减少静压桩挤土效应的施工措施

【摘 要 】静压桩施工对周围土体、建筑物及地下管线等设施会产生较大的影响.因此,在施工过程中为了避免给周边环境造成危害,会采取不同的施工措施来减弱沉桩产生的挤土效应.本文主要讨论了预钻孔取土打桩和设置防挤土槽对挤土效应的影响.

【关 键 词 】静压桩；挤土效应

【中图分类号】TU145【文献标识码】A【文章编号】1674-3954（2011）02-0048-01

桩基工程是一种比较古老的基础形式,也是应用最为广泛的建筑基础形式.随着科学技术的发展,特别是机械技术,桩基础也由简单趋向复杂,各种桩基的施工技术也应运而生.大吨位压桩机的诞生使静压沉桩逐渐得到了广泛地应用,并取得了良好的效果.静压法施工相对打入桩而言,具有无噪音,无振动,无冲击力,施工应力小等优点,且能在沉桩施工中测定沉桩阻力为设计施工提供参数.

虽然静压桩有上述诸多的优点,但是,由于静压桩属于挤土桩,其产生的挤土效应会对周边环境造成不利的影响,严重者可能造成邻近的建筑物开裂,道路隆起以及地下管线断裂等工程事故.因此,能有效地预估静压桩产生的挤土效应以及采取能够减少挤上效应的施工措施都具有非常重要的工程意义.

一、预钻孔对挤土效应的影响

预钻孔的参数是指预钻孔的孔径和孔的深度.孔径和孔深的变化会直接影响这种措施的效果.通常采用的预钻孔直径不大于桩径的2/3,深度亦不大于桩长的2/3,当然这些限制条件可以根据具体的工程情况做一些改变.

1.预钻孔径对挤土效应的影响

预钻孔情况下,水平与竖向位移场沿着水平方向的变化规律和无预钻孔情况相一致,即随着径向距离的增加,其位移量逐渐减少.水平或竖向位移的大小是随着预钻孔径的增大而减少的,但随着径向距离的增加,不同的预钻孔径产生的位移量差值越来越小.但相同预钻孔径在地表面产生的挤土位移量是近似一致的.相同的预钻孔半径下,预钻孔深度越大,减少远场挤土效应的作用就越明显.

2.预钻孔深度对挤土效应的影响

在同样的孔径情况下,在最浅预钻孔深度范围内(0-5m)的位移基本是一致的.但超过此深度时(5-12m),所产生的水平位移场有明显的差别.即预钻孔深度越大,所产生的水平向挤土位移越小,但竖向挤土位移的差别不是很大.这可能是由于在深层土体中沉桩引起的竖向位移量较小,从而造成不同预钻孔深度在竖向位移场方面的差异较小.在预钻孔径较小时,预钻孔深度的大小对挤土位移改变量影响不是很大.但当孔径达一定值时(120mm ),预钻孔越深,其影响的深度也就越大,即减少的位移量就越多.但是,这只限于水平向位移,而对竖向位移改变量的大小没有什么影响.

由此可见,预钻孔的孔径和孔深是影响挤土效应的重要参数,二者的结合会更有效地减少挤土效应的广度和深度.

二、防挤土槽对挤土效应的影响

打桩前,可采用开挖槽沟的方法进行隔离,以减少地基浅层土体的侧向位移和隆起影响,并减少邻近浅埋式基础的建筑物和地下管线的差异变位影响.由于防挤土槽主要用于浅埋基础及地下管线,故其深度不需要太大,而且槽越深越易造成坍塌.槽的宽度一般为1-2m.槽深度的增加,则沉桩产生的槽前挤土位移场增大.防挤土槽后的位移场,也就是远离桩中心的一侧,沉桩产生的挤土位移随槽深的增加呈减少的趋势.说明了防挤土槽的存在能有效地减少槽后的位移,但只影响槽底以上的深度,而槽底以下的挤土位移场和无槽时的差别很小.因此,对于静压桩附近有建筑物或者地下管线时,防挤土槽的深度至少应大于被保护对象的基础深度.

三、槽距桩中心距离对挤土效应的影响

槽深范围内,防挤土槽的设置能明显减少水平向挤土位移,但对竖向位移的改变量较小.且随着槽到桩中心距离的增加,槽后同一点处的挤土位移逐渐减少.但总体来讲,槽桩距离的大小对挤土位移改变量的影响不是很大.

四、总结

本文通过对减少静压桩挤土效应施工措施的分析,讨论了不同施工措施的防挤效果,并得出以下结论:(1)预钻孔的孔径和孔深的大小对减少静压桩的挤土效应产生重要影响.在同样孔深情况下,随着孔径的增大,所产生的挤土位移相应减小,相同孔径情况下,孔越深产生的挤土效应就越小.(2)防挤土槽的设置对槽前后的挤土位移都会产生影响.槽前的挤土位移量比不设槽时要大,而槽后的位移量则远远小于不设槽时的情况.(3)防挤土槽的设置能明显减少槽底深度以上的挤土效应.因此,对周边建筑物或者管线进行保护时,槽底应较被保护对象的基础深.