摘要

本文介绍一种小直径的弃土消压孔，并以工程实例证明它可以有效地消除预制桩沉桩施工时的挤土影响。

关键词：消压孔   挤土影响   饱和软土   压力场

Using of stress releasing pile

Gaofei ying

Build Design Institute of Fuzhou Economy & Technology Development

(District 350001)

ABSTRACT

  This paper instroduces the use of a small-diameter stress-releasing pile,case studies are presented to demonstrate the effectiveness of the stress-releasing pile in eliminating the squessing effects as induced in driving precast concrete pile in Fuzhou

Keywords:  stess relieving pile  squeeze effect  saturated soft soil  stress field

问题的提出

当大量建设工程中采用预制桩沉入土中时都会不同程度地反映出挤土影响：有的场地地面会明显隆起，有的会将场地外建筑地面、路面和墙面造成裂缝、变形；有的造成门、窗不能关闭；有的会将煤气、给排水管道挤裂。凡此种种造成恶劣影响，引起与相邻单位、居民的矛盾。有的工程被迫停工，有的被迫放弃预制桩方案改为冲、钻孔灌注桩或其它方案。这样势必造成工期长、造价高、质量差的后果。工厂预制管桩质量好、施工快、无污染、无噪音，且价格低，深受广泛欢迎、供不应求。但由于存在头痛的挤土问题，许多工程造成麻烦，以往也有许多工程采用2~3m深的防震沟，最终也不能解决问题。为此笔者在多项工程中采用了消压孔（或称减压孔）措施，通过几个工程的实施证明有较好的效果。

挤土与减压

如今预制桩普遍采用大吨位静压桩机来施工，当机器一进入饱和和相对饱和软粘土与淤泥土（以下简称饱和软土）场地时邻近建筑和路面就会有所反应。以后又加上预制桩的不断挤入土中，挤土效应也越显突出。

         当地面上有一重物时即会引起土层一定深度范围的附加应力，如用各应力等值线来绘制所形成的曲线其外形如泡，在土力学上称之为压力泡。我们不妨用图1、图2来形象地描述地基应力场中所形成的应力等值线图。

图1  应力 等值示意图	图2  应力 等值示意图

平时发现软土地基上一旦压桩机进入场地，机器就下陷，工程桩还未压入，四周就开始有隆起现象。

图3  消压孔作用示意图

    当每根桩挤入土中时，饱和软土因不会立即排出水份其体积不会缩小，由此被桩排挤的土体也会向四周挤压，随着桩数的增加其土体中的应力也随之增加积聚并与压桩机引起的应力叠加，更加剧了土体中附加应力的聚增，土体自然而然向远处附加应力小的方向挤压，最终造成场地内外明显的挤土效应。

我们如果在适当位置设置一些密布小直径弃土孔，人为破坏土体的连续性，截断其地层土连续的压力场，当桩机压桩时挤土压力到此处即被阻断，（见图3）大大减小消压孔以外的压力，这样就达到了对场外减压的效果。工程实践证明这一措施是很有效的。

工程应用实例

1、福州通讯大楼：该大楼地下一层，局部二层（－7m）地上15层，场地下淤泥最深约30m，大楼南面已有多层居民楼，相距较近，当压桩机靠近居民楼一侧施工时就引起围墙外路面隆起开裂；楼梯间砖墙有通长裂缝，大楼底层地面也有隆起开裂现象。造成邻居不安，居民集体多次向建设方提出停工的强列要求。为此工程被迫停工。

图4 消压空平面布置图（以···表示消压孔）	图5 消压孔与地质剖面

    经研究后决定：第一、压桩机立即临时转移至场地中心位置；第二采用消压孔的办法。在原防震沟基础上沿四周布置Ф300@600的弃土钻孔桩，一长一短相间布置，长的30m，短的15m，孔顶形成水槽。当继续压桩时水槽中的水面会有气泡产生，早上是清水后来逐渐变成混蚀的泥浆水。此后场内可正常压桩，场外安然无羔。居民也安静了，使施工顺利进行。

2、三坊七巷一坊二期工程：（衣锦华庭三期工程）。该楼地下二层（-8m）地上21层，该场地土淤泥层厚度11m多，北临杨桥路、东为衣锦坊已建建筑，地下室外边有水管和煤气管道，西南为旧民居群，距边线最近处仅有5m。因一期工程开始曾采用预制管桩，压桩时引起“林觉民故居”地面隆起裂缝而被责令停工，后改为冲（钻）孔灌注桩。因此本期工程为避免引起挤土影响施工图设计也采用冲、钻孔灌注桩。根据测算，该设计基础造价达人民币822.9万。如果改用静压预制桩，造价可降至人民币249.18万，这一修改可节约投资人民币572万。采用了预制桩除造价可大大节约之外还有施工快，质量可靠、无污染、无噪音等优点。但论证会上专家们担心的还是挤土问题。为此我们在施工工程桩前采用了消压孔措施。沿围护桩的位置分几段布置消压孔，孔径Ф300，净距300mm，孔深13m，基本穿透淤泥层(见图4、图5)。此后本工程一共压了371根预制管桩。施工证明:凡有做消压孔的地段外没有明显的挤土症状，而未做消压孔第2段外围（见图4），居民有反映，并经实地观察证实有地面、墙面开裂现象，门窗不能启闭。第5段室外地面有开裂现象，第7段因是花园草地，挤土现象不明显。

从上述工程实例初步证明采用消压孔是有减压效果的。

消压孔的措施

针对工程的地质条件，桩位布置，预制桩桩径、数量及压桩机重量等一些具体因素来考虑是否采用消压孔：当场地土不属于饱和软土或饱和软土层较薄时可不考虑消压孔措施；当沉桩机器较重且饱和软粘土厚度较大为减小挤土影响最好采用消压孔措施；当预制桩的总断面面积和与建筑底层或地下室面积之比例较大时在软土场地也应采用消压孔。

消压孔的直径一般采用300mm左右，净距约200～300mm，深度为穿透饱和软土层为原则。施工采用麻花钻或冲孔机，弃土后不必灌砂。一般沿拟建场地周边布置，有地下室时即可先做在地下室侧壁外的支护桩的位置沿线上。

当场地内局部处桩较多且集中时（如电梯间下）可以在该区域外围补充一些消压孔，或就在工程桩的位置“引孔”也可起到消压的作用。

小结

在软土类地基上：如淤泥、粘土、饱和粉砂质淤泥当要采用预制桩时均宜考虑消压孔的措施。消压孔施工简单速度快、费用低，为保证周边的安宁宜采用消压孔的措施。消压孔还可减小桩的负摩檫作用。

消压孔（减压孔）是一项消除挤土影响行之有效的施工技术措施。但目前消压孔的施工技术正在摸索之中，经验还不全面。希望通过更多的工程实践来完善这一技术措施。

本文得到香港资深工程师童建珍先生的帮助，工作中得到战永全、何志方、陈克用、严万芬等同志的大力协助。特此一并表示谢意

参考文献：

[1] 顾晓鲁，钱鸿缙，刘惠珊，汪时敏。 《地基与基础》第二版  中国建筑工业出版社1993

[2] 建筑地基基础设计规范（GB5007-2002） 中国建筑工业出版社 

作者附言：

（稿二）是根据专家一的意见作了一些修改：作者认为题目不宜太长；有的内容会占据较大篇幅，且与本文关系不大，因此未予纳入；有的属于写作技巧问题，并非颠覆性错误，可否不改？最后请编委修改决定。