带着这个问题,查询了相关规范规程。在诸如《建筑地基基础工程施工规范》(GB51004-2015)、《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)、《预应力混凝土管桩技术标准》(JGJ/T406-2017)等,其中只是提到,在施工中应注意合理安排打桩顺序和打桩速率必要时采取相应措施,减小对周边建筑物、管线等影响。
在《静压桩施工技术规程》(JGJ/T394-2017)、《预应力混凝土管桩》(10G409)、《预制混凝土方桩》(20G361)、《先张法预应力离心混凝土空心方桩》(津09G305)、《先张法预应力离心混凝土管桩》(津10G306)中均提到,“严禁边打桩边开挖基坑”。其更注重的是基坑的开挖与预制桩打桩之间的相互影响。
对于两者相互影响资料不多的原因,我个人有一些猜想。所谓猜想,就是暂不具有科学依据的主观理解,还需要事实进一步证明:
1,先施工围护结构,还是先施工挤土预制桩,也许根本不是一个问题。合理安排工序,本就是正确施工的一个方面。
2,具有围护结构的项目,绝大多数都是基坑工程。基坑工程的工程桩,也绝大多数桩顶在坑底。如在地表施工,必须要送桩到坑底。施工完毕后,送桩留下的孔洞,成为事实上的降水孔、应力释放孔,会极大的减小挤土效应影响。
3,当挤土发生时,土体首先倾向克服重力向上抬升;当向上抬升的挤压力小于等于土体自身重力时,土体会主要倾向于横向移动(伴同向上和横向挤压的过程,土体自身也在压缩)。因此,横向移动最大的位置,不是地表,而是地表下一定深度。如果有挤土效应造成的破坏,也会产生于土体重力与横向挤压约束力的均衡点。
4,挤土效应,是因为土体中压入预制桩,造成土体横向和纵向位移产生的影响。产生影响的大小,与岩土性质有极大关联。如地下水位较低,挤土效应会挤压土体,压缩土颗粒间空隙,土体压密,影响变小;如土性为含水砂土层,透水性好,因为挤土造成的挤压,会因为水的快速渗流而减小;如土性为饱和淤泥质软土,挤土效应会压缩土颗粒,并挤压颗粒间水分,因饱和软土颗粒间充满水分,水分不可压缩,且其饱和渗透性差,软土流动性强,因此是挤土效应发生的最明显土质。
综上,我个人认为,如有围护结构与预制桩同时存在的项目,发生挤土破坏的几个条件是:
1、先施工维护结构,后施工挤土工程桩;
2、岩土性质为饱和软土;
3、因某种原因,工程桩并未压到基坑槽底,而是接近于地表平齐(有可能是工艺特殊要求,也可能是因持力层变化贯入度达到要求而压不到设计深度);
4、工程桩场地面积置换率达到3%以上。
如同时发生上述几种情况,应特别注意挤土效应对围护结构的影响;即便没有围护结构,也需要特别注意对场地周边建筑物、管线的挤压影响,应做好周边建筑物的施工前检测和过程监测工作。
了解到中建八局做过《软土地区超大面积密集管桩与围护结构同步施工技术》的研究,成果非常明显,也具有项目自身的特点。项目中采取了多项措施,比如设置放射性施工顺序、设置停滞缓冲期、优先降水、设置应力释放过渡带、设置临时隔离带、设置应力释放孔及抗震沟、设置变形监测(包括位移监测和土压力检测)等,通过监测可知,措施效果明显。
但是,这项研究中我个人感觉稍有缺憾的是,缺乏一些对比资料。就像医学里面确定治疗方案是否有效的办法是双盲实验,此研究中如果能有未采取措施和采取了措施后的对比资料,说服力会更强。
本文作者:王士国
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