摘要：静压桩施工时，由于插入大量的砼桩进土层中，会造成严重的挤土效应，破坏性大，能造成道路隆起，管线断裂，建筑物开裂等，因此为保证场地周边建筑的安全，必须采取有效的措施，降低桩基施工时超孔隙水压力对建筑及管线的破坏，目前常用的方法有引孔、应力释放沟，降低施工速度等措施，但以上常规措施满足不了本项目西侧移动公司建筑及设备的变形要求。针对该项目情况，设计了深层超孔隙水压力（俗称应力）释放孔施工工法，解决了建筑要求变形小，施工速度快的要求，有效的解决的本工程施工难题，为业主节省了造价，加快了工期。
关键词：超孔隙水压力；挤土效应；加羧甲基纤维素；附加有效应力；效益分析
0. 引言
在软土地区城市建设时，经常采用静压或锤击预制砼桩基础，该桩基础有经济、施工方便快捷的特点，但也有挤土效应大、接桩可靠性较差、锤击桩噪音大、静压桩施工场地要求高等缺点，但静压桩基在城市建筑工程中有广泛的应用，这就要求解决静压桩施工的挤土效应，以防止对场地周边道路、管线、建筑等既有设施的保护。
龙津广场C地块项目工程位于南京市六合区雄州街道桥西新区古尔兹二期地块内，场地位于雄州东路北侧，新景路西侧,项目西南段紧邻中国移动通信集团六合分公司办公大楼及其附属建筑物，楼顶有电视发射塔，靠场地边有电子设备，对建筑变形要求极严格。移动公司基础形式为方桩基础，承台基础埋深1.5m，方桩长度15m，方桩穿越②2淤泥质粉质粘土。将施工方桩距移动公司办公大楼最近处约4.6m。
1. 工艺原理
1.1 作用于饱和土体内内某截面上的总正应力σ由两部分组成：一部分为u，它作用于孔隙水及沿着各个方向均匀作用于土颗粒上，叫孔隙水压力；另一部分为用于土骨架上的力，这部分即为有效应力σ′，σ′=σ-u。孔隙水压力主要由两部分组成，由孔隙水自重引起的孔隙水压力称为静水压力，饱和土体中超出静水压力的那部分孔隙水压力称为超静孔隙水压力。有效应力两部分组成：由土颗粒自重引起的有效应力即土自重应力，和由总正应力σ引起的有效应力称为附加有效应力。
1.2 土的强度变化和土颗粒移动导致的变形只取决于有效应力的变化。由于静水压力、自重应力几乎是不变的，而附加有效应力变化很小，所以有效应力的变化只取决于超静孔隙水压力的变化。土体受到瞬间荷载产生的附加应力时，土体本应发生应变，但由于一时排水受阻，土体中产生超静孔隙水压力，超静孔隙水压力超过静水压力，使作用于土骨架上的有效应力变小，从而限制了土颗粒的变形。随着时间的推移，孔隙水慢慢被排出。伴随着孔隙水慢慢被排出，超静孔隙水压力逐渐减少，直至消散；在超静孔隙水压力逐渐消散过程中，附加应力慢慢转嫁给土的骨架上，导致有效应力增大，土体的体积发生变化；土体的体积发生变化，导致地基发生不均匀沉降，从而影响施工现场周边建（构）筑物的安全。
2. 针对本工程的应力释放孔的设计
2.1 在受方桩施工环境效应影响的建（构）筑物周边，挖掘排水沟，然后在排水沟中间和两端设置集水井，最后在排水沟内施工应力释放孔。这样，穿越饱和土体、挤压效应和冲击作用产生的地下水向应力释放孔渗流，使排水畅通，消除了产生超静孔隙水压力的基础。
2.2 应力释放孔阻止超静孔隙水压力的传递。
2.3 应力释放孔的深度为穿越周边建（构）筑物基础范围内的饱和土层以下不少于5m。
2.4超静孔隙水压力释放孔成孔后，孔中放置绑扎钢丝网的钢筋笼，在钢丝网上绑扎黑胶皮。钢筋笼、钢丝网、黑胶皮确保孔深≥18m，消减或控制深层挤土效应、超静孔隙水压力传递。有弹性的黑胶皮阻止地层颗粒贯入到孔中，使孔发挥作用的时间更长，使孔隙水通过黑胶皮的接合部位或预留小孔流到孔中，使孔作为挤土空间。
2.5 为防止孔底钻渣、孔壁土屑和砂屑沉淀后在孔底产生超静孔隙水压力，成孔时采用加羧甲基纤维素（CMC）的泥浆，且泥浆比重不少于1.25g/cm3、粘度不小于28s。
2.6 应力释放孔中不放砂子，防止砂子被挤密后超静孔隙水压力的传递，保证应力释放孔发挥作用的时间更长。
2.7 方桩施工过程中渗流的水会通过应力释放孔进入排水沟，然后进入集水井。在集水井内放置水泵，定期抽水，排到场地外。
3. 周边环境监测情况
3.1 周边建筑物沉降变形分析
从本工程建筑物沉降观测结果汇总表、累计沉降量～时间曲线图、累计沉降量平面展开图可以看出：场地西南侧建筑沉降观测点的累计隆起量最大，其值为6.2mm，最大差异沉降量H1-H3为0.12‰，低于报警值3‰），说明本桩基施工过程中未对周边建筑物产生较大影响。
3.2 道路地表沉降变形分析
从本工程道路及管线沉降观测结果汇总表、累计沉降量～时间曲线图及累计沉降量平面展开图可以看出：道路沉降观测点的累计隆起量最大，其值为18.1mm，低于过报警值（20mm），此点位于场地南侧雄州东路上。分析主要原因是由于桩基施工未采用应力释放孔，造成地面隆起较大，导致道路沉降点上升速率加快，基坑开挖后平衡后，道路沉降有所深降11.0mm,有微小的顺裂缝，最终整个基坑施工期间未对周边道路造成大影响。
根据对本工程的各项监测数据的分析，可以看出：由于场地所处位置地质条件较差，桩基施工对周边建筑及道路变形影响较大，但采取应力释放孔后周边建筑物沉降变形速率均有所减小，说明知力释放孔对周边建筑变形能起到很好的抑制作用。
4. 小结
1 采用原土造浆，降低了泥浆成本。
2 应力释放孔成孔后，在孔中放置绑扎了孔径不小于1目钢丝网的钢筋笼，钢筋笼、钢丝网可保证孔壁的稳定性，这样孔深可以不小于20m，保护深基础的建（构）筑物的安全。
3 本工法不仅消除了管桩施工环境效应，而且应力释放孔孔深可以不小于20m，保证了深基础的建（构）筑物的安全，加上发挥作用时间长，应力释放孔中不放砂子，综合成本低，效果好，具有非常明显的经济效益和社会效益，值得推广。
参考文献:
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[2]中国土木工程学会土力学及岩土工程学会.深基坑支护技术指南[M].北京:中国建筑工业出版社,2012．
[3]朱合华. 城坑地下空间建设新技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2014．
[4]刘国彬,王卫东.基坑工程手册（第二版）[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.
论文作者:朱国伟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第28期
论文发表时间:2018/2/11
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