[试论建筑工程预制桩基施工技术]桩基施工技术规范

　　【摘 要】目前，静压桩施工技术已成为建筑工程中预制桩施工的一种常用施工方法。本文结合湘潭电厂“电厂新村”（三期）职工高层住宅楼小区的静压桩实际施工工况，详细阐述了建筑工程中静压桩施工技术要点，以供同行参考。
　　【关键词】静压桩；挤土效应；沉桩防护措施
　　1 引言
　　目前，我国随着城市化进程的推进，其基础设施建设得到大力发展，桩基成为工程中应用最广泛的基础形式。按成桩方法分类，桩可分为预制桩和灌注桩两类，预制桩按施工方法又可分为打入桩、振动桩和静压桩3种。同灌注桩、打入桩及振动桩相比，静压桩具有承载力高，成桩质量有保证，施工噪音和振动小，无泥浆污染，施工工期短，沉桩速度快，经济效益明显等优点。近年来，随着静压桩施工机械和施工工艺的不断改进，静压桩技术得到了日益广泛的应用。
　　2 静压桩施工技术的概况
　　静压桩是半挤土桩，其沉桩施工过程实际是一个挤土过程，特别是在饱和软土地层中沉桩，由于土在瞬时挤压作用下的不可压缩性，导致桩周土体产生相当大的挤压应力，引起很高的孔隙水压力，同时沿桩周的土体受剪切破坏，桩周一定范围内的土体受到扰动产生变形。实践表明，静压桩沉桩过程中经常对周围环境产生不利影响，通常称之为挤土效应，其对周边环境的影响主要表现在以下4个方面：①对周围已建建筑的影响，沉桩引起已建建筑物开裂、倾斜，影响周围建筑物的安全使用；②沉桩时桩周土体被挤裂，使桩周土体中的应力状态发生改变，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前相比有很大的改变；③对邻近地下管线的影响，包括上下水、煤气、供电、电讯、排污和雨水管等。沉桩引起水管爆裂、管道煤气外泄等一系列严重后果，危害人民生命和财产安全；④对相邻施工桩基的影响，对已打入土中的桩产生挤压，使其桩顶偏位、桩身弯曲、水平位移。由于挤土的隆起作用，甚至可以拉断相邻桩基继而造成桩基质量事故。沉桩挤土效应与土质、沉桩速率、流程等密切相关，为减小沉桩对周边环境的影响和破坏，施工前要分析挤土效应对周围环境的影响，并提出防护措施和建议。
　　3 工程概况
　　3.1 工程概况
　　湘潭电厂“电厂新村”（三期）职工高层住宅楼小区位于湘潭电厂新村西北角，本次勘察的一期工程占地面积15000㎡，主楼部分27层，裙楼部分4层，场内设地下一层，结构为钢筋砼现浇框架、楼屋面板、钢筋砼剪力墙、电梯井、外墙砌体为砖砌、内墙为砖或珍珠岩砌块，采用高强钢筋砼预制桩基础，设计±0.000高程为42.95m，建设单位为湘潭高新区宏盛城市建设开发有限公司，设计单位为湘潭市建筑设计院，勘察单位为湖南省资源规划勘测院，施工单位为湖南兴华建设工程有限公司。
　　3.2 拟建场地工程地质条件
　　根据本工程岩土工程勘察报告可知，拟建场地深度50.0 m范围内地基土均属第四纪松散堆积物，主要由黏性土和粉性土组成，分布较稳定，一般具有成层分布的特点，根据类似工程经验，受沉桩挤土影响较大的土层主要为第⑤层以上的饱和软弱黏性土，第⑤层及其以上土层分布特点具体如下：
　　（1）第①层杂填土，杂色，松散，主要由碎石、砖块及黏性土组成，表层有20～50 cm的水泥地坪。
　　（2）第②层粉质黏土，灰黄色，滨海河口相沉积，湿，可塑—软塑，中高等压缩性。
　　（3）第③层淤泥质粉质黏土夹黏质粉土，灰色，滨海—浅海相沉积，流塑，中等压缩性，含云母，夹黏质粉土。
　　（4）第④层淤泥质黏土，灰色，滨海—浅海相沉积，流塑，高压缩性，含云母，夹薄层粉性土。
　　（5）第⑤层粉质黏土，灰色，溺谷相沉积，饱和，软塑，中等压缩性，含云母，夹薄层粉性土。
　　4 沉桩防护分析及防护措施
　　4.1 沉桩特点分析
　　本工程桩基施工具有如下特点：
　　（1）总桩数少且布桩面积系数较小。整体布桩密度小于3.0％，根据类似工程经验，当布桩密度小于3.0%，通过采取合理的措施，可以有效控制沉桩挤土对周边环境的影响。
　　（2）沉桩施工总挤土量较少。根据本工程土层性质，产生明显挤土效应的土层主要为第④层淤泥质黏土（含该层）以上饱和黏性土，PHC管桩为半挤土桩，类似本工程场地条件下的土塞长度一般为（1/3～1/2）L（L为桩长），总挤土量约为820 m3。
　　（3）场地分布的第⑤层粉质黏土渗透性好。沉桩施工时，土体整体会发生挤土和产生较高的超孔隙水压力，由于该层具有较好渗透性，成为孔隙水压力消散的良好通道，减少了孔隙水压力波及范围，可有效降低沉桩挤土效应。
　　（4）拟建场地距离已建建筑和道路尚有一定的保护距离，对于挤土效应的衰减及孔隙水压力的消散留有一定的空间，通过采取合理的防护措施，可以有效控制沉桩挤土对周边环境的影响。
　　4.2 沉桩防护措施
　　根据本工程周边环境特点及类似工程经验，为减少沉桩对周边已建建筑及道路的影响，本工程采取以下沉桩防护措施：
　　（1）设置双轴水泥土搅拌桩防挤围护墙
　　本工程○1轴～○29轴为重点防护部位，在此部位设置单排或双排双轴2φ700 mm水泥土搅拌桩作为防挤围护墙，水泥土搅拌桩入土深度取15.0 m（基本位于第④层淤泥质黏土底部），搭接100 mm，根据已建建筑与拟建场地的距离确定的区域设置双排水泥土搅拌桩，其余区域为单排水泥土搅拌桩。双轴2φ700 mm水泥土搅拌桩围护墙设置在后期的基坑围护桩外侧，在压桩施工过程中可以有效起到防挤作用，在基坑施工过程中，还可有利止水及降低基坑变形。
　　（2）设置防挤沟
　　在双轴搅拌桩防挤围护墙顶部设置防挤沟，防挤沟深度约为2.0 m左右，底宽不小于1.0 m。
　　（3）设置位移监测系统
　　进行位移观测，在沉桩施工期间，每天观测一次，如位移值超过报警值（位移累计量超过10.0 mm或日变化量超过2.0 mm），应每天观测两次，以便调整压桩流程和速率或采取进一步措施。