软土地层咬合桩成桩施工建筑沉降探讨

赵 捆 柱

(石家庄市住房维修资金管理中心，河北 石家庄 050000)



软土地层咬合桩成桩施工建筑沉降探讨

赵 捆 柱

(石家庄市住房维修资金管理中心，河北 石家庄 050000)

结合某工程的地质情况及周边环境情况，从施工特点、水土流失、套管超前支护等方面，分析了咬合桩成桩技术的沉降扰动机制，并通过施工现场沉降监测，得出了具体的沉降情况，为工程的施工提供了依据。

软土地层，咬合桩，沉降监测，稳定性

0 引言

软土地层的咬合桩成桩施工在施工过程中，如果对土层处理不当，或者对成桩处理不当就会引起附近建筑沉降问题。为了防止软土地层咬合桩成桩沉降，首先就需要了解它的扰动机制和沉降原因。

1 工程概况

建筑规模：该项目占地约210亩，总建筑面积60.8万m2，其中地上47.6万m2，地下13.2万m2，建筑密度55%。由购物中心(15.6万m2)，写字楼(7万m2)，公寓(6.24万m2)，住宅(24.9万m2)，商业街(6.76万m2)，城市配套物业(0.3万m2)构成。

工程地质情况：本工程地质岩层特征自上而下逐层分布如下：素土层——人工填土，以粘性土加少量碎石回填，松散状为主，密实程度不均匀，平均厚度2.67 m。粘土层——主要由粘粒组成，局部含较多砂粒，相变为含砂粘土，粘性较强，韧性较好，干强度较高，可塑状为主，平均厚度3.44 m。淤泥质土——以粘粒为主，含少量有机质及砂砾，可塑状粘土，平均厚度1.72 m。中砂——主要成分为石英中砂颗粒，次为细砂、粗砂，含较多粘粒，级配良好，不均匀夹含粘性土中砂。稍密状为主，局部地段呈松散～稍密状，平均厚度3.83 m。粉质粘土——主要成分为粉粘粒，含少量砂粒，粘性一般，干强度较高。可塑状为主，局部呈硬塑状，平均厚度3.21 m。砂质粘性土——系花岗岩风化残积土，含较多石英砂粒，具遇水易软化、崩解。硬塑状为主，平均厚度6.90 m。全风化花岗岩——岩石风化强烈，手捏易碎，遇水易软化、崩解。岩心呈坚硬土柱状，平均厚度4.13 m。强风化花岗岩——岩石风化强烈，原岩结构清晰，矿物成分变化显著。岩石大部分已风化为土状、半岩半土状，平均厚度5.48 m。中风化花岗岩——主要成分为石英、长石，岩石坚硬，局部夹有微风化岩块。岩石呈块状、短柱状，平均厚度4.22 m。

本工程周边环境情况为：东侧——基坑顶距离用地红线约18 m，与新建地铁线平行，寮夏车站位于东南角。基坑顶距离康乐北路最近约7.2 m，距离D400给水管约8.2 m，距离600×300及200×100电信光缆分别约11.3 m，13.2 m。南侧——距离新建售楼部最近约2.5 m。新建售楼部地上2层，基础为天然基础。北侧——基坑顶距离康华路最近约24.2 m，距离D400给水管最近25.7 m，距离100×100电缆27 m。

2 咬合桩成桩导致沉降的扰动机制

2.1 施工特点分析

咬合桩成桩是将相邻混凝土排桩以圆周镶嵌方式，再用钢筋笼署入形成具有高防水效果和挡土效果的围护结构。咬合桩常易出现钢筋笼上浮情况，孔口定位误差难以控制也是其缺点之一，但咬合桩与一般的排桩施工方式不同，它除了具备单纯的支撑作用之外，其形似挡墙的状态还可以起到挡水挡土的作用，而且承载力也比较强。一般的咬合桩施工会用套管钻机+超缓凝型混凝土进行，其桩体分为两种，分别是钢筋混凝土型和素混凝土型，钢筋混凝土桩的施工必须在素混凝土桩完成凝结之后进行，同时，需要将钢筋混凝土桩与素混凝土桩相连的部分切割掉，以形成挡墙。

2.2 水土流失问题

当地下水达到一定的高度之后，会对桩体的孔底造成涌沙或者隆起，所以，在下套管的时候，要求其下降深度要超过桩底3 m左右，但是过度深挖造成地下水位下降，最终就会出现地下水流失问题，但如果达不到这样的深度，就会影响土体的稳定性；套管壁厚度选择不当也是引起水土流失的原因之一，一般来说，套管壁的厚度在2 cm左右，然而，在拔出套管的时候所形成的厚度空隙会引起孔位坍塌问题，当土层容量发生变化，就会引起建筑沉降，最终出现水土流失问题。

2.3 套管超前支护影响地层扰动

在成桩过程中，卸载作用会引起桩底土暴露而发生回弹情况。当超前支护长度大于1.5 m时，隔断作用会引起土层损失，此时，卸载作用则可以忽略不计，但是在此次施工中，软土地层的敏感性非常强，所以，在施工时候，施工队伍将卸载作用纳入到了计算范围中。另外，套管超前支护的长度与地下水情况、土层构造等都有着密切的关联，但目前国内并没有明确提出计算方式和理论依据，大部分的超前支护工作是依靠经验进行施工。套管内取土作业中取土面以下土层的回弹作用虽然很小，但是取土位置的卸荷作用却非常大，而当深度达到hu之后，卸荷作用就可以忽略不计。

2.4 自由式冲抓斗的震动对地层扰动的影响

使用重量超过2 t的冲击抓进行取土作业，一般情况下，冲击抓冲击地面的次数会超过80次，此时，周围建筑和地表均有强烈的震感，也就是说，取土作业过程中，已经对周边的建筑形成了一定的影响。

通过对此次施工进行实地探查发现，附近建筑发生沉降都是在施工完成之后，并不是在施工过程中发生沉降，冲击抓作业带来的震动相当于震源，震动波的传导引起周围建筑的地基土震动，反复的震动作用就会导致地基土出现高孔隙水压力，对于透水性较弱的软粘土层来说，这样的作用会长期保留在土层当中，久而久之就会对土层的承载力造成影响，如果之前对周围建筑地基处理不得当，沉降作用就会越快显现。

3 施工现场的沉降实测分析

3.1 施工概况分析

在本次施工中，为了保障作业安全，施工队伍对周围的建筑进行了随工检测，对附近的地铁线、售楼处大楼以及康华路实施了地表沉降检测。检测重点置于地铁线一侧，工程属于地下工程，地基施工占据了其中的重要一部分，所以，施工队认为本次咬合桩施工对该工程沉降影响应当是最为严重、显现最早的一部分。

钻孔咬合桩成桩的施工总共分为三个阶段，即施工的前期阶段、施工通过阶段、施工后续阶段。划分的依据是施工对周围建筑的影响与钻孔成桩以及周围建筑的位置。有资料表明在上述的三个阶段中，对周围建筑影响最大的阶段是施工通过阶段。

3.2 沉降原因分析

在新建地铁线、售楼处大楼和康华路共布设了30个检测点，每个项目布设10个监测点。这三个项目几乎在同一时间内进行施工，前后相差不到1周完成施工，检测时间设置为6个月，检测对象包括压顶圈梁施工、第一道钢竹支撑的安装、成桩作业期间。

第一道钢竹支撑的安装时，售楼处大楼出现了较为明显的沉降，沉降方向与其基坑施工的方向一致，在靠近基坑一侧沉降更为明显，达到了30.46 mm，而国家规定的沉降最大值10.39 mm，已经远远超过了标准范围。从监测结果中还发现，此次施工的沉降超过70%发生在后期施工当中，这说明大部分建筑的沉降都具有延迟性，与本次施工同为软土地层的康华路主干道沉降更为严重，也就是说，地质条件影响沉降。

监测点沉降情况见表1。

表1 监测点沉降情况表

4 结语

在软土地层咬合桩施工过程中，应当注意机械选型和施工设计，同时对周边建筑建立监测点，随工监测沉降情况，避免发生影响建筑物结构稳定性和安全性的沉降。

[1] 周学领，廖少明，宋 博，等.软土地层咬合桩成桩施工引起的邻近建筑沉降分析[J].岩土工程学报,2016(S1):152-153.

[2] 邱勉中，王子武.软土地层咬合桩成桩施工引起的邻近建筑沉降几点思考[J].科技创新与应用,2013(18):142-143.

[3] 何少锋，李丙明，黄文钦，等.咬合桩发展综述[J].福建建材,2015(7):522-524.

[4] 陈 斌，施 斌，林 梅.南京地铁软土地层咬合桩围护结构的技术研究[J].岩土工程学报,2015(3):844-846.

Discussion on the building settlement of occlusive pile pile-forming construction in soft soil stratum

Zhao Kunzhu

(ShijiazhuangHousingMaintenanceFundManagementCenter,Shijiazhuang050000,China)

Combining with the geological conditions and surrounding environment of an engineering, from the construction characteristics, soil erosion, casing advance support and other aspects, this paper analyzed the settlement disturbance mechanism of occlusive pile pile-forming technology, and through the construction site settlement monitoring, obtained specific settlement situation, provided basis for the engineering construction.

soft ground, occlusive pile, settlement monitoring, stability

1009-6825(2016)22-0083-02

2016-05-25

赵捆柱(1961- )，男

TU473

A