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1、【摘要】目前,桩基工程引发的环境问题日益增加,造成的不良后果日益严重,受到越来越多人们的关注,施工过程中挤土桩的挤土效应会对邻近建筑物和地下管线造成影响。本文结合工程实践介绍和讨论减少打桩对环境影响的几种工程措施,对深层搅拌桩和钻孔灌注桩同样可根据工程实际采取一定的方法进行处理,以减少对周围环境的影响。 【关键词】桩基工程;挤土桩;深层搅拌桩;钻孔灌注桩 当前环境问题已经受到人们越来越多的关注,对于挤土桩而言,无论采取防治措施与否,只要施工过程中存在挤土作用,沉桩时都会对周围环境产生影响
2、,除常见的噪音、震动影响外,还会使土体受到一定程度的挤压,致使土中空隙水压力升高,引起地面隆起和土体产生水平位移,因而会对周围原有建筑物、道路和地下管网设施带来不利影响。重者会使建筑物基础被推移,墙体开裂,地下管线破损或断裂,严重影响附近居民的正常生活和人身安全。 1.一般挤土桩施工引发的环境问题及防治措施 1.1挤土桩施工引发的环境问题。 工程实践表明,在挤土桩施工过程中经常对周围环境产生一些不利影响。一般来说,地基土中沉入的桩数越多,土向四周的扩张压力和位移就越大。这种挤土作用往往
3、造成对已建的建(构)筑物或地下管线的破坏[1～3]。例如宁波市一工程,在沉桩施工过程中,造成距离该工程施工现场13米处的一住宅楼F8柱上抬11mm的同时,该柱向西南偏移25mm,地梁上面的墙体出现3～5mm的垂直裂缝两条。经分析认为住宅楼地梁开裂是由于该工程桩间土体挤压造成的,具体原因有:(1)施工过程中沉桩速率较快,根据记录得知住宅楼地梁开裂时施工现场的沉桩速度达9根/d;(2)施工现场的防护措施不充分,防挤沟过浅;(3)施工过程违反了先深后浅、先高后低的正常施工程序,也是造成事故的一个客观原因
4、。 1.2挤土桩环境影响的防治措施。 常见的减少挤土桩挤土效应引发的环境问题的措施有: 1.2.1帷幕保护法。 帷幕保护法是指在桩和管线之间一定的宽度和深度范围内设置隔离帷幕,以隔离打桩引起的土体位移,保护帷幕另一侧的地下结构。帷幕分为柔性帷幕和加强帷幕两类。柔性帷幕通过降低土的强度、刚度和密度达到吸收体积变形,减小挤土位移和打桩振动的作用。柔性帷幕的作法一般有防挤沟、钻孔排等。 (1)防挤沟。 这种方法只能消除打桩施工对土体的浅层影挤压作用。由于防挤沟不能做得太深,所以无
5、法隔断深层土的挤土作用,将它用在保护浅层地下管线有一定效果。防挤沟底标高应位于保护对象的基础底面以下,对邻近的被保护物体效果更好。但根据地形,商应注意打桩引起沟壁坍塌的危险。例如某工程工地东北角5m外,围墙外人行道下就有7根电缆,这种情况下,如果围墙开挖防挤沟,围墙就会倒塌,所以施工时这部分就没设置防挤沟 防挤沟宽度一般采用1.2~2m,深度一般采用2~2.5m,可根据工程实际情况确定。 (2)钻孔排。 与挤土沟相比,钻孔排有如下优点:施工操作简便;钻孔可以达到沟槽无法达到的深度;钻孔
6、排可以根据工程现场的特殊情况灵活布置。其特点如下。 一定间距的钻孔帷幕具有明显的隔离位移和降低孔隙水压力的作用;由于钻孔的存在解除了大量的侧向约束力,使帷幕内侧的水平位移加大;钻孔排的隔离效果与被保护结构和隔离帷幕之间距离有关,隔离深度基本和帷幕深度一致。 (3)设置隔离槽或控制桩。 在桩位线和要保护的建(构)筑物之间开挖挤土缓冲沟即隔离槽或控制桩,其与桩长的关系式为:H≧h0[l+al×tg(45。+φ/2)-a-b] 图1隔离槽示意图 在沟内回填砂或者其他松散材料,这
7、种防护沟对减少地面表层位移的效果较好,特别是对于浅埋管线能起到一定的保护作用。 为保护各种管线,可在缓冲沟中每隔2m钻一直径0.5m、深15m的取土孔(15m为沉桩挤土效应的影响深度)。 1.2.2降低孔隙水压力。 陈桩施工对周围土体来说,可近似地认为是一个不排水挤土过程。随着入土桩数量不断增加,土体中孔隙水压力急剧上升,这时超孔隙水压力很难消散,就会破坏土体的天然结构强度,引起土体的隆起和位移。设置排水砂井和塑料排水板等人工排水通道,可加速孔隙水压力的消散,是减少沉桩影响的有效且较经
8、济的之一。尤其是在地下有浅埋含砂性土层时,效果更为明显。排水砂井是在打桩区的四周或者群桩内部,挖出一定桩径和桩深的桩体空间,内部填砂或埋置塑料排水板。沉桩过程中,可以看到砂井满水现象。工程实测发现,砂井对孔隙水压力的减压作用平均达40%左右,在孔隙水压力出现峰值时,作用发挥得最好(可减压50~60KPa),一般情况下可减压10~20KPa。在桩区内打设1~2排砂井,可使地面水平位移减少1~2cm。实践证明排水砂井对消除孔隙水压力效果显著,相比之下塑料排水板效果一般。 排水砂井宜
