软土地层咬合桩成桩施工引起的邻近建筑沉降浅谈

软土地层咬合桩成桩施工引起的邻近建筑沉降浅谈摘要：由于适合在不稳定地层施工和造价较低的优点，钻孔咬合桩工艺在国内外都得到了广泛的推广和应用。但是，施工过程中对周围地基、地下水位以及周围建筑物的影响也是不容忽视的。本文通过对咬合桩施工的施工工艺和工程特点进行介绍，详细叙述了咬合桩成桩施工对邻近建筑所造成的影响，提出了降低咬合桩施工引起的周围建筑物沉降的一些措施，为完善基坑支护工程的设计提供了一定的依据。关键词：软土地层；深基坑工程；咬合桩成桩施工；沉降一、前言随着改革开放的深入和经济的快速发展，我国高层以及超高层建筑得到了迅速发展。工程的增多有效促进了基坑工程领域方面技术的发展，支护结构形式逐渐向多样化发展。其中，作为一种新型的围护结构形式，钻孔咬合桩在国内外已经得到了广泛的推广和应用，在施工技术和工艺方面积累了一定的经验。由于该项工艺采用全套管的护壁设计，不仅利于在不稳定地层进行成孔施工，而且能够极大的降低工程造价。但是，由于大部分深基坑工程都处于城市中密集的建筑群内，不仅施工场地狭小，工程基础与己有建筑物基础紧密相连，而且基坑的开挖必然造成周围地基应力场和地下水位的变化，进而引发周围土体变形，引起周围建筑物的沉降，严重的甚至会影响建筑物的正常使用。钻孔咬合桩施工也是如此，尽管咬合桩对施工环境的扰动较小，但是目前对其对土层的适应程度还了解较少，施工过程中大多基于过往经验进行，这将直接导致对咬合桩施工所引起的周围环境影响的忽略，引发工程事故。因此，针对上述情况，基坑设计要从以往的强度控制逐渐转变为对变形的控制，这样才能有效避免基坑开挖造成的周边环境的破坏。本文通过对咬合桩施工的施工工艺和工程特点进行介绍，详细叙述了咬合桩成桩施工对邻近建筑所造成的影响，从而为完善基坑支护工程的设计提供了一定的依据。二、咬合桩施工简介（一）施工工艺咬合桩施工主要是指通过紧密排列的桩身以及相邻桩桩身间的相互咬合而形成的防渗性能良好的挡土基坑围护结构。这种工艺不仅可以采用全部使用钢筋混凝土桩的形式，也可以使用素混凝土桩和钢筋混凝土桩结合的形式，具体是施工流程为：A1-A2-B1-A3-B2-A4……如下图所示。图1施工流程咬合桩施工主要使用机械磨孔和抓斗取土、套管下压的施工工艺。具体的施工过程中，首先进行场地平整，然后进行导墙施工，待桩机就位以后，就要进行套管的安放了。施工时的桩混凝土要使用超缓凝型的混凝土，同时要求A桩混凝土初凝之前必须完成B桩的施工，在B桩进行施工时，则使用套管钻机将B桩上与A桩相交的混凝土部分切割掉，从而实现桩柱的咬合。（二）工程的基本特点1、工程风险性较大，施工过程中要进行严格的监测，并配备相应的应急设备和措施。2、工程区域性强，不同地区的水文地质条件不同，因而工程设计和施工的方式都要因地制宜，不能生搬硬套。3、工程规模较大，且综合性强，需要多方面的综合知识才能保证施工的安全顺利进行。4、工程施工环境较差，大都位于高层建筑密度大、人口密集的区域，因此，对基坑的稳定性和位移控制比较严格。同时，相邻施工场地的施工也会产生相互制约和影响。5、工程时空效应较强。土的蠕变性质使得作用在围护结构上的土压力会随时间的变化而变化，造成土坡的稳定性减小。三、咬合桩成桩施工对邻近建筑的影响（一）咬合桩成桩施工对周围地层扰动的影响咬合桩成桩施工时采用抓斗冲击取土，平均每根桩抓斗要进行80～100次的自由落体击地运动，这对施工工地周围的土体造成强烈的震动。成桩过程中，由于冲抓抓斗需要在套筒内进行竖向的周期振动，所以震动主要由套管底向土层逐渐传播并最终形成对土体的往复扰动。这会造成周围较高的持续孔隙水压力，并且这种压力在软粘土地基中消散困难，造成土承载能力的降低，引起邻近建筑土体的长期的、较大的附加沉降。另外，当成桩过程中桩底土暴露时，由于卸载作用会引起桩底土回弹。通常情况下，由于套管的隔断作用，这一部分影响可以忽略，但是对于灵敏度较高的软土层，套筒的超前支护长度需要经过计算确定。只有保证超前支护长度符合相应的土层地质、地下水条件，才能保证套管对桩底土回弹力的充分隔断。（二）咬合桩成桩施工过程中的水土损失如果套管外的地下水水位较高，就容易造成孔底隆起和涌砂现象的发生，从而导致土方超挖而使得水土流失。所以，通常情况下要求套管的插入深度比桩底的深度深3m左右，这样才能有效保证土体良好的稳定性。除此之外，由于套筒有一定的厚度，使得拔出套筒以后形成一定的空隙，这造成孔位形成不同程度坍塌的现象。这些都能够造成咬合桩在成桩以后水土的损失，并最终使周围建筑物产生沉降现象。（三）咬合桩成桩施工过程中基坑土体的流变性状变化软土地区的基坑工程具有很强的流变效应，这也会对工程现场邻近建筑物的基础造成一定的影响。也就是说，随着工程暴露时间的延长，围护结构的变形也会逐渐增大。因此，要采取相应的措施，实践证明，施工中的支撑体系中采用多层地下室楼板结构能够形成良好的整体刚度，从而有效抵制土体的流变性状。（四）邻近建筑物的沉降分析从邻近建筑物的沉降分析结果来看，建筑物的沉降趋势基本倾向于基坑，随着距离基坑距离的增大，建筑沉降也呈现出逐渐变缓的趋势。这主要是因为软土地层土质偏向软弱，并呈现出流塑-软塑的状态，使得该地区地质的变形抵抗力较差。另一方面，邻近建筑物对该地区形成了巨大的附加荷载力，使得基坑的变形迅速增大，因此，在连续墙施工之前进行树根桩的施筑和深搅桩的隔离是非常必要的。当然，即便进行了上述处理，其工程沉降量仍然比较大。所以，我们认为，在软土层进行咬合桩成桩施工队邻近建筑物的沉降具有重要的影响。在施工过程中，要进行充分的评估，设计合理的施工工艺流程，加强对工程周边环境影响的监视，并采取积极的防范和应急处理措施，一旦出现特殊情况，要进行及时的补救。（五）咬合桩成桩施工中需要注意的事项1、施工工程邻近建筑物的沉降有30%到40%是由于咬合桩的施工造成的。因此，必须改变以往只重视开挖阶段的沉降控制的方法，要充分重视围护桩施工阶段的沉降控制。尤其对于地质条件比较复杂、保护要求比较高的区域，要事先采取必要的隔离措施。2、软土地层内由于咬合桩套筒的下沉和冲抓振动造成的土体扰动必须引起足够的重视。因此，施工前要进行充分的分析研究，对成桩的工艺参数进行详细细致的分析设置，从而有效减少施工对土体造成的扰动。3、对于灵敏度比较高的地层，要充分考虑整体性较差的建筑物和埋深在成桩深范围内建筑物，对施工造成的土层扰动进行评估，并采取必要的基础加固措施。四、结论高层以及超高层建筑的快速发展促进了基坑工程领域方面技术的发展，支护结构形式逐渐向多样化发展。但是，由于基坑工程大部分位于城市建筑群内，施工场地狭小，工程的进行必然造成周围地基应力场和地下水位的变化，引发周围土体变形，造成周围建筑物发生沉降，因此，基坑在设计过程和施工过程中要进行充分的评估，加强对施工区域变形的控制，这样才能有效避免基坑开挖造成的周边环境的破坏。参考文献[1]李昌宁.杭州地铁车站深基坑围护结构——钻孔咬合桩的施工[J].岩土工程界,2004(1).[2]黄力平,陈湘生,冯开典.基坑围护工程新技术——钻孔咬合桩[J].工业建筑,2004年.[3]李鹏.钻孔咬合桩在地铁车站围护结构中的施工技术[J].西部探矿工程,2005(5).[4]刘小峰,赵建夏.钻孔咬合桩在深圳地铁工程中的应用[J].人民长江,2001(9).