，本次監(jiān)測選擇在北樓西段樁集中處，共布置1根樁進(jìn)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(jù)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(shù)。當(dāng)變形趨于穩(wěn)定時，觀測頻率相應(yīng)放寬至5d測一次。

3.監(jiān)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(shè)施的順序進(jìn)行，整個工程樁基施工于2008年3月10日結(jié)束，為時2個月。監(jiān)測設(shè)施埋設(shè)時間為2008年1月5日～1月15日。共埋設(shè)深層土體水平位移測斜監(jiān)測孔8個，單孔埋深48m；地下超孔隙水壓力監(jiān)測點(diǎn)8組，每組埋設(shè)2只監(jiān)測探頭，埋深分別為9m和15m；根據(jù)先埋設(shè)先觀測的原則，自2008年1月8日始，部分監(jiān)測點(diǎn)在埋設(shè)時間段內(nèi)隨著樁基施工的進(jìn)行已開始觀測。監(jiān)測測量控制網(wǎng)于打樁過程中定期進(jìn)行了校核，符合規(guī)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(jìn)行了跟蹤監(jiān)測，2008年2月17日場地孔隙水壓力監(jiān)測值先后大幅超報(bào)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(jiān)測點(diǎn)超孔隙水壓力均已回落到打樁前的初始狀態(tài)。

(2)經(jīng)過測斜監(jiān)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(nèi)，符合規(guī)范要求。

(3)樁基施工期間地面位移觀測點(diǎn)累積水平位移值在7mm左右，符合規(guī)范要求。

(4)樁頂水平位移最大2.34mm，低于報(bào)警值，符合規(guī)范要求。

(5)從各觀測點(diǎn)的位移量分析，施工期間在樁基施工區(qū)域布設(shè)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(chǎn)生了良好效果。

4.結(jié)論

通過對項(xiàng)目組所提供的監(jiān)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(jiān)測手段是保證樁基安全施工行之有效的方法，使工程質(zhì)量和安全始終處于受控狀態(tài)。本次監(jiān)測工作達(dá)到了為信息化施工服務(wù)的預(yù)期目的。