施工方案-应力释放孔施工方案

应力释放孔施工方案

一、影响及破坏机理

压桩对周边环境的破坏主要是由于因压桩产生的应力作用下，使得土体发生水平及垂向位移造成的。影响的范围及程度因素诸多，不但与压桩的距离，桩密度、数量，压桩速率及施工顺序有关，更与场地土层的性质与分布相关。

对于本项工程而言，浅部的填土层及③粘土层，挤压应力的传递主要是通过桩周土体传递的，当挤压应力大于桩周土体的抗力时，不可避免地顺应力传递方向造成土体较大的侧向并向远处幅散减弱，其影响范围可达15~20m。对于④及⑤饱和的粉质粘土而言。压桩除了造成桩周土的扰动、位移及强度变化以外，由于桩周土渗透性很差，还会产生较高的孔隙水压力及侧向与垂向位移等，造成周边建筑物的不均匀沉降、开裂与破坏。这种影响破坏较为严重的范围，可能在离沉桩区8~10米内，随着建筑物的距离及自重的增大，其影响程度将逐渐减小。在⑥粉土中沉桩，由于该层粉土多呈稍密~中密状，并贮有一定量的地下水，而渗透性较差；在沉桩过程中挤出的地下水数量大，而又不能立即消散，沉桩产生的挤压力大部分转化为隙水压力，并随沉桩的时间而激剧增大，这样一方面使得土的有效应力大大降低，甚至液化；另一方面，由于土是非完全弹性体，为超孔隙水压力一旦消散，被挤压的土体不能完全恢复原状，这样就不可避免地造成了上覆土体的抬起和沉陷。但由于随着深度逐渐增大，其影响亦逐渐减小。

综上所述，造成沉桩区周边地基土体竖向及径向变形的原因，主要是

由于土体的挤压及超静孔隙水的作用使得桩周土产生较大的侧向位移和隆起。而在孔隙水压力向四周消散，地基土体的低压缩性及群桩的施工中的叠加因素影响下，进一步加强了隆起和位移的程度，并扩大其波及的范围，当积累到一定程度后，即会使得邻近建筑物的侧向位移超限，造成其不均匀沉降、开裂下破坏。但由于地基土的变位特性是由多种因素造成的，要准确预估沉桩造成地基土的侧向位移、沉降和隆起变化及影响范围，只能通过经验来估计。对于本项工程而言，其影响范围约为桩的入土深度1倍左右。

二、对策

1、设计原则

（1）隔断在沉桩施工中应力及超静孔隙水压力的传递路径。

（2）改变超孔隙水及有效应力的消散方向，加快地基土的应力及超孔隙水压力的释放。

2、措施

第一、设置挤土槽

在沉桩的北侧及南侧挖掘一条宽为1.60米、深度为1.20米的防挤土槽，以减少地基浅层土体的侧向位移对相邻浅埋式建筑物（和地下管线）的差异变位的影响。（如图1及图2）

已建建筑物图1

临界线

3.0m

沉桩区

防挤土槽平面位置示意图

图2

防挤土槽横断面图

第二、设置应力释放孔

在防挤土槽内按梅花形布置两排防挤土孔，以以减少地基土体的变位值及其影响范围，并减少可对邻近建筑物的影响。由于防挤（减压）孔有利于地基土体应力的集中及超静孔隙水的流向，根据经验其影响范围一般为2.5~3.0倍孔径，而孔隙水及挤土作用对周边环境的影响主要为⑥粉土层以上的土层；因此减压孔的设置将考虑上述因素确定。

（1）平面位置：双排，按梅花形布置，排间距0.8米，孔间距1.0米。（见防挤土孔平面位置示意图）

（2）孔径：φ300~350mm

（3）深度：自然地面下17.5~18.0米。（原则上穿过⑥粉土层）

（4）施工方法：长螺旋钻施工。

图3

已建物

防挤土孔平面位置示意图

第三、对地基土体中的超孔隙水压力进行监测。

通过对桩施工期间的地基土体超孔隙水压力以及地面的侧向位移和隆起，邻近建筑物的变位的监测，有效地控制沉桩的进度和顺序，指导桩基施工的顺利进行。