打桩对周围环境影响.doc

    当前环境问题已经受到人们越来越多的关注,对于挤土桩而言,无论采取防治措施与否,只要施工过程中存在挤土作用,沉桩时都会对周围环境产生影响,除常见的噪音、震动影响外,还会使土体受到一定程度的挤压,致使土中空隙水压力升高,引起地面隆起和土体产生水平位移,因而会对周围原有建筑物、道路和地下管网设施带来不利影响。重者会使建筑物基础被推移,墙体开裂,地下管线破损或断裂,严重影响附近居民的正常生活和人身安全

打桩对周围环境的影响，除了土体的变形、位移和形成超静孔隙水压力外，还有振动、噪声．使原来处在平衡状态下土体的平衡被破坏．对周围邻近的建筑物带来不良影响。轻则使建筑物的抹灰脱落；重则使墙体和地坪开裂．圈梁和过梁变形，现浇楼板混凝土产生裂缝；还能使邻近建筑物地基或路基产生不均匀下沉。

预应力管桩施工中会遇到一种称为挤土效应的现象，这是由于沉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而产生的。挤土效应一般表现为浅层土体的隆起和深层土体的横向挤出，挤土效应对周围路面和建筑物引起破坏，使周围开挖基坑坍塌或推移增大，对已经施打的桩的影响表现为桩身倾斜及浅桩（≤20 m）上浮。如果压桩施工方法与施工顺序不当，每天成桩数量太多、压桩速率太快就会加剧挤土效应。

挤土桩
实心的预制桩，下端封闭的管桩、木桩以及沉管灌注桩在锤击或振入的过程中都要将桩位处的土大量排挤开。这种成桩方法以及在成桩过程中产生的此种挤土效应的桩称为挤土桩。
非灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型

预防措施
总结多年来的打桩施工经验，振动沉管灌注桩属于低幅次中频振动(700一1200次／rain)，施工时产生的振动对周围建筑物有一定的影响，特别是软土地区，大规模打桩更易引起周围土体隆起及侧向位移。笔者认为减少或预防沉桩对周围环境的有害影响．切断打桩过程中产生的振动波沿水平、竖直方向向邻近建筑物扩散．可采用下述措施。
1． 采用预钻孔打桩工艺预钻孔打桩亦称“钻打法”。它是先在地面桩位处钻孔，然后在孔中插入套管，通过电动锤振动将桩打到设计标高。钻孔深度与桩长、土质、邻近建筑物距离等因素有关。为了兼顾单桩的承载力。不致使承载力受到明显影响，钻孔深度一般不宜超过桩长的1／3。同时以比最近建筑物的基础埋深深lm为宜。
2． 采用钻孔砂桩释放应力沿沉桩区四周。在打桩区外约0．5倍桩长处，采用钻孔方式设钻孔砂桩作为应力释放孔，直径700～800mm，间距l 113左右。深度为桩长L+(O．5一1)m，桩内填以砂子。可有效减少水平振动波的能量。
3． 合理安排沉桩顺序沉桩顺序不同，挤土情况亦不同。由于先打入桩周围的土固结后．土与桩之间产生一定的摩阻力。可阻止土隆起，所以土隆起多发生在打桩推进的前方。为此施工中常采用背向被保护建筑物方式进行打桩。同时为保护附近的建筑物。减少振动对建筑物的影响，群桩宜采取由近而远的打桩顺序。先打离建筑物较近的桩。后打离建筑物较远的桩。在土质较硬地区打桩．为避免桩难以打入，宜采取先中间后四周的打桩顺序。
4． 控制沉桩速率沉桩时由于挤压、振动而产生的孔隙水压力，需有一个消散过程。为避免在较短时间内连续打入大量桩，控制孔隙水压力的增加，减少挤压和振动效应对建筑物的破坏．沉桩速度应不大于3m／min。沉桩数不大于18根／d。
5．挖防震沟沿沉桩区域四周挖防震沟。宽度0.5~1.5m，深度比周围建筑物最深基础深0.5~1 m。两边放坡，沟内填以松散的砂，隔断近地表处的土体位移。同时还可阻断打桩产生的地震波。事实证明。这种沟槽对防振动和防止土体位移都有良好的作用。

陈桩施工对周围土体来说,可近似地认为是一个不排水挤土过程。随着入土桩数量不断 增加,土体中孔隙水压力急剧上升,这时超孔隙水压力很难消散,就会破坏土体的天然结构强 度,引起土体的隆起和位移。设置排水砂井和塑料排水板等人工排水通道,可加速孔隙水压力 的消散,是减少沉桩影响的有效且较经济的之一。尤其是在地下有浅埋含砂性土层时,效果更 为明显。排水砂井是在打桩区的四周或者群桩内部,挖出一定桩径和桩深的桩体空间,内部填 砂或埋置塑料排水板。在软土地基中,压桩施工进度过快,不但会显著增加孔隙水压力值,促使邻近土体剪切破 坏,增大地基土体的变形值,而且扩大了超孔隙水压力的地基变位的影响范围,所以施工过程 中应严格控制每天压桩的数量,其目的是使挤土引起的超孔隙水压力有足够的时间消散,从 而有效地减小挤土效应。

建筑工程的基础经常采用桩基础, 它有许多优点, 如实用、可靠、经济、施工简便等。但桩基础的施工通常都离不开振动型机械, 打桩引起的振动不能忽视, 振动的危害可能对周围既有建筑物产生损伤, 影响周围既有建筑物的安全, 振动对人身也可能引起感觉不适和影响健康。因打桩振动而引发的民事纠纷时常发生。因此予先估计打桩引起的振动量, 并采取相应措施对其进行控制, 是一个具有社会效益、经济效益和环境效益的重要课题。􀀁 打桩引起的振动特性打桩振动是一种冲击型振动, 由于振动波向四周的幅射, 形成了振动影响场, 其等振线呈封闭环形, 类似平静湖面投入一石子, 形成的涟漪, 逐渐散开。分析打桩振动主要有如下特点:
( 1)在打桩过程中, 锤击能量只有很小的一部分损失在锤垫和桩垫的压缩上及桩的弹性变形和桩与土的摩擦上,大部分能量在桩尖处以弹性波的应变能形式向桩周土体和地表传播, 引起地表土及其上的物体的振动。
( 2)打桩引起的振动是瞬间的锤击强迫振动, 是一种脉冲衰减振动, 每一锤击力波的时间约为0.4至1s。一般常用柴油打桩机产生的打桩振动, 其主频率域约为20至30Hz,因此与周围既有建筑物的固有频率相差甚远, 不会引起共振。打桩振动的能量也很小, 一般不会超过300KN/m, 与地震震动的能量相差甚远, 不在一个量级上, 且每次打桩的间隔时间, 大于振动的持续时间, 因而每次打桩产生的振动能量是不可叠加的。有人用地震烈度类比法来评价打桩振动的影响是不科学的。
(3) 打桩引起的振动与桩的尺寸及桩型有一定的关系, 但并不很明显。主要与土体的特征有关。土体做为振动波的传导介质, 坚硬匀质密实时衰减较小, 松散或断层中衰减的大, 例如在岩层中, 土体密实坚硬, 桩愈难打, 引起的振动愈大, 衰减的就小, 在松散的砂土中, 振动衰减的就大。