[探讨静压桩施工法对环境影响及措施] 静压桩机施工

　　文章探讨了静压桩施工法同时分析了静压桩对环境影响和防控措施，为实现环保型施工提供参考。 　　 　　静压法沉桩是通过静力压桩机的压桩机构，以压桩机自重和桩机上的配重作反力而将混凝土预制校分节压入地基土层中成桩。其特点是：校机全部采用液压装置驱动，自动化程度高，横移动方便，运转灵活；桩定位准确，可提高校基施工质量；施工无噪声，无震动，无污染；沉桩采用全液压夹持桩身向下施加压力，可避免锤击应力打碎桩头，桩截面可以减小，混凝土强度等级可降低1～2级，配筋比锤击法可省40%，成校效率高，速度快，比锤击法可缩短工期1/3；压桩力能自动记录，可预估和验证单桩承载力；施工安全可靠。但存在压桩设备较笨重；挤土效应仍然存在等问题。适用于软土、填土及一般黏性土层中应用，特别适合于居民稠密的地区沉桩，但不宜用于地下有较多孤石、障碍物或有4m以上硬夹层的情况。
　　1.静压桩施工
　　1.1静压桩的施工方法
　　静压桩在施工过程中利用其直观性，解决了由于地基土不可预见性而产生的问题，从而为桩基设计提供了可靠的依据。例如当施工中屡次出现达不到设计深度或达到设计深度时其压桩力相当小的情况时，即可采取措施。减短桩长，避免浪费；或增加桩的长度，保证桩基的承载力满足要求。
　　静压法施工的主要优点：静压预制桩一般在工厂中制作，其质量可靠，且沉桩过程中可记录全过程的压桩力，有经验的施工人员能根据终压力、桩的入土深度及土质情况较正确地估算出单桩极限承载力；施工文明，场地整洁，劳动强度低，操作自动化。不会产生环境污染问题；施工速度快，工效高，工期短。
　　1.2静压法施工的注意事项
　　要求边桩中心到原有建筑的距离较大，当拟建物周围场地狭小时有可能使边桩无法施压；静力压桩机在砂土地层中施工时有压桩可行性的判断问题；静压法施工对现场场地要求较高，特别是大吨位的压桩机，在新填土、吹填土、淤泥地及积水浸泡的场地施工会陷机；静压桩的桩身混凝土强度等级一般不低于C30（采用顶端加压的小截面静压桩除外），或将原有夹持机构中一套夹持块改成上下两套夹持块，使作用在桩侧的夹桩力分散，以降低夹桩应力。
　　2.静压桩对环境影响与对策方法
　　2.1静压桩挤土的产生及对周围环境的影响
　　静压桩在施工过程中一般是采取挤压入土的方式，这样就迫使土层压力变大而变形，如果静压桩条数较多，则会破坏土体的相对平衡状态，如果土体中没有水层，不排水的情况下，静压桩下部分必须挤开并占有相同体积的土体体积。土侧的压力一般随着压桩的速度或静压桩的根数成正比例，反之，施工的桩数越小、压桩的速度减慢，土侧压力增量就相对较小。在饱和软土层中，如果采取静压管施工很容易产生“超静孔隙水压力”，这是因为饱和软土层中渗透系数小，土体挤压后导致了孔隙水压力的急剧增大而产生的“超静孔隙水压力”。它通过地层中的含水层迅速向四周传播，其影响的范围，更甚于单纯的土体挤密的挤压应力。压入一根桩后，就能使桩周围2～3m范围内饱和软黏土中孔隙水压力U>G（上覆土总重），在此范围之外超静孔隙水压力△u逐渐减小。在不同的地质条件下由于土的渗透系数不同，孔隙水压力的变化规律亦不同。淤泥渗透系数低，超静孔隙水压力不易消散；而在淤泥与粉细砂交互层中，由于粉细砂层渗透性相对较好，淤泥中产生的超静孔隙水压力将通过粉细砂层较快消散。
　　总的来说，静压桩的挤土效应对工程环境的影响主要表现在以下几方面：沉桩过程中桩周土体被重塑和扰动，土的原始结构遭到破坏，土的工程性质与沉桩第六章软黏土中静压桩的施工技术研究前相比有很大的改变；沉桩后桩周土体再固结，可能使桩侧受到负摩阻力的作用。另外，沉桩产生的土体挤压与超静孔隙水压力将使已施工就位的桩产生水平位移和上浮，继而造成桩基质量事故。对施工场地周围环境，挤土效应往往会引起建筑物开裂、倾斜，道路路面损坏、水管爆裂、煤气外泄等一系列严重后果。这些问题相当复杂，目前尚难以从理论上得到有效的分析和解决，而只能用现场跟踪监测和有效的防护技术等方法加以解决挤土效应。
　　2.2减少静压桩对周围环境影响的措施
　　2.2.1 合理编排施工顺序 静压桩的施工顺序总原则是：先长后短，先大后小；同时也必须根据桩的密集程度及与周围建筑物的关系编排压桩顺序，可以采用逐步远离对环境扰动较敏感区域的打桩工序，使先行沉桩发挥提高所在区域地基刚度的作用，以减小后续沉桩时挤土效应的影响，使土体位移主要沿着沉桩施工前进的方向发生；也可以采用两边间隔跳打方式施工，以减少对地基土的挤压且有利于超静孔隙水压力的消散，从而达到减轻挤土效应的作用。
　　2.2.2 设置防挤沟 根据施工场地情况和施工设备的走向，可灵活设置防挤沟。防挤沟的深度通常不大于2m，有时可在沟内回填松散的材料，这种措施主要是为了减少表层的挤压作用。对浅埋管线能起到一定的保护作用。
　　2.2.3 设立应力释放孔 对于防挤沟无法释放的深层应力，设立应力释放孔一般可以得到解决。应力释放孔采用螺旋干钻取土法和潜水钻进成孔法两种。螺旋干钻取土法适用于压桩深度10～30m的静压桩施工，而潜水钻进成孔法适用于压桩深度10～60m的静压桩施工。应力释放孔的设立方式由单排等间距布设和双排梅花状布设两种，孔间距一般为1.0～2.0m，孔径φ300~φ900mm，孔深8～60m。应力释放孔成孔后，应进行冲孔，孔内回填碎石、粗砂等，这样会对水压力的释放效果较好。
　　2.2.4 桩孔原位取土 此方法是用于桩的密集程度较高，应力挤压相当明显时采用。由于桩的密集程度高，压桩后期，部分桩施工难度偏大，为了有效保护成桩质量，控制桩与桩之间因土体应力挤压而产生偏位和断裂，直接对压桩产生的应力进行释放，采桩孔原位取土的方法。原位取土施工法可采用螺旋干钻取土和潜水钻进取土，取土的孔径要比施工桩径小，取土深度一般为1/3的桩长左右。也可视挤土实际情况，对部分桩取土或全部桩取土。桩孔原位取土比较容易造成桩位偏差，在施工中要严格控制。
　　2.2.5 控制压桩速度 压桩速度是指每天的压桩数量，每天入土的桩数越多，孔隙水应力的积聚越快，土的扰动就越严重。特别是压桩后期，随着土体中桩数的增多，土体的可压缩性将会逐渐消失，如不加以控制，危害极大。压桩的速度应如何控制才合理?由于我国至今尚未颁布沉桩监控技术标准，只能在施工过程中进行现场监测，通过监测，及时掌握周围被保护建筑物的反应，随时调整压桩的流程和速率。
　　3.结语
　　静压管桩将预应力管桩的优点和静压法施工的优点完美结合了起来，随着人们环保意识的日益增强，其在工程建设中的应用日益增多。静压桩已在我国得到了广泛的应用。作为一种正处于发展时期的施工技术，静压桩在设计与施工方面尚有许多值得深入探讨之处。
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　　（作者单位：广西晨天建设工程有限公司广西南宁530022）
　　

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