摘要：本文分析了静压预应力管桩的沉桩机理，并对静压预应力管桩基础施工面临的问题与预防措施进行了探讨，以供同仁参考。
关键词：静压预应力管桩；基础施工；沉桩机理；面临问题；预防措施
一、前言
静压管桩的沉桩是采用静力压桩机自重和机架上的配重提供反力，而将管桩压入土中的施工工艺。由于其具有无噪声、无振动、无污染，符合绿色岩土工程治理的要求，同时选用高强预应力管桩作为基础，具有工艺简单、单桩承载力高、质量直观可靠、工期较短、造价适宜、检测方便等优点，得到全国各地的广泛应用。但是随着高层建筑预应力静压管桩基础施工的增多，由此引起的周边房屋开裂、倾斜等质量和结构安全问题也越来越多，本文分析了静压预应力管桩的沉桩机理，并对静压预应力管桩基础施工面临的问题与预防措施进行了探讨，以供同仁参考。
二、静压管桩的沉桩机理与面临问题分析
静压管桩沉桩施工时，将桩端压入土体中，原状土的初应力状态受到破坏，造成桩端下土体的压缩变形，随着桩沉入深度及压力的增大，土体对桩端产生的相应阻力也随之增大。当桩端处土体所受应力超过其抗剪强度时，土体发生急剧变形而破坏，黏性土体会产生塑性流动或挤密侧移，而砂性土体则产生下拖。
在地表处，黏性土体会向上隆起，砂性土体则会被拖带下沉；在地下深处由于上覆土层的压力，土体主要向桩周水平方向挤密，使贴近桩周处土体结构破坏。由于较大的辐射向压力作用，也使邻近桩周处土体受到较大的扰动影响。压桩产生的挤土效应的影响距离可达10m左右，在压桩施工时挤土效应会造成10m之内的建筑物受损，会使10m之内的管线、道路等遭到破坏。例如某住宅小区开工，建筑面积64650m2，框剪结构/地下2层，地上28层，地基基础形式为预应力管桩筏板基础。该场地地势高差大，西南侧高，西侧为上坡公路，北侧20m为一栋框架/8层独立柱基础住宅楼，南侧是围墙，与围墙隔条台阶路为民宅群，距离基坑边界10m，东侧15m靠南端围墙边有两栋80年代、片石基础、砖混二层房屋，东侧15m靠北端是一栋新建成的独立柱基础框架/8层住宅楼。本工程采用静压桩施工，打桩按从西侧往东侧的顺序进行。静压桩施工前期周边房屋地面、墙体未出现有新裂缝。小区工地东侧围墙边两栋砖混房屋均出现厨房及地面起拱、开裂、墙体多处斜裂缝等严重房屋质量问题；南侧围墙墙体开裂、错开，随时有倒塌的危险；围墙外台阶严重起拱、开裂。在整个静压预应力管桩基础施工过程中，东侧北端新建住宅楼的地面和墙体均未发现裂缝现象，居民反映强烈的是压桩时基础土体振动太大，担心对房屋结构有影响。鉴于工程后期静压桩施工的影响过大，经建设单位与设计等单位协商，变更桩基础类型为CFG桩，并严格控制桩施工进度。工程采用CFG桩后，周边房屋未发现有明显新裂缝。又如某住宅小区，建筑面积48102m2，框剪结构∕地下1层，地上23层，地基基础形式为预应力管桩筏板基础。该场地地质条件复杂，场地地貌属河流阶地地貌，原为多年鱼塘，后经人工回填整平，地下水位高，地下水对基坑开挖影响较大，场地地下水主要为潜水和岩溶裂隙水，赋水层透水性能较强。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆场地局部地面起伏较大，土层种类较多，变化较大，物理力学性较差，存在高压缩性软弱土；周边环境复杂，东北侧10m有排新建十三层住宅楼、西南侧10m是一幢80年代的厂房，东南侧15m为在建9层住宅，西北侧和东南外侧是校道。该基础工程基坑最深处高6m，基坑开挖前采用了预应力锚杆、高压旋喷桩与挡土桩联合支护。桩基础施工期间恰逢夏季强台风季节，基坑积水严重。静压桩施工时必须对基坑进行井点降水。本工程采用静压桩施工，压桩按从东北往西南的顺序进行。桩基础施工2周后发现西南侧砖瓦厂房的地面和墙体出 现了细微裂缝；随着静压桩施工进入后期，厂房地面和墙体出现了严重开裂，房屋出现结构安全问题。因此，控制静压预应力管桩基础施工面临的问题十分重要。
三、静压预应力管桩基础施工面临问题的防范措施
要减少和避免静压预应力管桩基础施工面临的问题，首先是要建立基坑和周边建筑的变形观测，设置预警机制。高层建筑基坑施工特别是深基坑施工容易对周边环境产生较大影响，基坑开挖会引起基坑底部隆起、围护结构变形以及围护结构后地表和邻近建筑物的变形，其中围护结构后地表的变形对周边环境的影响最为直接。基坑工程要综合考虑地质条件、周边环境、主体地下结构、雨季施工及支护结构使用期等因素，因地制宜、优化设计、精心施工、严格监控。控制布桩密度，对桩距较密部分的管桩可采用预钻孔沉桩方法，孔径约比桩径小50－100MM，深度宜为桩长的1/3－1/2，施工时应随钻随打；或采用间隔跳打法，但在施工过程中严禁形成封闭桩。控制沉桩速率，一般控制在1m/min左右；并制定有效的沉桩流水路线，并根据桩的入土深度，宜先长后短、宜先高后低，若桩较密集，且距建筑物较远，场地开阔时，宜从中间向四周进行；若桩较密集，场地狭长，两端距建筑物较远时，宜从中间向两端进行；若桩较密集，且一侧靠近建筑物时，宜从相邻建筑物的一侧开始，由近向远进行；桩数多于30根的群桩基础，应从中心位置向外施打；承台边缘的桩，待承台内其他桩打完并重新测定桩位后，再插桩施打；有围护结构的深基坑中的静压管桩，宜先压桩后再做基坑的围护结构，这样的施工顺序可以避免由于基坑四周的围护结构使压桩的土体无法扩散，造成先施工的管桩被后施工的管桩挤上来，使桩的承载力达不到设计要求，又避免了在基坑的压桩过程中土体扩散而挤坏四周的围护结构及降低基坑围护结构的止水效果；同时应对日成桩量进行必要的控制。设置袋装砂井或塑料排水板，消除部分超孔隙水压力，减少挤土现象；设置隔离板桩或地下连续墙；开挖地面排土沟，消除挤土效应。沉桩过程中应加强临近建筑物、地下管线的观测、监护，对靠近特别重要的管线及建筑物处可改其它桩型。控制施工过程中停歇时间，避免由于停歇时间过程，摩阻力增大影响桩机施工，造成沉桩困难。同时，应避免在砂质粉土、砂土等硬土层中焊接，制定合理的桩长组合。桩机施工时应注意同一承台内的群桩，需接桩的接头不宜在同一截面内，应相互错开，避免产生土压力以及水压力效应较大时，对整体桩身产生剪切破坏；同时应认真查看地质报告，了解土层分布情况，合理确定桩体组合长度，避免接头处于土层分界处及土层活动较多处，以防土层活动时对桩身的破坏。
四、结语
总之，要减少和避免静压预应力管桩基础施工的不良影响问题，关键是要抓好源头，要从事后处理向事前防范转变；要进一步落实建设工程参建各方主体的质量安全责任；要加强监管力度，加大桩基工程检测及验收力度，确保高层建筑基础工程质量和安全。
参考文献
[1]《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）.
[2]《高层建筑工程施工现场细节详解》戴文勇主编，化学工业出版社.
论文作者:黄新海
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/27
标签：静压论文; 基坑论文; 预应力论文; 管桩论文; 基础论文; 结构论文; 土层论文; 《基层建设》2017年5期论文;