软土地层静压管桩施工保护措施应用实例

赖小勇，刘恒新，岑仰润，熊晓亮

(杭州市勘测设计研究院，浙江 杭州 310012)

软土地层静压管桩施工保护措施应用实例

赖小勇*，刘恒新，岑仰润，熊晓亮

(杭州市勘测设计研究院，浙江 杭州 310012)

以杭州城西软土地区某工程静压管桩施工为例，阐述了静压管桩施工中采取控制打桩速率、合理安排打桩顺序、设置应力释放孔及防挤沟和加强监测等措施能对周边环境带来有效的保护，对类似工程的设计及施工具有一定的参考价值。

软土地层；管桩施工；周边环境；保护措施

1 引 言

静压管桩[1]具有施工速度快、造价经济、施工过程无震动、噪音小等优点，近年来在杭州地区的工程中得到了较广泛的运用[2]。但管桩属挤土桩，在压入土中后会将桩身周围的土体向旁侧挤压，易引起周围土体的水平位移和孔隙水压力。当施工的桩数越多，压桩的速度越快，土体侧压力增量就会越大，导致周围土体结构破坏并产生隆起，可能对已施工管桩、周边地下管线、地面建筑等造成破坏。

根据施工实践反映，管桩施工对周边环境的影响有浅层大、深层小、近处大，远处小的特点，影响范围可达1倍～1.5倍桩长，并与地质状况、平面布桩率、压桩速率、施工顺序等因素有关[3]。

2 工程概况及地质条件

某工程位于杭州城西一学校内，拟建一栋长方形宿舍楼，面积约 2 800 m2。工程桩为预应力混凝土管桩。

拟建场地东侧为运动场(施工场地)；南侧为硬化路面及已建教学楼(4层，管桩基础)，路面下埋设有雨水管；西侧为道路，路面下埋设有多条市政管线；北侧为硬化路面及已建宿舍楼(4层～5层，管桩基础)，路面下埋设有雨水管。周边环境条件如图1所示。

拟建场地地层变化较大：上部为杂填土；其下为硬壳层，土性一般；往下为杭州城西普遍分布的淤泥质土，厚薄不均；软土下部为黏土层，呈软塑～硬可塑状，层厚较厚，普遍分布。桩基持力层为4-1b层粉质黏土。土层物理力学性质如表1所示。

各土层主要物理力学性质指标 表1

3 管桩施工对周围环境影响评估

拟建宿舍楼工程桩数量为247根，桩间距 3.5 d～4 d，布桩系数近3%，挤土方量约 1 214 m3。周边建筑物及市政管线均在 33 m(1.5L，L为桩长，22 m)范围内。

本工程场地为软土，软土深度约为地表下 8 m～15 m。该种类型的地层中，管桩施工极易引起挤土。另外，本工程施工工期紧，桩数多，工程桩施工工期紧张。若按每天15根的速度成桩，需要17天。根据以上情况分析，本工程预应力管桩施工时，必须采取有效措施防止挤土效应对周边环境造成影响。

4 管桩施工环境保护方案

管桩施工环境保护的重点是西侧道路以及南北两侧建筑物。根据本工程特点并结合类似工程经验，采取如下措施[4]：

(1)合理控制打桩顺序及速率。管桩施工的方向建议为南北向中间合拢，每排桩施工时自西向东。在场地北、西、南三侧施工时，建议每天成桩数量小于10根；其余区域每天小于15根。

(2)在场地北、西、南三侧设置防挤沟，同时在防挤沟位置设置应力释放孔。防挤沟深度约为 1.2 m，上口宽 1.5 m，下口宽约 0.8 m，沟内填充瓜子片或中粗砂。防挤沟总长度约 163 m。应力释放孔孔径400，间距 1.0 m，深度约 11 m，共约163个。孔内置毛竹笼，毛竹笼外包纤维网布，防止泥土挤入。

(3)在应力释放孔外侧布置深层土体水平位移监测点、地表沉降及房屋建筑沉降监测点。监测点应在桩基施工前一个星期设置，在工程桩施工期间定期监测沉降变化，以数据指导施工，此外还应加强周边土体隆起情况的观测。

(4)在桩基布置较密的部位设置一些取土孔，取土孔直径300，可根据挤土情况以及监测结果确定是否施工这些取土孔。取土孔位置可根据现场实际情况进行调整。

图2 宿舍楼工程桩施工顺序示意图

5 监测结果分析

本工程布置了地面沉降点及建筑物沉降点等对管桩施工进行跟踪监测，现场根据监测结果及时对管桩施工顺序及速度进行了调整。地表、建筑物沉降随时间变化曲线图显示，地表、建筑物沉降值均随着管桩施工时间及数量的增加而不断增大，但地表沉降累计值在 15 mm内，建筑物沉降累计值在 10 mm内，监测结果均满足相关规范[5]以及设计要求，如图3、图4所示。

另据监测报告，管桩施工整个过程中周边地面未出现明显裂缝，也未影响建筑物的正常使用。可见由于采取了保护措施，管桩施工并未对周边环境造成明显影响。

图3 地表沉降-时间曲线图

图4 建筑物沉降-时间曲线图

6 结 论

管桩施工中采取控制打桩速率、合理安排打桩顺序、设应力释放孔及防挤沟和加强监测等措施对周边环境保护是切实有效的。

[1] GB13476-2009. 先张法预应力混凝土管桩[S].

[2] 屠海青，郭志业. 静压管桩挤土效应的防治措施[J]. 浙江建筑，2004，21(2)：22～24.

[3] 胡军波，安世平. 应力释放孔对邻近构筑物保护措施的施工应用[J]. 山西建筑，2010，36(10)：113～114.

[4] 叶观宝，徐超. 沉管灌注桩施工对环境影响的控制措施[J]. 地下空间，2004，24(2)：204～207.

[5] GB50497-2009. 建筑基坑工程监测技术规范[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

赖小勇(1986—)，男，硕士，工程师，主要从事岩土工程设计工作。