李杰

摘要：本文介紹在上海市北高新技術(shù)服務(wù)區(qū)7#地塊商辦項目中采取調(diào)整樁徑樁型、分散施工、合理調(diào)整沉樁流水路線、減速、間隔跳打、原位引孔、開挖防擠溝、設(shè)置應(yīng)力釋放孔等一系列預(yù)防措施降低靜壓管樁的擠土效應(yīng)，并加強施工監(jiān)測，使得擠土效應(yīng)得到了有效的控制。

關(guān)鍵詞：地基基礎(chǔ)工程；預(yù)應(yīng)力管樁；擠土效應(yīng)；控制措施；技術(shù)措施

1、工程概況

上海市北高新技術(shù)服務(wù)區(qū)7#地塊商辦項目位于上海市閘北區(qū)市北高新技術(shù)服務(wù)業(yè)園區(qū)，北起江場路，南至規(guī)劃云飛東路，東起平型關(guān)路，西至壽陽路，規(guī)劃云飛東路南側(cè)為在建的13#地塊。本項目總建筑面積27萬平方米，造價近12億元，集居住、商務(wù)、辦公、休閑、娛樂為一體，為框架、框架—剪力墻和鋼結(jié)構(gòu)工程。主要由2棟23F、1棟22F、1棟10F、2棟8F、2棟6F辦公樓、2棟1～3F商業(yè)用房及其它的附屬建筑及兩層地下車庫組成。本工程主樓工程樁采用PHC-500B125b-41、PHC-500AB125b-41預(yù)應(yīng)力管樁，合計1016根；車庫抗拔樁大面積采用PHC-500B125b-26預(yù)應(yīng)力管樁，合計1882根，預(yù)應(yīng)力管樁采用靜壓法施工；其中靠近13#地塊一側(cè)75m范圍內(nèi)采用φ600樁長30m的鉆孔灌注樁，共計429根。

場地東、北、西側(cè)的路面下有多條市政管線與本基坑的距離與在30m以內(nèi)，即均位于3倍基坑挖深影響范圍內(nèi)；同時場地南側(cè)為在建的13#地塊，本工程管樁施工時正處于其基坑開挖階段，若不采取強有力的防控措施，擠土效應(yīng)將對周邊環(huán)境的產(chǎn)生巨大的破壞性的影響，對成樁質(zhì)量也有很大影響。

2、地質(zhì)情況

擬建建場地位于上海市閘北區(qū)，屬濱海平原地貌，場地內(nèi)基本平坦，地面標高在3.8m～4.2m之間。根據(jù)上海市巖土地質(zhì)研究院有限公司勘察報告，本場地自地表至90m深度范圍內(nèi)所揭露的土層均為第四紀松散沉積物，從場地內(nèi)地基土結(jié)構(gòu)特征、土性和物理力學(xué)性質(zhì)上的差異可劃分為9個工程地質(zhì)層和分屬不同層次的若干個亞層。

水紋地質(zhì)情況：上海市地下水位埋深一般在0.3～1.5m，水位隨季節(jié)而變化，設(shè)計按年平均地下水位埋深在0.5m考慮。承壓水主要為深層第⑦微承壓水和第⑨層承壓含水層，根據(jù)上海市經(jīng)驗，承壓水頭埋深約在地下3～12米。

3、管樁擠土效應(yīng)的產(chǎn)生及危害

靜壓法施工預(yù)應(yīng)力管樁，在樁身沉人飽和粘性土、特別是飽和軟土地基的過程中，會使周邊土體受到擾動，改變土體的應(yīng)力狀態(tài)，相當于樁身體積的土體向四周排擠，產(chǎn)生巨大的側(cè)向擠壓力，稱為擠土效應(yīng)。

擠土效應(yīng)產(chǎn)生的危害：

1、本工程已施工好的4#樓，在基坑外側(cè)，由于沒有采取擠土效應(yīng)的防控措施，造成江場路一側(cè)市政道路水平位移監(jiān)測數(shù)據(jù)報警，具體表現(xiàn)為圍墻開裂、道磚上抬；

2、擠土效應(yīng)對成樁質(zhì)量也有較大影響，樁基施工質(zhì)量若不達標，無法保證上部結(jié)構(gòu)安全；

3、根據(jù)以往施工經(jīng)驗，若不采取有效防控措施，擠土效應(yīng)將對周邊建筑物、市政道路、地下管線造成嚴重破壞，市政道路、市政管線若出現(xiàn)破壞，修補周期長，維修費用高昂；

4、南側(cè)13#地塊正處于基坑開挖階段，打樁與基坑開挖相互影響。基坑開挖時大量卸載，由于樁間土體中貯存著很大的擠土壓力可能向著挖土方向瞬間釋放，若不采取有效防控措施，輕則造成其圍護體系漏水，重則造成基坑坍塌等，后果難以預(yù)計；

5、若造成臨近建筑物和地下管線等公用設(shè)施破壞，由此引起的糾紛、訴訟等常迫使工地停工、工期延誤。

靜壓管樁的施工不僅與工程本身息息相關(guān)，同時也影響著周邊環(huán)境的安全，因此必須采取有效措施控制將擠土效應(yīng)控制在安全范圍內(nèi)。

4、預(yù)防措施

4.1調(diào)整樁徑、樁型

預(yù)防擠土效應(yīng)可先從工程設(shè)計著手，根據(jù)靜壓法沉樁工藝原理，擠土效應(yīng)因沉樁過程中樁身排開一定量的土體而產(chǎn)生，因此可通過選用擠土影響小的樁型，如可改用鉆孔灌注樁，或采用疏樁設(shè)計，即通過提高單樁有效承載力，精簡靜壓樁數(shù)量，從而較少排土體積，可以有效降低群樁擠土效應(yīng)對周邊環(huán)境的影響。

市北項目預(yù)應(yīng)力管樁施工前，建設(shè)單位組織設(shè)計單位、監(jiān)理單位、施工單位及上海市相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)專家多次召開專題方案論證會，綜合分析了結(jié)構(gòu)承載力需要、經(jīng)濟效益、及周邊環(huán)境狀況，最終將原先設(shè)計的φ600預(yù)應(yīng)力管樁管徑改成φ500，大大降低了排土量，同時將靠近13#地塊一側(cè)75m范圍的地庫抗拔管樁改成的無擠壓影響的鉆孔灌注樁，有效降低了擠土效應(yīng)，將對13#地塊基坑的不利影響降至最低。

4.2分散施工、合理調(diào)整沉樁流水路線

合理安排沉樁順序?qū)p少擠土效應(yīng)的影響至關(guān)重要。根據(jù)施工經(jīng)驗及擠土效應(yīng)理論，擠土效應(yīng)的影響范圍可達1～1.5倍樁長，且具有淺層大、深層小、近處大、遠處小等特點，同時土體是被擠向阻力小的的方向，例如對著保護建筑的方向壓樁要比背著保護建筑的方向壓樁的危害要更大，這是因為背著已有建筑物成樁時，前面已經(jīng)沉入樁的區(qū)域逐漸形成阻力區(qū)，起到了一定的屏障作用。因此在本工程樁基的施工過程中，采取分散施工的方法，確保壓樁機間的距離在3倍樁長以上，同時制定了如下施工原則：先深后淺、先密后疏，臨近紅線區(qū)域的先壓靠近紅線的再壓遠離紅線的，形成封閉樁，在中央開闊地的按照先中間后四周的順序?qū)ΨQ施工。

4.3控制沉樁速率、采取間隔跳打

沉樁速率分為兩個方面：一是每天的沉樁數(shù)量，二是連續(xù)沉樁的天數(shù)。特別是在飽和粘性土地基中打入大批密集的樁群時，樁周土體會產(chǎn)生比較大的應(yīng)力和位移，同時產(chǎn)生很高的超孔隙水壓力。由于粘性土體的滲透系數(shù)小，因而引起的超孔隙水壓力消散慢，控制沉樁速率的主要目的是使每天沉樁所產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力能得到有效消散。當沉樁結(jié)束后，孔隙水壓力慢慢消散，土體會發(fā)生再固結(jié)，樁身有效應(yīng)力逐漸增加。密集壓樁的情況下，超高孔隙水壓力有可能會使土體液化，使先前打入的樁浮起。有時前樁還沒有凝結(jié)，便受到后樁的擠土作用，導(dǎo)致樁身嚴重傾斜甚至斷樁，使樁的承載力達不到設(shè)計要求，從而造成工程事故；

沉樁速率一般控制在2m/min左右，每個樁機每天壓樁數(shù)量控制在10根左右，對于布樁密集的群樁基礎(chǔ)采取單方向間隔跳打的作業(yè)方式，如每個承臺每天施工2根樁，便于樁周土體應(yīng)力釋放、再固結(jié)，避免密集壓樁產(chǎn)生過大擠壓，同時也防止壓樁對相鄰已成樁產(chǎn)生不利影響，影響成樁質(zhì)量。

4.4原位引孔

原位引孔是指先在樁位鉆孔取土后再壓樁，減少壓樁時的排土體積，從而降低對周圍土體的擠壓效應(yīng)。鉆孔的孔徑一般應(yīng)小于靜壓樁的直徑，根據(jù)相關(guān)實測數(shù)據(jù)，原位引孔可減少50%以上超孔隙水壓力，是一種控制擠土效應(yīng)的有效措施。

本工程靠近13#地塊一側(cè)100米范圍內(nèi)的預(yù)應(yīng)力管樁采取原位引孔壓樁，引孔孔徑φ400，引孔深度11m，由于引孔深度大于13#地塊地下室底板普遍深度，引孔深度范圍的擠土效應(yīng)將大大降低，對13#基坑的不利影響降至最低。

4.5設(shè)置應(yīng)力釋放孔、開挖防擠溝

當引孔位置在非樁位處時，稱為應(yīng)力釋放孔。設(shè)置應(yīng)力釋放孔可為樁周土體向四周擠壓騰出一定的空間，可以對深層的擠土起到緩解和隔斷擠土通道的作用，避免土體隆起或者水平位移過大，減少對周邊環(huán)境的不利影響。而開挖防擠溝可以減少地基淺層土體的側(cè)向位移和隆起影響，因此對于保護工程周邊淺層的地下管線或周邊市政道路非常有效。

本工程壓樁前在壓樁路線外側(cè)布置單排應(yīng)力釋放孔，孔徑φ400，孔深15m，并在紅線內(nèi)側(cè)布置2m*2m的應(yīng)力釋放溝，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示該措施有效降低了擠土效應(yīng)，保護了周邊市政道路及地下管線的安全。

4.6加強監(jiān)測

沉樁過程中加強對周邊環(huán)境的監(jiān)測，尤其應(yīng)重點關(guān)注對13#地塊基坑一側(cè)、周邊市政道路及地下電力、煤氣等重要管線的觀測、監(jiān)護，以每天的監(jiān)測數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工，同時應(yīng)編制專項應(yīng)急預(yù)案、準備好應(yīng)急救援物資，確保施工安全。

5、結(jié)語

針對上海市北高新技術(shù)服務(wù)區(qū)7#地塊商辦項目樁基工程的實際工況及周邊環(huán)境情況，采取了不同的壓樁方式和一系列的預(yù)防措施，有效地控制了預(yù)應(yīng)力管樁沉樁過程中的擠土效應(yīng)，確保了周邊環(huán)境的安全，更重要的是確保了管樁成樁質(zhì)量。經(jīng)過專業(yè)樁基檢測公司對本工程樁基分部進行抽測，并出具了正式的樁基檢測報告，其中Ⅰ類樁占98%以上，沒有發(fā)現(xiàn)Ⅲ類樁，預(yù)防措施有效可行。

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（作者身份證號：321283198706215438）