張 懷 生

(江蘇科泰巖土工程有限公司，江蘇 泰州 225300)

1 概述

在軟土地基中，已完成壓樁的預(yù)制樁對(duì)土體變形十分敏感，易受毗鄰場(chǎng)地壓樁引起的擠土效應(yīng)、超靜孔隙水壓力所導(dǎo)致的土體變形的影響，產(chǎn)生接頭斷裂、上浮、傾斜、移位的預(yù)制樁施工質(zhì)量事故。再者，在軟土地基的壓樁過(guò)程中，毗鄰場(chǎng)地的城市敏感環(huán)境——地鐵隧道、地下管線、城市主干道、大廈、居民樓等，對(duì)土體變形敏感，也易受壓樁引起的擠土效應(yīng)、超靜孔隙水壓力所導(dǎo)致的土體變形的影響，產(chǎn)生大廈、居民樓傾斜、裂縫、城市主干道開裂、管線破裂等。基坑開挖過(guò)程中，軟土地基在上覆不均勻荷載作用下蠕變，不僅導(dǎo)致基坑底面下預(yù)制樁傾斜、移位的預(yù)制樁施工質(zhì)量事故，而且導(dǎo)致毗鄰的城市敏感環(huán)境變形，產(chǎn)生大廈、居民樓傾斜、裂縫、城市主干道開裂、管線破裂等。在城市中心地區(qū)，建(構(gòu))筑物多且復(fù)雜，而建(構(gòu))筑物本身變形控制要求十分嚴(yán)格，擠土效應(yīng)、超靜孔隙水壓力和軟土地基蠕變引起的危害性更大。因此，敏感環(huán)境條件下軟土地基中預(yù)制樁施工要點(diǎn)研究，顯得十分有意義。

2 常規(guī)預(yù)制樁施工要點(diǎn)

為了控制敏感環(huán)境下軟土地基中預(yù)制樁施工質(zhì)量，降低或控制預(yù)制樁施工對(duì)敏感環(huán)境的不利影響，消除擠土效應(yīng)、超靜孔隙水壓力和軟土地基蠕變的常規(guī)措施：

1)設(shè)計(jì)時(shí)，規(guī)定預(yù)制樁最小中心距和布樁平面系數(shù)(同一建筑物內(nèi)，樁的橫截面面積之和與邊樁外緣線所包圍的場(chǎng)地面積之比)。

2)合理安排壓樁路線，自中間向兩個(gè)方向或四周對(duì)稱壓樁，當(dāng)一側(cè)毗鄰建(構(gòu))筑物時(shí)，由毗鄰建(構(gòu))筑物向另一方向施工。

3)在壓樁區(qū)周圍開挖擠土溝、超靜孔隙水壓力釋放孔，為了降低釋放孔的護(hù)壁成本，用一次性竹節(jié)籠。

4)采取取土壓樁工藝，取土深度一般為場(chǎng)地面能以下10 m，以便能順利壓樁，同時(shí)減少擠土效應(yīng)。

5)對(duì)稱、分層開挖基坑，開挖厚度控制在2 m以內(nèi)。

但由于設(shè)計(jì)時(shí)布樁平面系數(shù)不符合規(guī)范要求，加上工期緊，場(chǎng)地樁型多、樁位交錯(cuò)、施工作業(yè)交叉，超靜孔隙水壓力消散時(shí)間長(zhǎng)，超靜孔隙水壓力釋放孔塌孔而失去作為超靜孔隙水壓力釋放通道和擠土空間，基坑開挖難以做到分層、分段、對(duì)稱、均衡、適時(shí)，基坑開挖中土體高差、開挖和運(yùn)輸設(shè)備重量等，不僅預(yù)制樁施工質(zhì)量事故難以避免，而且影響周邊敏感環(huán)境的安全。用常規(guī)措施難以控制預(yù)制樁施工質(zhì)量事故及對(duì)周邊敏感環(huán)境的不利影響。

3 問題引出

某省會(huì)城市的F地塊樁基及基坑支護(hù)工程位于南京路東側(cè)(見圖1)，F(xiàn)地塊占地面積22 560.92 m2，總建筑面積約75 999.91 m2。地上建筑物為小高層、高層、超市、幼兒園等，計(jì)容面積58 657.15 m2，地下面積17 348.99 m2。F地塊內(nèi)分布10幢建筑物，建筑物基礎(chǔ)均采用預(yù)制樁——管樁，壓樁方式為靜壓，樁長(zhǎng)11 m～39 m，樁型PHC-500(125)AB-C80(見表1)，樁端進(jìn)入④1層強(qiáng)風(fēng)化砂巖1.0 m(見表2)。

表1 F地塊內(nèi)建筑物特征表

F地塊內(nèi)基坑開挖深度4.9 m～7.2 m，開挖面以下為②2淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土等(見表2)。在壓樁過(guò)程中，由于擠土效應(yīng)、超靜孔隙水壓力可能會(huì)引起預(yù)制樁施工質(zhì)量事故和對(duì)周邊敏感環(huán)境——城市主干道、大廈、居民樓等產(chǎn)生不利影響；基坑開挖過(guò)程中，②淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土在不均勻荷載作用下蠕變(見圖2)，也可能會(huì)引起預(yù)制樁施工質(zhì)量事故和對(duì)周邊敏感環(huán)境產(chǎn)生不利影響。

表2 F地塊內(nèi)巖土層特征表

4 應(yīng)對(duì)措施及效果

針對(duì)城市軟土地基敏感環(huán)境條件下預(yù)制樁施工的擠土效應(yīng)和成樁過(guò)程相互作用的影響問題，在F地塊內(nèi)施工預(yù)制管樁前采用攪拌樁分區(qū)、柔性隔離的施工技術(shù)，以降低預(yù)制樁施工對(duì)環(huán)境安全和施工質(zhì)量的不利影響。

用攪拌樁把預(yù)制樁場(chǎng)地分隔成區(qū)塊，利用攪拌樁的柔性隔離作用，把壓樁引起的擠土效應(yīng)和超靜孔隙水壓力、基坑開挖過(guò)程中不均勻荷載引起的軟土地基蠕變，限制在區(qū)塊內(nèi)，降低或控制擠土效應(yīng)和超靜孔隙水壓力傳遞、軟土蠕變對(duì)區(qū)塊外預(yù)制樁、周邊環(huán)境的不利影響。

柔性分區(qū)時(shí)，以建(構(gòu))筑物如一幢樓作為分隔區(qū)塊，區(qū)塊面積50 m2～100 m2，根據(jù)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)調(diào)整施工柔性分區(qū)。攪拌樁樁頂為預(yù)制樁樁頂，樁底為穿過(guò)基坑底面5 m～10 m。

分隔場(chǎng)地的攪拌樁：φ600，樁長(zhǎng)5 m，搭接10 cm；樁頂標(biāo)高為基坑底標(biāo)高，樁底標(biāo)高位于基坑底面以下5 m；水泥摻量不小于12%，水灰比0.55；壓樁施工速率12根/d，并根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整。

壓樁期間，確保同步作業(yè)或連續(xù)作業(yè)；沒有對(duì)周邊敏感復(fù)雜環(huán)境——城市主干道、大廈、居民樓等產(chǎn)生不利影響；基坑開挖到底后，沒有發(fā)現(xiàn)預(yù)制樁接頭斷裂、樁上浮、傾斜、移位等預(yù)制樁施工質(zhì)量事故，為工程按合同要求完工奠定了基礎(chǔ)。

5 結(jié)語(yǔ)

1)針對(duì)城市軟土地基敏感環(huán)境條件下預(yù)制樁施工的擠土效應(yīng)和成樁過(guò)程相互作用的影響問題，關(guān)鍵技術(shù)有效控制不同區(qū)塊地基擠土效應(yīng)、超靜孔隙水壓力變化和軟土蠕變作用的相互影響，確保同步作業(yè)或連續(xù)作業(yè)施工條件下的效率。

2)通過(guò)控制預(yù)制樁壓樁施工速率，減少預(yù)制樁擠土效應(yīng)和樁間相互影響，降低軟土地基成樁過(guò)程的超靜孔隙水壓力水平，達(dá)到控制軟土地基蠕變作用對(duì)環(huán)境影響的目的。

3)通過(guò)施工技術(shù)管理和監(jiān)控量測(cè)技術(shù)手段，動(dòng)態(tài)調(diào)控施工柔性分區(qū)和預(yù)制樁施工效應(yīng)，提升預(yù)制樁施工的安全質(zhì)量管控水平。

4)可采用攪拌樁進(jìn)行柔性分區(qū)，區(qū)塊面積50 m2～100 m2，并根據(jù)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整施工柔性分區(qū)面積；攪拌樁長(zhǎng)度要與預(yù)制樁相匹配，樁頂為預(yù)制樁樁頂，樁底穿過(guò)基坑底面不少于5 m。