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减少静压桩对周边环境影响的技术措施

来源: 威尼斯国际官方网站 发表时间:2020-07-13
【摘 要】针对目前预应力管桩静压法施工的广泛应用,但同时出现在一些问题,特别是在软土地区、周边临近建筑物、道路管线等需要保护的对象,如何减少对周边环境的影响,本文提
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  【摘 要】针对目前预应力管桩静压法施工的广泛应用,但同时出现在一些问题,特别是在软土地区、周边临近建筑物、道路管线等需要保护的对象,如何减少对周边环境的影响,本文提供了几条实用的经验供大家参考。

  【关健词】静压桩;挤土效应;释放孔;监测

环境工程师论文

  1、前言

  在苏州地区,由于静压桩不产生振动和噪音,对周围环境无污染,且施工方便、快捷、经济实用、质量更有保证,因此管桩的生产和应用的速度迅速发展。但是静压桩属于挤土桩的范畴,压桩需采取一定的技术措施减少挤土效应的影响,因此对于管桩质量控制和减少对周围环境破坏的研究就显得十分的迫切和重要,本文结合中银大厦静压管桩工程,介绍所采取的技术措施。

  2、桩基工程概况

  桩型 桩长(m) 桩数(根) 桩顶标高(85)

  AZHb-250-1213(C40) 25 487 -5.085

  AZHb-250-1211(C40) 23 12 -6.935

  AZHb-250-1213(C40) 25 15 -5.285

  AZHb-250-1213(C40) 25 16 -5.485

  AZHb-250-1213(C40) 25 460 -5.085

  3、工程、水文地质条件

  根据区域地质资料,自上而下分为8个工程地质层。分层描述如下:

  (1)素填土层:灰褐色,土质不均匀,高压缩性,工程特性差。层厚0.70~5.20m,层底标高-2.77~1.39m。

  (2)粉质粘土层:灰黄色~灰色,可塑状,中等压缩性,层厚0.40~4.50m,层底标高-3.95~-2.10m。

  (3)粉质粘土与粉土互层:黄灰,粉质粘土可塑~软塑。土质不均匀,中等压缩性。层厚1.10~3.40m,层底标高-6.24~-4.44m。

  (4)粉土夹粉质粘土层:灰色,饱和,中密状为主,层厚1.20~4.70m,层底标高-13.27~-11.63m。

  (5)粉质粘土层:灰色,软塑~可塑,中等压缩性。层厚5.80~8.60m,层底标高-20.80~-18.40m。

  (6)粘土层:暗绿色,可塑状。层厚2.50~4.50m,层底标高-24.09~-21.90m。

  (7)粉质粘土层:黄灰色~灰色,可塑状,中等压缩性。层厚2.30~4.00m,层底标高-26.90~-25.31m。

  (8)粉质粘土夹粉土层:灰色,软~可塑状,夹稍密~中密状粉土,中等压缩性。层厚9.10~13.60m,层底标高-40.23~-34.67m。

  ((9)粉质粘土层:灰色,以软塑为主。层厚1.80~6.50m,层底标高-47.04~-43.34m。

  管线种类 水平距离(地下室外墙线) 埋深 备注

  蒸汽管线 12.5M 1.2M 基坑东侧

  移动管线 18.6M 0.6M

  电信管线 4.7M 0. 基坑南侧

  移动管线 6.06M 0.

  联通管线 6.7M 0.

  雨水管线 10.2M

  燃气管线 11.6M

  4、周边管线分布情况

  本场地周边管线现场情况,根据业主提供的管线调查测量成果图纸和我方现场踏勘情况,桩基施工影响主要为东侧和南侧管线、其分布现场管线分布情况如下:

  5、静压桩对周边管线影响分析

  本工程方桩(抗拔桩)采用静压法施工,静压预制桩属挤土桩,因此在施工过程中,由于大量桩体积的压入,土体被扰动,土体的颗粒被挤密,破坏了土体的相对平衡状态,也破坏了土体的结构。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,对周围环境或地下管线设施就可能造成损害。同时,在压桩过程中,方桩桩体将位于土体孔隙中水的挤出,这部分水数量大,而又不能立即消散,压桩产生的挤压力大部分转化为空隙水压力,并随沉桩的数量的增加而急剧增大,这样一方面使得土的有效应力大大降低,甚至液化,另一方面,由于土是非完全弹性体,为超空隙水压力一旦消散,被挤压的土体不能完全恢复原状,这样就不可避免地造成了上覆土体的抬起和沉陷。但由于随着深度逐渐增大,其影响逐渐减小。在饱和粘土层中,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2m~3m范围内饱和软粘土中孔隙水压力U>G(G为上覆土总重),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。

  对于本项工程而言,浅部的填土层及方桩桩身范围内是粉质粘土及粘土层,挤压应力的传递主要是通过桩周土体传递的,当挤压应力大于桩周土体的抗力时,不可避免地顺应力传递方向造成土体较大的侧向并远处幅散减弱,其影响范围可达45-50米,即方桩入土深度的1.5倍左右,本工程预制方桩入土深度为33m左右。压桩除了造成桩周的土的挠动、位移及强度变化以外,由于桩周土的渗透性很差,还会产生较高的空隙水压力及侧向位移等,造成周边管线的不均匀沉降、开裂与破坏,对与之同时施工的灌注桩亦构成不良影响。

  因此,造成沉桩区周边地基竖向及径向变形的原因,主要是由于土体的挤压及超静空隙水压力的作用使得桩周土产生较大的侧向位移和隆起。而在空隙水压力向四周消散,地基土体的低压缩性及群桩施工中的叠加因素影响下,进一步加强了位移和隆起的程度,并扩大其波及的范围,当积累到一定程度后,即会使得邻近管线的侧向位移超限,造成其不均匀沉降、开裂及破坏。但由于地基土的变形特性是由多种因素造成的,要准确预估沉桩造成地基土的侧向位移、沉降和隆起变化及影响范围,目前工程界还没有一个明确的定论,只能通过经验来估计。我们通常以往施工经验的积累及分析,得出预制方桩施工对周边影响范围为1.5倍的预制桩入土深度,超过此范围,其影响则大为减少,常可忽略不计。

  6、减少静压桩对灌注桩施工不利影响的措施

  6.1两种桩型同时施工距离的保证措施

  通过先将两种桩型之间区域(45~50m)范围的方桩施工完毕后,再安排两者同时施工,这样可以确保在二者同时施工时,钻孔灌注桩距静压方桩的距离大于方桩入土深度的1.5倍,使得钻孔灌注桩施工时处于相对安全的区域。这样,方桩的挤土效应对钻孔灌注桩的质量影响将会很小。

  6.2调整钻孔桩与方桩压桩施工顺序措施

  钻孔灌注桩的施工顺序:总体方向从西向东施工,这样做的目的是,在第二阶段开始同时施工时,可以进一步扩大钻孔灌注桩至静压方桩的距离,二者最大距离可以达到66m,将使得预制方桩对灌注桩的影响降到最小。

  静压方桩的施工顺序:总体方向从西向东施工,这样安排的目的是随着静压桩的施工,其与灌注桩的距离逐渐加大,灌注桩施工也就更加安全了。

  7、减少静压桩施工对周边管线不利影响的措施

  7.1措施一:挖防挤沟

  沿管线靠方桩的一侧(主要是东侧和南侧)挖防挤沟,沟深1.5m(超过管线的最大埋深),宽1.0m。可隔断近地表处的土体位移,不致影响到沟槽以外的管线。

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