預(yù)應(yīng)力管樁靜壓法施工雖然有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，但也有其弱點(diǎn)和局限性。本文結(jié)合新建甬臺(tái)溫鐵路浦北特大橋預(yù)應(yīng)力管樁施工的實(shí)際情況，對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁靜壓法施工中常見的問題特別是擠土效應(yīng)進(jìn)行了闡述與分析，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。

　　《施工技術(shù)》創(chuàng)刊于1958年，是由中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部主管，亞太建設(shè)科技信息研究院、中國建筑設(shè)計(jì)研究院、中國建筑工程總公司、中國土木工程學(xué)會(huì)主辦，國際刊號(hào)ISSN:1002-8498,國內(nèi)刊號(hào)CN:11-2831/TU.國內(nèi)建設(shè)系統(tǒng)的國家級(jí)、核心科技期刊。

　　作者一直從事工程施工和管理工作，先后擔(dān)任過施工員、質(zhì)檢員、技術(shù)負(fù)責(zé)人等工作，從事多個(gè)項(xiàng)目施工組織設(shè)計(jì)、施工組織、方案的編寫，及質(zhì)量檢查等工程施工和管理工作。下面結(jié)合新建甬臺(tái)溫鐵路工程浦北特大橋基礎(chǔ)的施工，談?wù)勵(lì)A(yù)應(yīng)力管樁靜壓法施工常見問題分析與預(yù)防措施。

　　預(yù)應(yīng)力管樁靜壓法施工是通過靜力壓樁機(jī)的壓樁機(jī)構(gòu)樁機(jī)自重和樁架上的配重作反力而將預(yù)制樁壓入的一種沉樁工藝。浦北特大橋選用YZY500型靜力壓樁機(jī)。預(yù)應(yīng)力管樁靜壓法施工相對(duì)于錘擊法施工有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，比如避免施工時(shí)振動(dòng)、躁聲、油煙等對(duì)周圍環(huán)境的影響。但靜壓法施工同樣也有其弱點(diǎn)和局限性。常見的問題有：沉樁傾斜、樁尖達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高、樁身上浮、已打管樁被擠偏位、對(duì)鄰近地下管線和建筑物造成影響。下面對(duì)以上問題進(jìn)行一一分析。

　　一、沉樁傾斜問題分析及預(yù)防措施

　　沉樁傾斜多見在插樁初壓即有較大幅度的傾斜。此種情況的原因，主要是地面以下不遠(yuǎn)處有障礙物，如舊建筑物的基礎(chǔ)、大塊石和各種管道等。對(duì)此問題的處理方法是：在規(guī)范允許偏差范圍內(nèi)將樁位偏移后沉樁。若在規(guī)范允許偏差范圍內(nèi)偏移管樁尚未避開地下障礙物，需將樁位下障礙物挖除、重新回填土再繼續(xù)打樁。

　　二、樁尖達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高問題分析及預(yù)防措施

　　在壓樁施工中，往往發(fā)生樁不能沉入到設(shè)計(jì)標(biāo)高的情況。有的為在某一施工區(qū)域內(nèi)個(gè)別管樁壓不到設(shè)計(jì)標(biāo)高，有的為某一施工區(qū)域內(nèi)的管樁普遍壓不到設(shè)計(jì)標(biāo)高。樁尖壓不到設(shè)計(jì)標(biāo)高主要?dú)w結(jié)為以下幾個(gè)方面的原因：

　　(一)、 設(shè)計(jì)樁長過長

　　由于地質(zhì)資料或鉆探資料不全使設(shè)計(jì)樁長偏長，施工時(shí)受到管樁極限承載力和樁機(jī)最大壓樁力的限制，不能隨意加重配重，壓樁力將無法克服壓樁阻力使管樁壓到設(shè)計(jì)標(biāo)高。

　　(二)、 中斷沉樁時(shí)間過長

　　在壓樁過程中往往由于設(shè)備突然損壞或停電等特殊原因，致使一根樁在壓入過程中突然中斷，中斷時(shí)間過長時(shí)，樁側(cè)摩阻力恢復(fù)很快，壓樁阻力增加導(dǎo)致管樁無法繼續(xù)往下壓。

　　(三)、 樁尖碰到了局部較厚的砂層或礫土夾層

　　沉樁時(shí)若碰到較厚的砂層或夾層往往會(huì)突然壓不下去。浦北特大橋36#～42#承臺(tái)在地面以下25m左右有一含礫粉質(zhì)黏土層。礫石含量最多可占全量的35%。管樁壓到此層時(shí)，下沉困難。

　　三、 擠土效應(yīng)引起的問題分析及預(yù)防措施

　　在管樁沉入過程中，在不排水條件下，管樁向四周擠開與自身體積等同的土體進(jìn)入土層，使地基土受到壓縮和密實(shí)度增大，所以靜壓預(yù)應(yīng)力管樁也屬于擠土樁，在管樁沉入過程會(huì)產(chǎn)生擠土效應(yīng)，造成樁周土體中產(chǎn)生很大的應(yīng)力增量，并在土中產(chǎn)生超靜孔隙水壓力。因此在沉樁過程當(dāng)擠土效應(yīng)明顯時(shí)除對(duì)樁施工質(zhì)量造成影響外也會(huì)對(duì)環(huán)境造成不利的影響。

　　擠土效應(yīng)對(duì)樁施工質(zhì)量造成不利的影響主要是指沉樁過程中由于樁周圍的土有側(cè)向和上部移動(dòng)的傾向，使已施工管樁樁身上浮或偏位。管樁偏位的大小與地質(zhì)情況和管樁壓樁順序有關(guān)。樁身上浮及偏位主要發(fā)生在軟土中。施工時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況根據(jù)管樁插打順序和方向預(yù)設(shè)偏移量。對(duì)于樁身上浮的管樁，則應(yīng)采用受壓措施或復(fù)壓，以保證管樁承載力。

　　靜壓法沉樁過程中，擠土效應(yīng)對(duì)鄰近建筑物和地下管線的影響是顯而易見的，由于管樁對(duì)土的擠壓，導(dǎo)致土體隆起和對(duì)建筑物基礎(chǔ)的擠壓，可致使地下管線破斷以及建筑物墻壁開裂。浦北特大橋83#承臺(tái)兩旁分別有φ40鑄鐵水管和φ20水泥管。施工83#管樁時(shí)，由于擠土效應(yīng)，導(dǎo)致水泥管破裂，鑄鐵管接頭漏水。

　　一般來說，靜壓法沉樁工程中，打樁影響的程度與打樁區(qū)的面積、樁數(shù)、樁長、樁徑的大小和打樁速度成正比、與距離成反比，同時(shí)對(duì)建筑物的危害程度還與建筑物的基礎(chǔ)類型、建筑物的埋深、建筑物的剛度等有關(guān)。為了減小沉樁對(duì)鄰近建筑物或地下管線的影響，此時(shí)可在建筑物與邊樁之間挖一條約1.5米寬、深度與建筑物基礎(chǔ)或地下管線埋深同深的邊溝，這樣在管樁施工過程可減緩?fù)馏w擠壓。打樁順序宜先在鄰近建筑物或地下管線處周圍打樁，然后往內(nèi)部打樁，這樣先打的樁相當(dāng)于形成一道屏障，可在一定程度上阻擋后施工管樁對(duì)土體的擠壓力傳遞。83#承臺(tái)管樁施工時(shí)，發(fā)現(xiàn)地下水管后，就在水管與邊樁之間挖了一條約1.5m寬、2m深的水溝，在后續(xù)的管樁施工中再未發(fā)現(xiàn)水管破裂和接頭漏水。79#承臺(tái)管樁離洪印包裝廠廠房最近22米，宏印包裝廠內(nèi)有精密儀器設(shè)備。為減小79#承臺(tái)管樁施工對(duì)宏印包裝廠的影響，在79#承臺(tái)邊樁于宏印包裝廠之間挖了一條約2m寬、3m深的水溝。同時(shí)先施工離宏印包裝廠最近的邊樁，然后按背著宏印包裝廠方向的順序插打其余管樁，有效的避免了宏印包裝廠受到影響。

　　但以上2種方法只能對(duì)建筑物離管樁施工區(qū)域不太近或埋深不深的管線和基礎(chǔ)不深的建筑物起到有效的保護(hù)作用。當(dāng)管樁施工區(qū)域面積大、管樁布置密集、施工進(jìn)度快時(shí)，大量的沉樁在飽和軟土中沉入會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的擠土作用，沉樁過程中對(duì)樁周圍土體來說，是一個(gè)不排水的擠壓過程，強(qiáng)烈的排擠作用使樁周土體中存在很高的空隙水壓力，但在沉樁結(jié)束后空隙水壓力逐漸消散，土體會(huì)發(fā)生再固結(jié)。土體固結(jié)會(huì)導(dǎo)致土面下沉。當(dāng)建筑物離管樁施工區(qū)域很近時(shí)，土體的隆起、擠壓和再固結(jié)下沉必然對(duì)建筑物的地基受力造成影響，從而引起建筑物墻壁開裂。因此當(dāng)管樁數(shù)量多又密集，又需連續(xù)插打且建筑物離管樁施工區(qū)域又很近時(shí)，必須采取有效的措施將沉樁過程擠土效應(yīng)所產(chǎn)生的應(yīng)力釋放掉，才能保證鄰近建筑物的安全。比較可靠的措施一是設(shè)置排水砂井或塑料排水板，砂井和排水板可促使空隙水壓力很快消散。但由于打樁是瞬時(shí)作用的，而排水卻需要一定的時(shí)間，兩者之間的作用不是同步發(fā)生的，所以采用此方法對(duì)減少土的擠壓效應(yīng)不是很明顯。二是設(shè)置應(yīng)力釋放孔，以增加塑性區(qū)內(nèi)體積壓縮變形，盡量將沉樁過程擠土效應(yīng)所產(chǎn)生的應(yīng)力釋放掉，從而起到對(duì)建筑物的保護(hù)作用。為施工方便，應(yīng)力釋放孔設(shè)置在打樁區(qū)邊樁與建筑物之間，采用機(jī)械取土成孔，孔徑為40~50cm，孔深取鄰近管樁樁長的三分之二到管樁樁長之間。浦北特大橋36#～42#承臺(tái)管樁施工時(shí)就設(shè)置了應(yīng)力釋放孔。36#～42#承臺(tái)管樁邊樁離當(dāng)?shù)鼐用穹孔罱�只�?0米，管樁數(shù)量多、布置密集，施工進(jìn)度快。開始施工時(shí)對(duì)建筑物未采取任何保護(hù)措施，結(jié)果才打了十多根樁就出現(xiàn)了居民房墻腳處水泥地面開始開裂和房子內(nèi)墻抹灰剝落。后來在房屋和邊樁之間設(shè)置了2排應(yīng)力釋放孔。應(yīng)力釋放孔孔徑為50cm，孔深與鄰近管樁樁長基本一致。應(yīng)力釋放孔排距2m。每排孔間距為1m，兩排孔錯(cuò)開布置。應(yīng)力釋放孔用機(jī)械取土成孔，成孔后在孔內(nèi)安放φ40cm竹籠子，以防止孔體土體坍塌。應(yīng)力釋放孔的設(shè)置有效的預(yù)防了居民房墻壁裂縫的產(chǎn)生。

　　四、 結(jié)語

　　實(shí)際上，預(yù)應(yīng)力管樁靜壓法施工可能還會(huì)遇到其它的問題，本文只是闡述了最常見的問題。對(duì)于沉樁過程中出現(xiàn)的問題對(duì)樁的施工質(zhì)量和環(huán)境所造成的影響程度與打樁區(qū)的地質(zhì)情況、布樁情況、打樁的速度、打樁的順序具有密切的關(guān)系。特別是沉樁的擠土效應(yīng)是一個(gè)十分復(fù)雜的問題，對(duì)其理論的分析往往是不夠的，施工時(shí)需要觀察在沉樁過程中周邊環(huán)境的反應(yīng)情況，才能采取有效的防治措施。

　　參考文獻(xiàn)

　　1. 中鐵工程總公司，《客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南》，第1版，北京，中國鐵道出版社，2005年

　　2. 中鐵工程總公司，《客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)》，第1版，北京，中國鐵道出版社，2005年

　　3. 王科智、楊敏、范新華，《預(yù)應(yīng)力靜壓管樁施工工法探討》，《江蘇建筑》，2006年，02期。