軟土地層靜壓管樁施工保護措施應(yīng)用實例

賴小勇，劉恒新，岑仰潤，熊曉亮

(杭州市勘測設(shè)計研究院，浙江 杭州 310012)

軟土地層靜壓管樁施工保護措施應(yīng)用實例

賴小勇*，劉恒新，岑仰潤，熊曉亮

(杭州市勘測設(shè)計研究院，浙江 杭州 310012)

以杭州城西軟土地區(qū)某工程靜壓管樁施工為例，闡述了靜壓管樁施工中采取控制打樁速率、合理安排打樁順序、設(shè)置應(yīng)力釋放孔及防擠溝和加強監(jiān)測等措施能對周邊環(huán)境帶來有效的保護，對類似工程的設(shè)計及施工具有一定的參考價值。

軟土地層；管樁施工；周邊環(huán)境；保護措施

1 引 言

靜壓管樁[1]具有施工速度快、造價經(jīng)濟、施工過程無震動、噪音小等優(yōu)點，近年來在杭州地區(qū)的工程中得到了較廣泛的運用[2]。但管樁屬擠土樁，在壓入土中后會將樁身周圍的土體向旁側(cè)擠壓，易引起周圍土體的水平位移和孔隙水壓力。當(dāng)施工的樁數(shù)越多，壓樁的速度越快，土體側(cè)壓力增量就會越大，導(dǎo)致周圍土體結(jié)構(gòu)破壞并產(chǎn)生隆起，可能對已施工管樁、周邊地下管線、地面建筑等造成破壞。

根據(jù)施工實踐反映，管樁施工對周邊環(huán)境的影響有淺層大、深層小、近處大，遠處小的特點，影響范圍可達1倍～1.5倍樁長，并與地質(zhì)狀況、平面布樁率、壓樁速率、施工順序等因素有關(guān)[3]。

2 工程概況及地質(zhì)條件

某工程位于杭州城西一學(xué)校內(nèi)，擬建一棟長方形宿舍樓，面積約 2 800 m2。工程樁為預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。

擬建場地東側(cè)為運動場(施工場地)；南側(cè)為硬化路面及已建教學(xué)樓(4層，管樁基礎(chǔ))，路面下埋設(shè)有雨水管；西側(cè)為道路，路面下埋設(shè)有多條市政管線；北側(cè)為硬化路面及已建宿舍樓(4層～5層，管樁基礎(chǔ))，路面下埋設(shè)有雨水管。周邊環(huán)境條件如圖1所示。

擬建場地地層變化較大：上部為雜填土；其下為硬殼層，土性一般；往下為杭州城西普遍分布的淤泥質(zhì)土，厚薄不均；軟土下部為黏土層，呈軟塑～硬可塑狀，層厚較厚，普遍分布。樁基持力層為4-1b層粉質(zhì)黏土。土層物理力學(xué)性質(zhì)如表1所示。

各土層主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo) 表1

3 管樁施工對周圍環(huán)境影響評估

擬建宿舍樓工程樁數(shù)量為247根，樁間距 3.5 d～4 d，布樁系數(shù)近3%，擠土方量約 1 214 m3。周邊建筑物及市政管線均在 33 m(1.5L，L為樁長，22 m)范圍內(nèi)。

本工程場地為軟土，軟土深度約為地表下 8 m～15 m。該種類型的地層中，管樁施工極易引起擠土。另外，本工程施工工期緊，樁數(shù)多，工程樁施工工期緊張。若按每天15根的速度成樁，需要17天。根據(jù)以上情況分析，本工程預(yù)應(yīng)力管樁施工時，必須采取有效措施防止擠土效應(yīng)對周邊環(huán)境造成影響。

4 管樁施工環(huán)境保護方案

管樁施工環(huán)境保護的重點是西側(cè)道路以及南北兩側(cè)建筑物。根據(jù)本工程特點并結(jié)合類似工程經(jīng)驗，采取如下措施[4]：

(1)合理控制打樁順序及速率。管樁施工的方向建議為南北向中間合攏，每排樁施工時自西向東。在場地北、西、南三側(cè)施工時，建議每天成樁數(shù)量小于10根；其余區(qū)域每天小于15根。

(2)在場地北、西、南三側(cè)設(shè)置防擠溝，同時在防擠溝位置設(shè)置應(yīng)力釋放孔。防擠溝深度約為 1.2 m，上口寬 1.5 m，下口寬約 0.8 m，溝內(nèi)填充瓜子片或中粗砂。防擠溝總長度約 163 m。應(yīng)力釋放孔孔徑400，間距 1.0 m，深度約 11 m，共約163個?？變?nèi)置毛竹籠，毛竹籠外包纖維網(wǎng)布，防止泥土擠入。

(3)在應(yīng)力釋放孔外側(cè)布置深層土體水平位移監(jiān)測點、地表沉降及房屋建筑沉降監(jiān)測點。監(jiān)測點應(yīng)在樁基施工前一個星期設(shè)置，在工程樁施工期間定期監(jiān)測沉降變化，以數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工，此外還應(yīng)加強周邊土體隆起情況的觀測。

(4)在樁基布置較密的部位設(shè)置一些取土孔，取土孔直徑300，可根據(jù)擠土情況以及監(jiān)測結(jié)果確定是否施工這些取土孔。取土孔位置可根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行調(diào)整。

圖2 宿舍樓工程樁施工順序示意圖

5 監(jiān)測結(jié)果分析

本工程布置了地面沉降點及建筑物沉降點等對管樁施工進行跟蹤監(jiān)測，現(xiàn)場根據(jù)監(jiān)測結(jié)果及時對管樁施工順序及速度進行了調(diào)整。地表、建筑物沉降隨時間變化曲線圖顯示，地表、建筑物沉降值均隨著管樁施工時間及數(shù)量的增加而不斷增大，但地表沉降累計值在 15 mm內(nèi)，建筑物沉降累計值在 10 mm內(nèi)，監(jiān)測結(jié)果均滿足相關(guān)規(guī)范[5]以及設(shè)計要求，如圖3、圖4所示。

另據(jù)監(jiān)測報告，管樁施工整個過程中周邊地面未出現(xiàn)明顯裂縫，也未影響建筑物的正常使用。可見由于采取了保護措施，管樁施工并未對周邊環(huán)境造成明顯影響。

圖3 地表沉降-時間曲線圖

圖4 建筑物沉降-時間曲線圖

6 結(jié) 論

管樁施工中采取控制打樁速率、合理安排打樁順序、設(shè)應(yīng)力釋放孔及防擠溝和加強監(jiān)測等措施對周邊環(huán)境保護是切實有效的。

[1] GB13476-2009. 先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁[S].

[2] 屠海青，郭志業(yè). 靜壓管樁擠土效應(yīng)的防治措施[J]. 浙江建筑，2004，21(2)：22～24.

[3] 胡軍波，安世平. 應(yīng)力釋放孔對鄰近構(gòu)筑物保護措施的施工應(yīng)用[J]. 山西建筑，2010，36(10)：113～114.

[4] 葉觀寶，徐超. 沉管灌注樁施工對環(huán)境影響的控制措施[J]. 地下空間，2004，24(2)：204～207.

[5] GB50497-2009. 建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范[S].

An Example of Protection Measures Application in Construction of Static Pressure Pipe Pile in Soft Soil

Lai Xiaoyong，Liu Hengxin，Cen yangrun，Xiong Xiaoliang

(HangZhou Investigation，Design&Research Institute，HangZhou 310012)

List a static pressure pipe pile construction project in soft soil area of Hangzhou west district as an example，this paper expounds we can take control of pile driving speed，reasonable arrangement of driving sequence，setting stress release hole and anti extrusion ditch and enhance monitoring measures can bring the effective protection of the surrounding environment in the static pressure pipe pile construction，which has a certain reference value for similar engineering design and construction.

soft soil；pipe pile construction；around environment；protection measures

1672-8262(2017)02-174-03

TU753.3

B

2016—07—15

賴小勇(1986—)，男，碩士，工程師，主要從事巖土工程設(shè)計工作。