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【摘 要】由于预制桩具有节约木材和钢材、经久耐用、造价低廉等优点，被广泛使用于建筑工程中，但是预制桩也有比较明显的缺点，如单价较高、施工噪音大、污染环境及群桩施工时将引起周围地面的隆起等。本文讨论了预制桩施工对环境的影响及防治措施问题。
【关键词】预制桩；施工；环境；影响；防治措施
Prefabricated impact on the environment and prevention measures Pile
Lu Qi，Wang Fei-yu，Lin Zhi-hai
（Shaoxing Fu Foundation Engineering Co.， Ltd Shaoxing Zhejiang 312000）
【Abstract】Because precast piles with saving wood and steel， durable， low cost， etc.， are widely used in construction， but also precast pile obvious shortcomings， such as the higher price， large construction noise， pollution of the environment and the group piles during construction will cause the surrounding ground uplift and so on. This article discusses the impact of control measures and issues precast pile on the environment.
【Key words】Precast piles；Construction；Environment；Influence；Prevention measures
1. 前言
（1）由于预制桩具有节约木材和钢材、经久耐用、造价低廉等优点，被广泛使用于水工建筑、工业建筑、民用建筑和桥梁的基础工程，还常用于边坡及基坑支护的抗滑或隔水工程中。但是预制桩也有比较明显的缺点，如单价较灌注桩高、施工噪音大、污染环境及群桩施工时将引起周围地面的隆起等。本文讨论了预制桩施工对环境的影响及防治措施问题。
（2）预制桩属于挤土桩，沉桩时土体中产生很高的孔隙水压力，土体发生侧向挤出和向上隆起，使周围建筑物和市政管线产生变形，严重时发生开裂、倾斜等事故，在预制桩事故时应采取合理的施工方法和必要的防治措施，同时必须进行周围建筑物和市政管线的变形监测，以控制施工速度和改进施工方法。
2. 沉桩对环境的影响
预制桩沉桩对环境产生不利的影响主要有：
（1）沉桩的挤土效应使土体产生隆起和水平向的挤压，引起相邻建筑物和市政设施的不均匀变形以致损坏：挤上效应所引起的环境影响以混凝土预制方桩和闭口钢桩为最甚，开口钢桩和混凝土管桩次之；锤击沉桩和静压沉桩都有挤土的不良效应。
（2）锤击沉桩时的振动波对环境也有不良影响，使邻近建筑物产生剧烈的振动，门窗晃动，给居民以不安全的恐惧感：对精密设备和精密仪器会影响工作精度，甚至损坏设备；振动主要是由锤击沉桩引起的，静压沉桩就没有剧烈的振动影响。
（3）锤击沉桩时的噪声对环境的污染相当严重，波及范围相当广，对居民生活造成不良的影响。
3. 沉桩对环境影响的分析与评价
表1 沉桩影响半径与桩长的关系
3.1 群桩施工的影响范围。
根据实测资料，单桩沉桩时，引起地面隆起和邻近桩上抬的影响范围如表1所示。
3.2 桩顶上抬量。
3.2.1 因相邻桩的沉桩而引起桩的上抬量是施工质量控制的一个重要指标，但日前尚无理论计算的方法。根据实测资料，可以用叠加的方法进行近似估算，其步骤如下：
（1）施工时观察沉桩引起相邻桩的上抬量，得到邻桩上抬量与施工桩距离的关系。
（2）按桩长和桩径确定单桩的影响半径。
（3）由桩位图确定对计算桩影响区内的桩数及其与计算桩的距离。
（4）根据步骤（1）得到的上抬量与距离的关系确定计算桩引起各桩的上抬量。
（5）影响区内尚未施工的各桩上抬量之和即为计算桩在施工结束时可能的上抬量。
表2 上抬量估算值与实测值的比较
图1 上抬量与V/L 的关系
3.2.2 表2给出了对某些工程的估算上抬量与实测上抬量的比较，由于施工时影响桩顶上抬量的因素很多，所提出的估算方法能达到这种精度还是相当满意的。
3.3 地面上抬量。
（1）沉桩时，周围土体上抬，从而引起相邻建筑物和市政管线的不静压变形，研究地面上抬量与施工速度的关系，有助于控制施工。避免发生工程事故。施工速度即1天的沉桩数量，沉桩的数量愈多，土体的体积变化愈大，地面上抬量也愈多；施工桩位距控制点的距离愈近，地面上抬量也愈大。
（2）根据实测数据可以绘制如图1所示的散点图，纵坐标为地面，横坐标为V/L ，V为沉桩的体积，L为沉桩区中心与控制点之间的距离。如已知沉桩区中心与控制点的距离和允许上抬量，从图可以求得每天允许的沉桩数量。
4. 防治与控制措施
表3 沉桩影晌范围
被监测的建筑物类型 影响距离L
陈旧的三层以下砌体结构房屋（1.0～1.5）l
一～五层砌体结构房屋、简易工房、砖砌人防、采用脆性材料的管道和接头 l
五层以上采用浅基础的建筑物 0.5
注：L为保护对象至沉桩区近侧边缘的距离， 为桩的入土深度。
4.1 制定合理的沉桩施工组织计划。
合理安排沉桩顺序，控制沉桩速度是降低挤土效应、防止出现事故的主要措施。沉桩顺序应背离保护对象由近向远处沉桩，在场地空旷的条件下，宜采取先中央后四周、由里及外的顺序沉桩。每天的沉桩数量不宜过多，使挤土引起的孔隙水压力能有足够的时间消散，可以有效地减少挤土效应。
4.2 布置监测系统。
在沉桩影响范围内，应布置对被影响建筑物的监测。上海市地基基础设计规范规定了表3所示的沉桩影响的范围。
4.3 采取防护措施。
为了防止沉桩的不利影响，可以采取下列的防护措施。
（1）设置竖向排水通道，如塑料排水板、袋装砂井等，以便及时排水，使孔隙水压力得以迅速消散。
（2）在桩位或沉桩区外钻孔取土，在桩位取土是预钻孔措施，以减少挤土量，减少挤土效应；在沉桩区外钻孔的目的是消除从沉桩区传向被保护建筑物的挤土压力。
（3）在地下管线附近设置防挤沟或隔振沟。
参考文献
[1] 王靖涛，丁美英，李国成，桩基础设计与检测，[M].武汉：华中科技大学出版社，2005.
[2] 祝彦知，桩基础长期沉降计算的黏弹性分析理论及其应用，[M] 河南： 郑州大学出版社，2010.
[3] 吴兴序，基础工程，[M] 成都： 西南交通大学出版社，2007.
【关键词】预制桩；施工；环境；影响；防治措施
Prefabricated impact on the environment and prevention measures Pile
Lu Qi，Wang Fei-yu，Lin Zhi-hai
（Shaoxing Fu Foundation Engineering Co.， Ltd Shaoxing Zhejiang 312000）
【Abstract】Because precast piles with saving wood and steel， durable， low cost， etc.， are widely used in construction， but also precast pile obvious shortcomings， such as the higher price， large construction noise， pollution of the environment and the group piles during construction will cause the surrounding ground uplift and so on. This article discusses the impact of control measures and issues precast pile on the environment.
【Key words】Precast piles；Construction；Environment；Influence；Prevention measures
1. 前言
（1）由于预制桩具有节约木材和钢材、经久耐用、造价低廉等优点，被广泛使用于水工建筑、工业建筑、民用建筑和桥梁的基础工程，还常用于边坡及基坑支护的抗滑或隔水工程中。但是预制桩也有比较明显的缺点，如单价较灌注桩高、施工噪音大、污染环境及群桩施工时将引起周围地面的隆起等。本文讨论了预制桩施工对环境的影响及防治措施问题。
（2）预制桩属于挤土桩，沉桩时土体中产生很高的孔隙水压力，土体发生侧向挤出和向上隆起，使周围建筑物和市政管线产生变形，严重时发生开裂、倾斜等事故，在预制桩事故时应采取合理的施工方法和必要的防治措施，同时必须进行周围建筑物和市政管线的变形监测，以控制施工速度和改进施工方法。
2. 沉桩对环境的影响
预制桩沉桩对环境产生不利的影响主要有：
（1）沉桩的挤土效应使土体产生隆起和水平向的挤压，引起相邻建筑物和市政设施的不均匀变形以致损坏：挤上效应所引起的环境影响以混凝土预制方桩和闭口钢桩为最甚，开口钢桩和混凝土管桩次之；锤击沉桩和静压沉桩都有挤土的不良效应。
（2）锤击沉桩时的振动波对环境也有不良影响，使邻近建筑物产生剧烈的振动，门窗晃动，给居民以不安全的恐惧感：对精密设备和精密仪器会影响工作精度，甚至损坏设备；振动主要是由锤击沉桩引起的，静压沉桩就没有剧烈的振动影响。
（3）锤击沉桩时的噪声对环境的污染相当严重，波及范围相当广，对居民生活造成不良的影响。
3. 沉桩对环境影响的分析与评价
表1 沉桩影响半径与桩长的关系
3.1 群桩施工的影响范围。
根据实测资料，单桩沉桩时，引起地面隆起和邻近桩上抬的影响范围如表1所示。
3.2 桩顶上抬量。
3.2.1 因相邻桩的沉桩而引起桩的上抬量是施工质量控制的一个重要指标，但日前尚无理论计算的方法。根据实测资料，可以用叠加的方法进行近似估算，其步骤如下：
（1）施工时观察沉桩引起相邻桩的上抬量，得到邻桩上抬量与施工桩距离的关系。
（2）按桩长和桩径确定单桩的影响半径。
（3）由桩位图确定对计算桩影响区内的桩数及其与计算桩的距离。
（4）根据步骤（1）得到的上抬量与距离的关系确定计算桩引起各桩的上抬量。
（5）影响区内尚未施工的各桩上抬量之和即为计算桩在施工结束时可能的上抬量。
表2 上抬量估算值与实测值的比较
图1 上抬量与V/L 的关系
3.2.2 表2给出了对某些工程的估算上抬量与实测上抬量的比较，由于施工时影响桩顶上抬量的因素很多，所提出的估算方法能达到这种精度还是相当满意的。
3.3 地面上抬量。
（1）沉桩时，周围土体上抬，从而引起相邻建筑物和市政管线的不静压变形，研究地面上抬量与施工速度的关系，有助于控制施工。避免发生工程事故。施工速度即1天的沉桩数量，沉桩的数量愈多，土体的体积变化愈大，地面上抬量也愈多；施工桩位距控制点的距离愈近，地面上抬量也愈大。
（2）根据实测数据可以绘制如图1所示的散点图，纵坐标为地面，横坐标为V/L ，V为沉桩的体积，L为沉桩区中心与控制点之间的距离。如已知沉桩区中心与控制点的距离和允许上抬量，从图可以求得每天允许的沉桩数量。
4. 防治与控制措施
表3 沉桩影晌范围
被监测的建筑物类型 影响距离L
陈旧的三层以下砌体结构房屋（1.0～1.5）l
一～五层砌体结构房屋、简易工房、砖砌人防、采用脆性材料的管道和接头 l
五层以上采用浅基础的建筑物 0.5
注：L为保护对象至沉桩区近侧边缘的距离， 为桩的入土深度。
4.1 制定合理的沉桩施工组织计划。
合理安排沉桩顺序，控制沉桩速度是降低挤土效应、防止出现事故的主要措施。沉桩顺序应背离保护对象由近向远处沉桩，在场地空旷的条件下，宜采取先中央后四周、由里及外的顺序沉桩。每天的沉桩数量不宜过多，使挤土引起的孔隙水压力能有足够的时间消散，可以有效地减少挤土效应。
4.2 布置监测系统。
在沉桩影响范围内，应布置对被影响建筑物的监测。上海市地基基础设计规范规定了表3所示的沉桩影响的范围。
4.3 采取防护措施。
为了防止沉桩的不利影响，可以采取下列的防护措施。
（1）设置竖向排水通道，如塑料排水板、袋装砂井等，以便及时排水，使孔隙水压力得以迅速消散。
（2）在桩位或沉桩区外钻孔取土，在桩位取土是预钻孔措施，以减少挤土量，减少挤土效应；在沉桩区外钻孔的目的是消除从沉桩区传向被保护建筑物的挤土压力。
（3）在地下管线附近设置防挤沟或隔振沟。
参考文献
[1] 王靖涛，丁美英，李国成，桩基础设计与检测，[M].武汉：华中科技大学出版社，2005.
[2] 祝彦知，桩基础长期沉降计算的黏弹性分析理论及其应用，[M] 河南： 郑州大学出版社，2010.
[3] 吴兴序，基础工程，[M] 成都： 西南交通大学出版社，2007.