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[摘 要]预应力管桩施工时会对周边土体产生挤土效应，引起桩周围土体产生严重拉裂和剪切，使桩周附近土體产水平位移，从而对附近道路和道路的地下管线等地下构筑物造成破坏。管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灵活运用多种防挤土影响预防措施，较好的解决了管桩挤土应力对道路和周边地下管线的不利影响，可为同类地质条件下桩基施工提供借鉴和参考。
[关键词]管桩施工；挤土效应；水平位移；防挤土影响措施
中图分类号：TS293 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）32-0152-01
一.工程实例
温州市某笔业有限公司新建厂房工程位于温州空港新区天城围垦区，总用地面积160159平方米，总建筑面积411615平方米。本工程由研发车间、生产车间、宿舍楼等组成，基础均采用预应力管桩，系挤土桩，工程桩采用锺击法施工。桩受力类型为端承摩擦桩，管桩选用PC600A（110）-15，15，15和PC600A（110）-15，15，15，15，桩长45m和60m，预应力管桩共4731根，持力层为4-2粘土、5-2粘土，单桩承载力特征值1000KN和1600KN，以有效桩长控制为主，贯入度控制为辅。
二.管桩施工对道路的影响分析
1、预应力混凝土管桩施工属于挤土类型，本工程场地西北侧有经五河及西南侧有城中河经过，与孔隙潜水与河水具有水力联系。由于在打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，使桩周围的土体受到严重的扰动，主要表现为径向水平位移，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。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。
2、根据本工程勘察单位地勘报告，地基土表层杂填土：灰色，经调查，该场区杂填土为新近人工填土；填筑时间约2～5年；土性湿饱和，松散状态，均一性差，未固结，高压缩性；分布于整个场地，层厚1.00～8.00m。管桩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，对打桩范围内的道路和地下管线产生影响。目前一般认为波及距离为0.7～1倍桩长。本工程临近尚未验收的已建经六支路、纬五路道路和已施工地下管网、沉井。
3、上述在建道路及地下管线距离管桩施工场地较近，均在沉桩施工挤土影响范围内。本工程桩数较多，桩土置换量大（本工程是桩径为600的工程桩），且由于桩深范围内地质土层透水性较差，压桩挤土产生的孔隙水压力不容易释放，考虑到本工程地质情况，邀请5位专家对防挤土影响预防措施讨论，经专家论证，预计压桩影响范围可达45m左右。为此施工时应考虑采用必要的防护措施，减轻压桩时上部土层挤土应力对已建道路及地下管线、沉井的影响。
三.防挤土措施方案灵活应用
由于本工程由两个地块组成，在两块地块之间道路是已建道路及地下管线，管桩施工距离最近道路仅10.3米，必然会承受较大的挤土压力。此外北面的纬五路污水管采用顶管，对顶管保护尤为重要，因此对北面在建道路及地下管线挤土影响比较敏感。为了道路及地下管线的安全和引起不必要的纠纷，根据本工程的桩土置换量以及地下管线的结构特点，拟采取以下综合防护措施：
1、开挖地面防挤沟，布置释放孔
在两块地块之间经六支路及纬五路开挖防挤沟宽1m，深度以挖到见地下水位为宜，以减小表层土的平面位移。防挤沟长度东、西、北面合计为680米，位置如平面图所示。
为减小压桩时深部挤土应力传播，应考虑布置深部应力释放孔，以释放深部孔隙水压力，沟内采用钻机钻取孔径φ500mm，深度为22m（沟底至孔底），间距为2.0m（中心间距），孔内放置φ400竹笼。竹笼要求通长，8根竹条，每1m设加强箍，箍内设十字支撑，竹笼可分节放置、防止塌孔（如图1）。
2、合理安排施工区和打桩顺序
由于本工程全部采用桩径为600，桩径较大，挤土效应尤为明显。为减小压桩挤土应力的影响，打桩顺序由道路侧向地块内，这样已先行施工的桩形成遮点效应，对后施工桩的挤土应力形成一定的消散作用；此外桩机沿外到内轴线来回施工，路线相对较长，空隙水压力有时间得到一定的释放，施工总流向由外向内推进。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、严格控制打桩速度
严格控制日打桩量，特别是临近道路及地下管线施工时。根据专家论证结合地勘情况，可行的方法为管桩施工采用减慢打桩速度。根据桩位位置跟道路划分几个区域分别为：E轴为30m，F轴为20m，H轴为10m；采取退法打桩，其中E轴每日施工4根；F轴每日施工2根；H轴每日施工1根，其它按照实际测量结果再做调整。本工程地质土上部有砂质土层，有一定渗透性，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。
4、委托第三方监测。
本工程委托有监测资质的第三方单位做了深层土体水平位移测量，监测单位在受保护道路的适当位置，每20米布设观察点，布点用红油漆标致明显，做好相应记录，及时观察水准变化，为挤土影响提供量化数据。监测内容为管桩沉桩施工时期沉降和水平位移量，水平位移警戒值为2mm/日，累计总位移量30mm，对管桩施工实行动态管理，并及时通报监理单位认可，若超警戒值，立即停止打桩，并通报建设单位及监理单位共同采取其它措施，做到信息化施工。
四.工程效果
1、施工过程中由专业监测单位对场区及周边道路环境进行位移监测，监测数据表明，该工程监测点水平总位移最大为22mm，道路粗沥青路面沉降均在合理范围内，沥青路面及人行道路面没有开裂破损，根据目前排水公司对道路的地下管线调查没有发现因为水平位移管网开裂现象，可见采取本施工方案挤土效应对周边道路影响较小。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。
2、综上，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道路环境，确保了工程的顺利进行，目前本区域范围内地块管桩施工均参考借鉴本施工方案。本文所总结的施工经验供大家参考。
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.
[2] 先张法预应力混凝土管桩，浙江省结构标准图集（2002浙G22）.
[3] 建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）.
[4] 浙江省建筑地基基础设计规范（DB33/1001-2003）.
[5] 邵勇，夏明耀.预估打桩引起临近结构物桩基位移的新方法[J].同济大学学报，1996.
[关键词]管桩施工；挤土效应；水平位移；防挤土影响措施
中图分类号：TS293 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）32-0152-01
一.工程实例
温州市某笔业有限公司新建厂房工程位于温州空港新区天城围垦区，总用地面积160159平方米，总建筑面积411615平方米。本工程由研发车间、生产车间、宿舍楼等组成，基础均采用预应力管桩，系挤土桩，工程桩采用锺击法施工。桩受力类型为端承摩擦桩，管桩选用PC600A（110）-15，15，15和PC600A（110）-15，15，15，15，桩长45m和60m，预应力管桩共4731根，持力层为4-2粘土、5-2粘土，单桩承载力特征值1000KN和1600KN，以有效桩长控制为主，贯入度控制为辅。
二.管桩施工对道路的影响分析
1、预应力混凝土管桩施工属于挤土类型，本工程场地西北侧有经五河及西南侧有城中河经过，与孔隙潜水与河水具有水力联系。由于在打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，使桩周围的土体受到严重的扰动，主要表现为径向水平位移，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。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。
2、根据本工程勘察单位地勘报告，地基土表层杂填土：灰色，经调查，该场区杂填土为新近人工填土；填筑时间约2～5年；土性湿饱和，松散状态，均一性差，未固结，高压缩性；分布于整个场地，层厚1.00～8.00m。管桩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，对打桩范围内的道路和地下管线产生影响。目前一般认为波及距离为0.7～1倍桩长。本工程临近尚未验收的已建经六支路、纬五路道路和已施工地下管网、沉井。
3、上述在建道路及地下管线距离管桩施工场地较近，均在沉桩施工挤土影响范围内。本工程桩数较多，桩土置换量大（本工程是桩径为600的工程桩），且由于桩深范围内地质土层透水性较差，压桩挤土产生的孔隙水压力不容易释放，考虑到本工程地质情况，邀请5位专家对防挤土影响预防措施讨论，经专家论证，预计压桩影响范围可达45m左右。为此施工时应考虑采用必要的防护措施，减轻压桩时上部土层挤土应力对已建道路及地下管线、沉井的影响。
三.防挤土措施方案灵活应用
由于本工程由两个地块组成，在两块地块之间道路是已建道路及地下管线，管桩施工距离最近道路仅10.3米，必然会承受较大的挤土压力。此外北面的纬五路污水管采用顶管，对顶管保护尤为重要，因此对北面在建道路及地下管线挤土影响比较敏感。为了道路及地下管线的安全和引起不必要的纠纷，根据本工程的桩土置换量以及地下管线的结构特点，拟采取以下综合防护措施：
1、开挖地面防挤沟，布置释放孔
在两块地块之间经六支路及纬五路开挖防挤沟宽1m，深度以挖到见地下水位为宜，以减小表层土的平面位移。防挤沟长度东、西、北面合计为680米，位置如平面图所示。
为减小压桩时深部挤土应力传播，应考虑布置深部应力释放孔，以释放深部孔隙水压力，沟内采用钻机钻取孔径φ500mm，深度为22m（沟底至孔底），间距为2.0m（中心间距），孔内放置φ400竹笼。竹笼要求通长，8根竹条，每1m设加强箍，箍内设十字支撑，竹笼可分节放置、防止塌孔（如图1）。
2、合理安排施工区和打桩顺序
由于本工程全部采用桩径为600，桩径较大，挤土效应尤为明显。为减小压桩挤土应力的影响，打桩顺序由道路侧向地块内，这样已先行施工的桩形成遮点效应，对后施工桩的挤土应力形成一定的消散作用；此外桩机沿外到内轴线来回施工，路线相对较长，空隙水压力有时间得到一定的释放，施工总流向由外向内推进。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、严格控制打桩速度
严格控制日打桩量，特别是临近道路及地下管线施工时。根据专家论证结合地勘情况，可行的方法为管桩施工采用减慢打桩速度。根据桩位位置跟道路划分几个区域分别为：E轴为30m，F轴为20m，H轴为10m；采取退法打桩，其中E轴每日施工4根；F轴每日施工2根；H轴每日施工1根，其它按照实际测量结果再做调整。本工程地质土上部有砂质土层，有一定渗透性，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。
4、委托第三方监测。
本工程委托有监测资质的第三方单位做了深层土体水平位移测量，监测单位在受保护道路的适当位置，每20米布设观察点，布点用红油漆标致明显，做好相应记录，及时观察水准变化，为挤土影响提供量化数据。监测内容为管桩沉桩施工时期沉降和水平位移量，水平位移警戒值为2mm/日，累计总位移量30mm，对管桩施工实行动态管理，并及时通报监理单位认可，若超警戒值，立即停止打桩，并通报建设单位及监理单位共同采取其它措施，做到信息化施工。
四.工程效果
1、施工过程中由专业监测单位对场区及周边道路环境进行位移监测，监测数据表明，该工程监测点水平总位移最大为22mm，道路粗沥青路面沉降均在合理范围内，沥青路面及人行道路面没有开裂破损，根据目前排水公司对道路的地下管线调查没有发现因为水平位移管网开裂现象，可见采取本施工方案挤土效应对周边道路影响较小。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。
2、综上，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道路环境，确保了工程的顺利进行，目前本区域范围内地块管桩施工均参考借鉴本施工方案。本文所总结的施工经验供大家参考。
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.
[2] 先张法预应力混凝土管桩，浙江省结构标准图集（2002浙G22）.
[3] 建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）.
[4] 浙江省建筑地基基础设计规范（DB33/1001-2003）.
[5] 邵勇，夏明耀.预估打桩引起临近结构物桩基位移的新方法[J].同济大学学报，1996.