大面积预制桩静压施工对周边环境的影响控制研究*

2015-09-18

建筑施工 2015年4期

上海建工集团工程研究总院上海 201114

随着人们对城市综合环境的重视，在城市核心地带，静压沉桩施工凭借其低噪声、低振动等方面的优势，逐渐取代锤击沉桩施工法。静压沉桩施工法通过静力压桩机的压桩机构以压桩机自重和机架上的配重提供反力而将预制桩压入土中，沉桩过程中会破坏原状土的初应力状态，使周边土体隆起或下沉，若不加以控制，通常会导致周边邻近建筑物损伤、市政管线破坏等方面的环境事故[1]。本文结合某工程大面积预制桩静压施工，介绍该工程使用的对周边环境影响控制的措施及效果。

1 项目概况

1.1 桩基工程概况

背景工程占地面积约13万 m2，建筑面积约25万 m2；地下室挖深7.2 m。桩基采用400 mm×400 mm预制方桩4 433 根，桩长29 m；φ500 mm的预应力管桩6 280 根，桩长35 m，均采用静压沉桩法进行施工。

1.2 周边环境情况介绍

有2 条市政道路穿过本项目建设用地，道路下存在给水、燃气、雨水、污水及电力等主要的市政公用管，管线埋深0.4～3.6 m，桩基距最近压力管线9 420 mm（图1）。

图1 市政管线与待建建筑相互关系示意

2 施工对环境影响的控制措施

2.1 确定影响范围，控制桩基施工速率

通常情况下，在黏性土和密实砂土的土质环境中，静压桩施工引起的侧向位移和隆起的影响平面范围为距离桩基施工区域10～15 倍桩径或1～1.5 倍设计桩长。本项目选取距离管线1.5 倍桩长的平面范围内的桩基施工会对管线产生影响[2]。

影响范围内安排2 台静压桩的设备进行沉桩施工，每台桩基的沉桩速率控制在不大于12 根/d，同时根据管线检测情况，合理调整沉桩速率。

2.2 开挖防振沟，布置应力释放孔

设置防振沟可以有效降低沉桩过程中引起的浅层土体的侧向位移及土体隆起趋势。应力释放孔可以对沉桩过程中形成的超孔隙水压力进行释放，控制地表的隆起[3]。

在影响范围区域内的桩基施工前，首先进行防振沟及应力释放孔的施工。防振沟面宽1 500 mm，深度与最近的压力管线管底同标高，为减小防振沟边坡变形对管线的影响，防振沟距最近压力管线控制在3 000 mm。在防振沟与桩基施工区域内呈梅花状布置应力释放孔，应力释放孔平行钻孔2 排，孔径300 mm，排距1 000 mm，间距1 500 mm。双排梅花形布置，深度为1/2桩长，取19 m[4]（图2）。

图2 防振沟、应力释放孔布置平面

3 管线监测

为确切了解压力管线的变形情况，在桩基施工过程中，采用间接点与直接点结合的方式，对压力管线的水平及垂直位移进行了监测。监测点布置间距为15～20 m，监测频率为1 次/d。根据与管线管理单位的沟通，管线变形报警为±3 mm/d，累计值为±10 mm。最终监测结果显示：给水管最大水平位移9.63 mm、最大垂直位移7.82 mm；燃气管最大水平位移2.16 mm、最大垂直位移 9.16 mm。