静压预制桩对周边建筑物的影响及对策

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1、字数 2712 字 浏览 14 次 字号字号【大大 中中 小小】 安徽建筑安徽建筑2006 年第 3 期优惠订阅优惠订阅 静压预制桩对周边建筑物的影响及对策静压预制桩对周边建筑物的影响及对策武汉清【文章针对静压预制桩施工所产生的挤土效应与超静孔隙水压力对周边环境的影响，提出相应的技术措施，并取得预期的效果。】0 0 引引 述述静压预制桩由于其具有施工工期短、质量较直观、施工过程无震动、 无噪音等优点，近年来，在市区的工程中得到较广泛的运用。但这种施工 方法由于挤土的作用，对周围毗邻建筑物产生一定不良的影响，特别是在 软土地基施工中产生的影响甚为严重。本文主要对挤土的产生及防护措施 作一阐述。1

2、 1 挤土效应的产生及对周围的影响挤土效应的产生及对周围的影响静压预制桩属挤土桩，由于大量桩体积的压入，破坏了土体的相对平 衡状态，在不排水条件下桩必须向外挤开与自身体积相等的土体体积。施 工的桩数越多，压桩的速度越快，土侧压力增量就越大，当桩周围土体结 构破坏并产生隆起时，对周围建筑或地下管线设施就可能造成损害。在饱和软土层中，由于其渗透系数小，土体挤压后导致了孔隙水压力 的急剧增大，即产生了“超静孔隙水压力”。它通过地层中的含水层迅速 向四周传播，其影响的范围更甚于一般土体挤密的挤压应力。压入 1 根桩 后，就能使桩周围 2m3m 范围内饱和软粘土中孔隙水压力 UG（G 为上覆 土总重），

3、在此范围之外超静孔隙水压力U 逐渐减小。在不同的地质条 件下，由于土的渗透系数不同，孔隙水压力的变化规律亦不同。淤泥渗透 系数低，超静孔隙水压力不易消散；而在淤泥与粉细砂交互层中，由于粉 细砂层渗透性相对较好，淤泥中产生的超静孔隙水压力将通过粉细砂层较 快消散。在沉桩过程中，土体挤压应力和所造成的超静孔隙水压力对邻近建筑 物的影响，起了共同的作用。根据施工实践反映为浅层大、深层小、近处 大、远处小，影响范围可达 11.5 倍桩长,并与地质状况、平面布桩率、 压桩速度、施工顺序等因素有关。同时，沉桩本身产生的土体挤压与超静孔隙水压力还将对已施工的桩产生水平位移与上浮，造成桩基质量事故。 随着打桩

4、间歇时间的推移，所增大的土体应力与超静孔隙水压力将逐步扩 散以至消失，地层重新固结又对周围建（构）筑物形成不利影响。2 2 主要技术措施主要技术措施在压桩过程中土体的垂直隆起和水平位移会波及到压桩区域外的一定 范围。如果建筑场地狭小，又位于老市区的旧建筑物群中，对周围房屋的 破坏就难以避免，为了防止或减轻这种危害，就必须采取一定的技术措施， 如合理安排沉桩顺序，控制压桩速度，减少压桩的挤土量，设置隔离带等。2.1 合理安排压桩施工顺序由于先压入桩的周围土体固结后使土体与桩之间产生一定的摩阻力， 可以阻止后压入桩时的土体隆起。因此，土体隆起往往向压桩推进前方发 生。为保护临近的某栋建筑物或地下管

5、网，压桩顺序应采取由近而远的方 法，宜先压长桩、后压短桩。2.2 控制压桩速度适时地调整压桩速度，使压桩时所产生的挤压应力与超静孔隙水压有 一个消散的过程。因此，压桩速度应控制在不对周围环境及桩基自身质量 构成危害的限度内。具体情况应视桩位平面布置以及对周围建筑物的施工 监测结果而定。总体原则是：靠近邻近建筑物时放慢速度，施工后期放慢速度。2.3 尽量降低设备自重对地基的不良影响静压桩机设备自重大，一般要求自重应大于施工过程最大压桩力的 10%以上，大型的液压静力压桩机吨位达 5000kN 以上，因此对机下及附近 土体所产生的扰动与挤压是客观存在的。当工程需要送桩时，应及时将送 桩孔用砂回填并

6、冲水使之密实，以避免桩机下陷，加剧土体的挤压与隆起， 对邻近建筑物及已入土的桩造成损害。在场地狭小、毗邻的危房较多、填 土层较薄且下卧淤泥层深厚，以及在防护措施又难以开展的情况下，不宜 采用大吨位的静压预制桩。2.4 预钻取土再压桩即在桩位上预先钻孔再压桩，通常钻孔直径比桩直径或边长小 100mm，钻孔深度为 1/3 桩长，并宜钻穿浅层的淤泥层。目前静力压桩机 不具备自钻孔能力，需另配备 1 台钻孔机，在大面积群桩的施工中，若钻 1 孔压 1 根，由于静压桩机底盘为步履式而非履带式，移动缓慢，影响施 工效率，若钻若干孔后再一并压桩，应考虑桩机是否会压塌空孔而下陷。 因此，预钻孔取土方法对打入桩

7、（设备自重通常在 100t 以内）而言，是 行之有效的，对小吨位的静力压桩机也可采用，对需采用大吨位的静力压 桩机时，不宜采用。2.5 设置隔离带压桩施工前，在需保护的建筑物的一侧设置 1 排或 2 排砂井，灌入中 粗砂。砂井与边桩的距离应为 5m6m，砂井直径 200mm300mm，间距 800mm1200mm，砂井深度为 10m15m，宜穿透浅部淤泥层。这样可以使 超静孔隙水压流入砂井，从而加快压力的消散。在砂井的内侧约 0.8m1.0m 处钻 1 排空孔，空孔直径 200mm300mm，间距 800mm1200mm，在压桩施工过程中，根据施工监测情况，随时补钻取 土。空孔的设置能减轻土层

8、的水平位移，可有效地缓解向邻近建筑物传递 的土体挤压应力，并保护砂井的连续性不受影响。这样由 2 排3 排砂井 与空孔相互错开而共同构成的纵深防御带，能有效地保护临近建筑物。3 3 工程实例工程实例某花园由 2 幢塔楼组成，建筑物高 54m,桩机采用静压预制方桩。断面为 500mm500mm 及 450mm450mm 2 种，桩长 34m，总桩数 651 根。桩 尖持力层为含泥碎石层（地质状况见图 1），施工设备为 500t 大型液压 静力压桩机，预制桩穿越的地层中淤泥层较厚，平面布桩率为 4.2%。施 工过程中，将产生较大的土体挤压与超静孔隙水压力，因此，在沉桩过程 前后在西、北侧设置 1

9、排 300 的砂井，井深 12m，间距1000mm，砂井 内侧 1m 处，沿建筑物四周钻 1 排空孔（3001000，孔深 12m）具体情 况见图 2，并根据打桩的过程监测情况，适时补钻取土。图 2 中：1、10 层正在施工；2、10 层温泉公寓；3、3 层土木结构旧 民居（有人住）；4、4 层土木结构旧民居（有人住）；5、7 层宿舍楼； 6、6 层旧民楼（片筏基础）；7、2 层办公楼；8、1 层建筑物；9、内河； 10、2 层建筑物；11、A 楼；12、B 楼；13、路面；14、入口。施压顺序：先压 B 楼，后压 A 楼，由西向东，自北向南，逐步推进。压桩速度：靠近西、北侧附近每天控制在 8

10、 根桩以内，同一个大承台 群桩中每天控制在 10 根以内，其他部位每天控制在 12 根以内。在压桩过程中，对北向多层住宅、西向民房做了观测，建筑物的不均 匀变形量、变形速率均在允许范围内。压桩结束时，西向民房观测点平均 抬升量为 11.5mm，北向多层住宅观测点平均抬升量为 10mm，建筑物未见 损坏。4 4 结束语结束语静压法沉桩与锤击法相比，除了无振动、无油污、无噪音外，对降低 土体的挤压应力与超静孔隙水压力没有优势性，另外,由于昼夜施工以及 设备太重致使地基沉陷而产生的影响更甚于锤击桩。在饱和软粘土中压桩， 特别是在平面布桩率高、施工场地狭小、四周有毗邻旧建筑物的情况下， 对周围环境的影响更为直接，而采取文中所述的几项防护措施并辅以施工 过程跟踪监测，是能够取得预期效果的。