徐西刚

中石化胜利建设工程有限公司岩土工程处山东

摘要：预制方桩沉桩施工时会对周边土体产生挤土效应，沉桩时，由于桩周土层被压密并挤开，使土体产生垂直方向的隆起和水平方向的位移，可能造成近邻已压入的桩产生上浮，桩端被“悬空”，使桩的承载力达不到设计要求；也会造成桩位偏移和桩身翘曲折断等质量事故；并可使相邻建筑物和市政设施发生不均匀变形以致损坏。方桩施工防挤土影响预防措施很多，但灵活运用防挤土影响方案往往能起到意想不到的效果。本文结合工程实际情况运用多种防挤土影响预防措施，较好的解决了沉桩挤土应力对工程桩本身和周边环境的不利影响，可为后期同类桩基施工提供借鉴和参考。

关键词：预制方桩锤击施工；挤土效应；防挤土影响措施

 1 工程实例

中国石化润滑油天津分公司5000 吨/年精细润滑脂生产装置建设及科研化验室改造工程。位于天津市汉沽区中国石化润滑油公司天津分公司院内，该项目包括：生产厂房（烟筒基础、吸收塔基础）、科研化验楼、原料立体仓库（连廊、消防水罐）和消防泵房、35KV 变电站、危险品库共5 个单元的桩基工程施工。桩基础采用预应力混凝土管桩和钢筋混凝土预制方桩。预应力混凝土管桩型号为PHC-A400（95）b 型，桩长21/24/25 米，约9021 米；钢筋混凝土预制方桩型号为JZHb-240-1011C 和JZHb-240-1313C 两种，约20152 米。本文主要以生产厂房方桩施工为例介绍预制方桩施工防挤土影响措施。

2 锤击施工对周围的影响分析

预制方桩锤击法施工属于挤土类型,往往由于沉桩时使桩四周的土体结构受到扰动,改变了土体的应力状态。相当于桩体积的土体向四周排挤,使周围的土受到严重的扰动,主要表现为径向位移,桩尖和桩周一定范围内的土体受到不排水剪切以及很大的水平挤压,致使土体中超空隙水压力升高造成土体破坏，未破坏的土体也因超空隙水压力的不断传播和消散而蠕变，产生较大的剪切变形，形成具有很高空隙水压力的扰动重塑区，并且大大地降低了土的不排水剪切强度，使桩周邻近土因不排水剪切而破坏，造成与桩体积等量的土体在沉桩过程中向桩周发生较大的侧向位移和涌起。至于地面以下较深层的土体在覆盖土层的压力作用下未能向上隆起，就向水平方向挤压。由于群桩施工中的叠加作用，使已打入完成的邻近桩和土体产生较大侧向位移和上浮。桩群越密桩基面积越大，地基的软弱土层越厚和含水率越高，土的位移就越大，造成地面隆起就越高，已打入完成的桩也因向上位移土的摩擦力带动向上浮起造成桩的严重质量后果。此外预制方桩锤击法施工时随着桩的压入，地层中的土体发生位移，土体中不同形态的水和气体被排出产生超静水压力，对其影响范围内的地面建筑物和地下管线产生影响。目前一般认为波及距离为1～1.5 倍桩长。本工程北面有地下燃气管线；东面有油罐（距离施工场地仅15-20 米）；西面为混凝土路面。上述建筑物、地下管线及道路距离施工场地较近，均在沉桩施工挤土影响范围内。本工程桩数较多（JZHb-240-1313C 型桩484 根），桩土置换量大，且由于桩深范围内地质土层透水性较差，打桩挤土产生的孔隙水压力不容易释放，预计打桩影响范围可达45m 左右。为此施工时应考虑采用必要的防护措施，减轻打桩时上部土层挤土应力对已有建筑物和道路及地下管线的影响。

3防挤土措施方案应用

生产厂房南面的油罐和西面的道路及北面的地下管线对挤土影响比较敏感。因此，为了周边建筑、道路及地下管线的安全和不必要的纠纷，根据本工程的桩土置换量以及临近建筑物及地下管线的结构特点，拟采取以下综合防护措施：

3.1 开挖地面防挤沟在生产厂房南面距桩基边线2m 外开挖一条防挤沟，以减小表层土的平面位移，还有一方面是为了排水。防挤沟上宽1000mm，下宽800mm，深度挖到地下水位以下500mm。防挤沟长度为50 米,位置如图所示。

3.2 合理安排施工区和打桩顺序

3.2.1 合理安排施工流向

生产厂房桩型为JZHb-240-1313C，桩数为484 根，按轴线分布，挤土效应尤为明显。为减小打桩挤土应力的影响，先施工中间E 轴上的桩，自西向东施工完成后再从西侧施工北面的桩，这样已先行施工的桩形成遮点___________效应，对后面施工桩的挤土应力形成一定的消散作用；此外桩机沿东西长轴线施工，路线相对较长，空隙水压力有时间得到一定的释放，施工总流向自北向南来回施工，另外因送桩较深，已施工桩的送桩孔也可以释放部分孔隙水压力。

3.2.2 合理安排打桩顺序采用承台间跳打措施，每个承台每次只能打1—2 根桩，这样可以分散挤土应力，减轻对周围的影响。施工前应在图纸上标明每一根桩的打桩顺序，施工时严格执行。

3.3 控制打桩速率

严格控制日打桩量，特别是临近周边建筑、道路及地下管线施工时，控制平均日打桩12 根以内，其他位置施工控制日打桩量15 根左右，以降低挤土应力增量，减轻打桩挤土的影响；3.4 实行间歇打桩

本工程地质土上部有砂质土层，有一定渗透性，打桩时实行白天施工，夜里不施工，由于日打桩量不大，保持大部分时间安静状态使孔隙水压力有一定的释放时间。可以减轻挤土应力的传播。

3.5 加强监测

3.5.1 第三方监测

委托有监测资质的监测单位在受保护建筑物及道路的适当位置，布设监测点，为挤土影响提供量化数据。每天在打桩过程中适时监测土体的水平位移和孔隙水压力变化，掌握挤土动态，以便根据现场情况及时采取措施，做到信息化施工。

3.5.2 施工单位实时监测

在受保护建筑物的适当位置，布设可靠的平面监测点，每天打桩前后用全站仪和水准仪监测各点的水平位移和高程变化，掌握挤土动态，以便根据现场情况及时采取措施，并将监测结果及时报告监理及建设单位。

4工程效果

施工过程中由施工单位对场区及周边环境进行位移监测，监测数据表明，该工程监测点水平位移最大为10mm，垂直位移最大为15mm，可见挤土效应对周边环境影响较小。静荷载试验结果表明单桩承载力均满足设计要求，说明桩体间的挤土效应造成的桩顶上浮得到了有效控制。

综上所述，本工程防挤土预防措施运用得当，取得了显著的效果，节省了成本和保护了周边环境，确保了工程的顺利进行。

参考文献：

[1]吴丙同.预应力混凝土管桩施工中挤土效应现象分析和处理。建筑安全，2009，07

[2]《预制钢筋混凝土方桩图集》（04G361）

[3]《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）

[4]《建筑地基基础设计规范》（JGJ79-2002