1、群樁施工對周邊建（構）筑物影響觀測及其控制1 工程簡介1.1 工程概況1.1.1 本工程為冷軋不銹帶鋼工程（后續工程）3區，主要有冷酸洗機組、平整機組、1#和2#重卷機組。該工程位于不銹鋼分公司廠區四號路、五號路、冷軋三路及冷軋五路之間。主廠房長521.5m，寬63m，工程于2007年11月28日開始打樁。本標段西面與主軋機中間庫相接；北面有CPL出口電氣室、入口電氣室、鹽酸再生站等建筑物；東面及南面主要有電纜隧道井。見圖1：主要建筑物與新建廠房相對關系圖1.1.2 本工程共有樁20121m3。其中PHCAB1 600*110，8653m3；PHCAB1 600*100，5192m3；PHCA

2、B500*100，3643m3； PHCAB1 400*85，2633m3；樁長分別為30m，60m，70m。1.1.3 本工程于2007年11月28日開始施工。1.2 工程地質情況工程建設場地位于不銹鋼分公司冷軋三路、冷軋五路與4號路范圍內，場地土類型為軟弱土，建筑場地類別為類。根據地勘報告地基分層及主要物理力學指標表，土層分布依次如下：粉質粘土（）、淤泥質粉質粘土（1）、砂質粉土（2）、淤泥質粉質粘土（3）、淤泥質粘土（）、粉質粘土（1）、粉質粘土（1）、粉質粘土（2）、砂質粉土（1）、粉質粘土（1-1）、粉質粘土（1-2）、粉土夾粉質粘土（2）、砂質粉土（1-1）、粉細砂（1-2，2中粗

3、砂）。見表1：地基土分層及主要物理力學指標表圖1：主要建筑物與新建廠房相對關系圖表1：地基土分層及主要物理力學指標表2 創新與研究2.1 監測周期與報警值2.1.1 監測周期的設定監測的頻率根據變形值的大小和變形的速度確定，要求監測的次數既能反映出變化的過程，又不遺漏變化的時刻。在施工區域30米范圍外的按一周一次觀測，30米范圍內的按一天一次進行觀測的原則，并結合現場實際情況，確定我工程相關項目的監測周期。1). 經丈量，冷軋三路上的六個附屬設施中距離我標段主廠房軸線最近距離為36.5米（鹽酸再生站），以上六個附屬建筑按一周一次進行監測。2). 9至16號電纜隧道井在施工影響區域30米范圍外，

4、觀測周期按一周一次。17號電纜井在打樁范圍30米內時按一天一次觀測，30米范圍外按一周一次觀測。雨水井按一月一次的周期進行觀測。3). 在正式打樁前完成以上各個項目首次監測，根據位移量進行調整。2.1.2 報警值1). 設定警戒值目的在工程監測中，應事先確定相應的警戒值，以判斷位移或受力狀態是否會超過允許范圍，判斷工程施工是否安全可靠，是否需要調整施工步序或優化原設計方案。在保證安全的前提下，綜合考慮工程質量和經濟等因素，減少不必要的資金投入。2). 警戒值的確定警戒值由兩部分控制，即單位時間允許變化量和總允許變化量。監測時數據達到警戒值時應立即向施工單位、設計單位和監理報警。冷軋三路的附屬設

5、施及電纜井總位移量不得超過30mm，雨水井等一般建筑物總位移量不得超過40mm。在30米范圍內施工時按一天一次監測，連續三個監測周期平均日變形量不得超過3mm。2.2 變形監測方案2.2.1 監測目的 在樁基施工過程中，由于如此大面積內的土體擠壓、擾動，產生的土體擠壓力及孔隙水壓力積聚上升對周邊的電纜隧道（包括地下管道）產生不良影響。通過對它們的沉降、位移監測，進行預測預報，同時根據現場的實際情況，適當調整施工步伐，實現信息化施工管理，確保周邊環境的安全。2.2.2 監測內容電纜隧道井（9-17號），其中沉降點18個、位移點9個。見圖2：相鄰建（構）筑物變形監測點點位示意圖 圖2：相鄰建（構）

6、筑物變形監測點點位示意圖2.2.3 測量方法1). 位移監測2). 沉降觀測3). mm（為測站數）。觀測精度2.2.4 監測設備監測使用的儀器設備應由檢定機構檢定（或校準）合格，并在有效期內。水準儀的i角調校在10以內。全站儀、經緯儀的對點器誤差應小于0.5mm。沉降觀測采用瑞士徠卡NA2+GPM3精密水準儀。該儀器的標稱精度為：每公里往返測高差中數中誤差0.7mm。使用銦鋼水準尺測量。水平位移觀測采用日本拓普康102N全站儀，儀器測角精度為水平角觀測方向中誤差±2，測距中誤差2mm+2ppm。2.3 對周邊建（構）筑物及管線的保護方案2.3.1 編制目的本工程打樁距電纜溝30m，

7、現施打200多套，發現電纜隧道位移有10-20mm不等。特編制此方案進行預防。2.3.2 打樁對周圍環境的影響打（沉）樁由于巨大體積的樁體在沖擊作用下，短時間內沉入土中，會對周圍環境帶來下述危害：1). 擠土：由于樁體入土后擠壓周圍土層造成的；2). 振動：打樁過程中在樁錘沖擊下，樁體產生振動，使振動波向四周傳播，會給周圍的設施造成危害；3). 超靜水壓力：在土壤中含的水分在樁體擠壓下產生很高的壓力，此很高壓力的水向四周滲透時，亦會給周圍設施帶來危害；2.3.3 方案確定原則為避免和減輕上述打樁產生的危害，根據過去的經驗總結，可采取下述措施：1). 限速：即控制單位時間（如1d）打樁的數量，可

8、避免嚴重的擠土和超靜水壓力；2). 正確確定打樁順序：一般在打樁的推進方向擠土較嚴重，為此，宜背向保護對象向前推進打設；3). 挖應力釋放溝（或防振溝）在打樁區與被保護對象之間挖溝（深2m左右），此溝可隔斷淺層內的振動波，對防震有益，如在溝底再鉆孔排土，則可減輕擠土影響和超靜水壓力；4). 埋設塑料排水板或袋裝砂井，可人為造成豎向排水通道，易于排除高壓力的地下水，使土中水壓力降低。5). 鉆孔植樁打設：在淺層中鉆孔（樁長的1/32/3），可大大減輕淺層擠土影響。2.3.4 方案確定1). 擠土量計算結合以往上海地區打入樁施工經驗得知，一般打樁擠土影響范圍約是1.01.5倍的樁長。本工程沉樁體積

9、為20121m3。根據以往施工經驗，在上海地區土體總的擠出量約為體積的40%，為8048.4 m3。而這部分土體中的60%是被水平擠向沉樁區四周，為4829 m3，另外40%共3219.4 m3則向上擠出。在不考慮其它區域打樁的影響下，本施工區域沉樁擠土均勻的沿四周擠出，則擠向南面電纜隧道的土方量為4829×512.5/（63×2+512.5×2）=2150.2 m3，擠土量非常較大。2). 限制打樁速率 在進度安排上嚴控制每臺樁機每天施打進度不超過7根樁，盡量延長打樁形成的土體壓力釋放時間，減少對周邊環境的影響。3). 正確確定打樁順序a. 建議打樁從中間開始分

10、頭向兩邊、由冷軋五路向冷軋三路方向進行。b. 避免自外向內或周邊向中間進行，以避免中間土體被擠密、樁難打入。雖勉強打入，但使鄰近樁位上冒。c. 對基礎標高不一的樁，宜先深后淺，對不同規格的樁，宜先大后小，先長后短，以使土層擠密均勻，以避免位移偏差。4). 防震溝與應力釋放孔的設置a. 冷軋三路旁生產管線埋深約埋深1.5m，防震溝的開挖深度為2.0m，防震溝底部開挖寬度為1.0m，防震溝開挖時，溝壁采用1：1的比例進行放坡。b. 冷軋五路旁電纜隧道及生產管線保護措施 生產管線埋深約埋深1.5m，電纜隧道埋深約埋深6.0m，根據我公司類似工程施工經驗認為：配合布設應力釋放孔較適于本工程使用，在冷軋

11、五路北側側68米范圍內梅花狀布置兩排3.8m 600應力釋放孔，原漿護壁井樁長20米，兩排共270根，其中一排位于開挖溝槽內，樁頂標高-2.0米。溝槽兼作防震溝用于保護埋深約的1.5m生產管線。見圖3：防震溝及應力釋放孔布置圖 ；圖4：防震溝及應力釋放孔剖面圖 應力釋放孔具體作法為：先原漿護壁成孔600，再在孔內放置400鋼筋籠（主筋612，設加強筋142.5m，螺旋箍筋300，鋼筋籠外密目網）。見圖5：應力釋放孔鋼筋籠詳圖 由這兩排應力釋放孔的存在，在新建廠房沉樁區與冷軋五路兩側的生產管線及電纜隧道之間形成一個緩沖帶，通過合理布置鉆孔位置，在地下形成豎向排水通道，以便沉樁過程中產生的超靜空隙

12、水壓通過此管得以迅速消失；同時沉樁區土體向外擠出時，應力釋放孔被擠壓，使井深范圍內的側向擠壓力釋放，對防治擠土影響較為有效。 此方法施工具有噪音小、施工速度快、施工料具便于準備等特點，適用于周圍構筑物較多的環境使用。見圖3：防震溝及應力釋放孔布置圖 圖4：防震溝及應力釋放孔剖面圖圖5：應力釋放孔鋼筋籠詳圖3 與國內外技術水平比較在本工程樁基工程施工前，對周邊建（構）物的重要性進行評價，設定警戒值和監測頻率、制定監測方案和對周邊建（構）筑物及管線的保護方案并實施，對施工過程控制并提供依據。在樁基工程施工中，通過限制打樁速率、正確確定打樁順序，并根據反饋的監測結果進行及時調整等，有效的控制了對周邊

13、建（構）物的影響。在本工程中，根據工程具體情況，合理、經濟地制定各項方案并實施，防震溝和應力釋放孔相結合并對應力釋放孔進行改進，有效地保護了周邊建（構）筑物及管線。4 前景預測本工程采用應力釋放孔、防震溝和信息化施工措施，為不銹鋼分公司后續工程提供了經驗和借鑒。5 存在的問題及改進意見工程監測及保護方案的制定等，主要靠工程經驗，需逐步進行完善。6 應用情況6.1 實施情況見圖6：防震溝及應力釋放孔實施6.2 實施效果總結警戒值由兩部分控制，即單位時間允許變化量和總允許變化量。監測時數據達到警戒值時應立即向施工單位、設計單位和監理報警。冷軋三路的附屬設施及電纜井總位移量不得超過30mm，雨水井等一般建筑物總位移量不得超過40mm。在30米范圍內施工時按一天一次監測，連續三個監測周期平均日變形量不得超過3mm。6.2.1 冷軋三路北側建構筑物6.2.1.1 鹽冷軋酸再生站平均日變形量低于警戒值；但是累計變形量達49mm超過警戒值；其它項目平均日變形量及累計變形量均低于警戒值；6.2.1.2 原因分析：該建筑物正對工程施工路口，該位置防震溝未貫通。6.2.2 冷軋三路南側