1前言
近年來，靜壓法預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁(即PHC樁)由于其價格低、工期短、無排漿污染、無振動、無噪音污染等優(yōu)點，使得越來越多的建設(shè)單位認(rèn)識到了管樁的優(yōu)越性和良好的社會經(jīng)濟效益，從而在建設(shè)工程中得以廣泛應(yīng)用。但PHC樁沉樁施工時會對周邊土體產(chǎn)生擠土效應(yīng)，引起樁周圍土體產(chǎn)生嚴(yán)重拉裂和剪切，使樁周附近土體產(chǎn)生位移、轉(zhuǎn)動、應(yīng)變，從而對附近的地下管線等地下構(gòu)筑物造成危害或破壞。
2工程概況
蕪湖市楊家門水廠二期擴建工程中的折板絮凝平流沉淀池，其±0.000相當(dāng)于黃海高程7.5m。采用D400預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基，總樁數(shù)2274根，樁長9～13m，樁端部分伸至④-1粉質(zhì)粘土層內(nèi)0.3m，部分伸至③淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層內(nèi)不小于10m，預(yù)應(yīng)力管樁單樁豎向承載力特征值為145KN，設(shè)計復(fù)合地基承載力特征值100KPa。其四周為一期管線和部分構(gòu)筑物，距最外一排管樁3m左右。
3管樁擠土效應(yīng)的產(chǎn)生及危害
3.1樁的上浮和變形。管樁壓入土中，要將樁周土體向旁側(cè)擠壓，而占據(jù)原來地基土的空間，導(dǎo)致原土體受較大塑性剪切變形而使結(jié)構(gòu)受到很大擾動而破壞，尤其在樁位較密集時，樁擠土產(chǎn)生的垂直應(yīng)力下，引起大范圍的土體隆起，當(dāng)樁的上浮力較大時，即產(chǎn)生浮樁現(xiàn)象，管樁接頭斷裂等問題。同時擠土產(chǎn)生的水平壓力也會導(dǎo)致樁身產(chǎn)生水平向撓曲和彎矩，致使樁偏斜和彎曲。以上情況均不同程度的降低了樁的承載力，影響其正常使用。
3.2超孔隙水壓力。超孔隙水壓力也是影響承載力的另一個關(guān)鍵因素，尤其在軟弱土層中，在樁周飽和粘土中產(chǎn)生較高的超孔隙水壓力，經(jīng)擾動的土體易蠕動，表現(xiàn)為地表、淺層和深層土發(fā)生豎向和水平位移，當(dāng)較大的孔隙水壓力難以消散時，對樁的貫入阻力驟然升高，而導(dǎo)致其不能繼續(xù)貫入，當(dāng)孔隙水壓力漸漸消散后，土對樁端和樁周承載力的發(fā)揮有一定的影響。由于孔隙水壓力的存在，故不能過分強調(diào)靜壓管樁的承載力。
4擠土效應(yīng)對周圍環(huán)境的影響
從該工程實踐來看，擠土效應(yīng)的影響是較大的，對環(huán)境的威脅是不可忽視的，特別是該工程位于飽和軟土地區(qū)，對基礎(chǔ)埋深淺的構(gòu)筑物和對變形敏感的地下管線危害較大。在壓樁過程中就發(fā)生構(gòu)筑物開裂，管道破裂等事故。因此，靜壓管樁不僅僅是工程本身的問題，而且還是與周圍環(huán)境相互作用的問題。至少涉及到：①沉樁區(qū)的地質(zhì)條件和土的性質(zhì)。例如在飽和的滲透性很低的粘土區(qū)，沉樁擠土效應(yīng)特別嚴(yán)重；②沉樁的施工，包括沉樁的速度、沉樁流水等；③被影響構(gòu)筑物及其地下設(shè)施的剛度，埋置深度等。
5降低壓樁擠土不良影響的措施
5.1設(shè)計中對樁間距及樁型的合理選擇。在設(shè)計過程中可以選用稍大一級的管徑的樁，適當(dāng)擴大樁距，減少樁數(shù)，以降低壓樁引起的地基變形值和超孔隙水壓力。對于樁尖的設(shè)計，盡可能應(yīng)用開口樁尖，減小樁的上浮機會，縮小其影響范圍。
5.2減少排土量的措施———預(yù)鉆孔壓樁。減少排土量的主要措施采用預(yù)鉆孔壓樁，將排擠土樁變?yōu)榈团艛D土樁。具體做法是在原來的樁位上用螺旋出土器預(yù)先鉆一個孔，然后將樁壓入，鉆孔的孔徑和深度可根據(jù)土質(zhì)情況做適當(dāng)調(diào)整，根據(jù)經(jīng)驗一般情況可在樁身體積1/3左右取值(即孔徑占樁徑2/3左右，深度占樁長2/3左右)。
5.3增設(shè)排水措施———提高土的壓縮性。土體或多或少都具有一定的可壓縮性，粘性土的滲透性很低，排水條件不良時，顯示不可壓縮或低壓縮的特性，若在土中設(shè)置合理的排水通道，使擠土產(chǎn)生的孔隙水壓力及時消失，就可以減小樁的貫入阻力，降低擠土效應(yīng)。
5.4設(shè)置應(yīng)力釋放孔。在沉樁區(qū)內(nèi)或在沉樁區(qū)外，或在被保護建筑物地下管線附近設(shè)置一些鉆孔，當(dāng)發(fā)生擠土?xí)r，可以起到緩解和隔斷擠土通道的作用?？锥粗锌梢允强祝部梢蕴畛渌缮⒉牧?。應(yīng)力釋放孔的布置比較靈活，可在壓樁前后設(shè)置。
5.5優(yōu)化施工流水。實際上土是被擠向阻力小的方向。例如，在周圍有保護建筑的情況下，對著保護建筑方向壓樁要比背著建筑的方向壓樁的危害大的多。在現(xiàn)場空曠的條件下，為使壓樁中各樁的壓力阻力基本接近，入樁線路應(yīng)選擇單向行進，且按先中央后周圍，由里向外壓樁。占地面積大的施工現(xiàn)場可采用分區(qū)作業(yè)的辦法，這樣也可以防止超孔隙水壓在某一區(qū)域的過大積累。
5.6控制壓樁速率。壓樁速率的控制，不是一個定量的問題，可根據(jù)擠土過程中不同情況而定。施工采用一次性連續(xù)施壓到底，則樁的上浮機率大，采用大流水法施工，輪流多次將樁施壓到底，樁的上浮機率小。因此有必要計劃控制單樁一次性壓入時間和每天壓樁數(shù)量，因為土中應(yīng)力的傳遞，超孔隙水壓力的消散都需要一個時間過程。
6結(jié)論
6.1PHC管樁沉樁的實際擠土效應(yīng)遠(yuǎn)比現(xiàn)行理論計算值大。
6.2PHC管樁沉樁前應(yīng)充分收集場地及場地附近管線等地下構(gòu)筑物的分布情況，并對其影響進行評價。
6.3為了減少PHC管樁沉樁對管線的影響，采用預(yù)鉆孔壓樁、增設(shè)排水措施、設(shè)置應(yīng)力釋放孔等工程措施并結(jié)合合理安排沉樁方向、控制打樁速率等非工程措施對現(xiàn)場管線進行防護，其效果是非常顯著的。
成功提示
錯誤提示
警告提示
評論 （0）