大面積預(yù)制樁靜壓施工對(duì)周邊環(huán)境的影響控制研究*

上海建工集團(tuán)工程研究總院 上海 201114

隨著人們對(duì)城市綜合環(huán)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(dòng)等方面的優(yōu)勢(shì)，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(jī)的壓樁機(jī)構(gòu)以壓樁機(jī)自重和機(jī)架上的配重提供反力而將預(yù)制樁壓入土中，沉樁過程中會(huì)破壞原狀土的初應(yīng)力狀態(tài)，使周邊土體隆起或下沉，若不加以控制，通常會(huì)導(dǎo)致周邊鄰近建筑物損傷、市政管線破壞等方面的環(huán)境事故[1]。本文結(jié)合某工程大面積預(yù)制樁靜壓施工，介紹該工程使用的對(duì)周邊環(huán)境影響控制的措施及效果。

1 項(xiàng)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(yù)制方樁4 433 根，樁長(zhǎng)29 m；φ500 mm的預(yù)應(yīng)力管樁6 280 根，樁長(zhǎng)35 m，均采用靜壓沉樁法進(jìn)行施工。

1.2 周邊環(huán)境情況介紹

有2 條市政道路穿過本項(xiàng)目建設(shè)用地，道路下存在給水、燃?xì)狻⒂晁?、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(guān)系示意

2 施工對(duì)環(huán)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(shí)砂土的土質(zhì)環(huán)境中，靜壓樁施工引起的側(cè)向位移和隆起的影響平面范圍為距離樁基施工區(qū)域10～15 倍樁徑或1～1.5 倍設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)。本項(xiàng)目選取距離管線1.5 倍樁長(zhǎng)的平面范圍內(nèi)的樁基施工會(huì)對(duì)管線產(chǎn)生影響[2]。

影響范圍內(nèi)安排2 臺(tái)靜壓樁的設(shè)備進(jìn)行沉樁施工，每臺(tái)樁基的沉樁速率控制在不大于12 根/d，同時(shí)根據(jù)管線檢測(cè)情況，合理調(diào)整沉樁速率。

2.2 開挖防振溝，布置應(yīng)力釋放孔

設(shè)置防振溝可以有效降低沉樁過程中引起的淺層土體的側(cè)向位移及土體隆起趨勢(shì)。應(yīng)力釋放孔可以對(duì)沉樁過程中形成的超孔隙水壓力進(jìn)行釋放，控制地表的隆起[3]。

在影響范圍區(qū)域內(nèi)的樁基施工前，首先進(jìn)行防振溝及應(yīng)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(biāo)高，為減小防振溝邊坡變形對(duì)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(qū)域內(nèi)呈梅花狀布置應(yīng)力釋放孔，應(yīng)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(zhǎng)，取19 m[4]（圖2）。

圖2 防振溝、應(yīng)力釋放孔布置平面

3 管線監(jiān)測(cè)

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(diǎn)與直接點(diǎn)結(jié)合的方式，對(duì)壓力管線的水平及垂直位移進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置間距為15～20 m，監(jiān)測(cè)頻率為1 次/d。根據(jù)與管線管理單位的溝通，管線變形報(bào)警為±3 mm/d，累計(jì)值為±10 mm。最終監(jiān)測(cè)結(jié)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?xì)夤茏畲笏轿灰?.16 mm、最大垂直位移 9.16 mm。

4 結(jié)語

監(jiān)測(cè)結(jié)果反映出預(yù)制樁靜壓施工對(duì)周邊環(huán)境存在著影響，本工程施工過程中采取的減小預(yù)制樁靜壓施工環(huán)境影響的控制措施切實(shí)有效。后續(xù)類似工程施工過程中可以進(jìn)行綜合考慮[5]。