刘 岑，陈 曦，马昊天，毛 力，冯浩清，王 哲，宋佳峰，章 韬

(1.岱山县经济开发服务中心,浙江 岱山 316200； 2.浙江华东工程咨询有限公司，浙江 杭州 311100；3.浙江工业大学土木工程学院，浙江 杭州 310023; 4.金华市多湖中央商务区建设投资有限公司，浙江 金华 321000)

静压管桩作为深厚软土地基处理的主要手段之一，相较于锤击法具有噪声低、污染少、振动弱、施工质量可靠等诸多优点，已广泛运用于工程之中[1-4]。 但是，在饱和软土中静压沉桩时，由于土体受到沉桩的挤压，原有的平衡状态被破坏，造成土体应力在一定范围内增大，形成较大的超孔隙水压力[5-6]。超孔隙水压力过大，超过上覆土的自重，会导致土粒之间的有效应力减少，土粒就会处于悬浮状态，进而导致土体产生喷水现象，影响桩基础施工质量，降低土体承载力的同时还会对周围的建筑物及地下管线产生不利影响[7-10]。因此，为了防止静压管桩在施工过程中沉桩挤土应力对桩基的破坏和对周围建筑及管道的影响，避免过大超孔隙水压力对桩基的破坏，根据有效的监测数据调整施工就显得十分重要。

本文的主要工作就是结合“高亭-双合快速主干线”的建设工程，设计孔压计的布置方案并在施工现场进行布置，随着工程的施工进程来监测孔隙水压力的数值，并绘制孔隙水压力消散曲线，得到孔隙水压力消散曲线，对之后的工程施工提供相应的参考和意见。

1 工程概况

1.1 项目位置

根据《岱山县综合交通规划(2015-2030)》，526国道岱山段为岱山“一纵一主一环三联四轴”的骨架规划道路网中的“一主”，即为“高亭-双合快速主干线”。本项目建设有利于进一步对接宁波舟山港主通道(鱼山石化疏港公路)和岱山至舟山疏港公路，完善岱山公路网布局，推进鱼山绿色石化项目建设;有利于加强岱山西部功能拓展区和中部综合发展的联系，促进岱山经济发展。因此，本项目的建设具有重要的意义，项目地理位置图详见图1。

本工程项目包含主线一条及支线两条，按JTG B01—2014公路工程技术标准中一级公路标准设计,设计速度为80 km/h,主线设计路基宽度26.5 m～28.5 m,支线设计路基宽度26.5 m。

拟建主线(推荐线)起点位于双合，与在建宁波舟山港主通道(鱼山石化疏港公路)相接,终点位于江南岛，与在建岱山至舟山疏港公路相接，全长约24.415 km。

1.2 水文地质条件

本公路沿线地下水根据含水组地层岩性、地下水的赋存条件、地下水水动力特征，可划分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水两大类;地表水主要分为海水、养殖塘塘水、盐田灌溉水、河水等。

1)松散岩类孔隙潜水主要赋存于第四系松散堆积层中，平原区孔隙潜水主要赋存于浅部的填土、淤泥质土、黏性土层中。本施工区域孔隙潜水水量小，对本工程无不良影响，但应注意，雨季时，丘陵区地下水水量增多，对边坡、隧道开挖施工有一定的不利影响。

2)根据沿线钻探成果，本区孔隙承压水主要分为浅层和深层承压水两类。其中浅层微承压水主要于含黏性土粉砂层中，含水层厚一般均为1.0 m～6.0 m，分布极不稳定，以透镜体或条带状分布，黏性土含量高，透水性一般，水量相对较小，具微承压性，水质为微咸水，基本不流动，对工程影响小。而深层孔隙承压水主要分布于平原区中下部，透水性好，但含水层厚度不大，且厚薄不一，分布不连续、不稳定，水量一般不大，具承压性，水质为微咸水，动态变化不明显，基本不流动。孔隙承压水对本项目工程建设影响较小。

2 监测方案

2.1 监测布置位置

图2为孔压计布置图，图3为孔压计布置现场实拍图。如图2所示，测孔位于开挖槽段中心，预计布置4个测点。其中A,B,C测点等间距布置，桩距2.5 m，A点位于两桩中心点，距桩中心1.25 m，B距桩身0.5 m，C，D点向外侧等间距布置。D点布置于桩外侧5 m位置。研究预应力管桩施工过程中对周边土体孔压的影响。

每一测孔内测点垂直间距为3 m～4 m左右。其中测孔A，B布置4个传感器，外侧剩余2个测孔布置3个传感器，预计共布设14个孔隙水压力计，并在布置传感器时进行对应编号,形成水平及垂直方向上的对比。

2.2 布置方法

首先，将传感器绑扎在钢筋上，钢筋长度需足够，传感器导线沿钢筋固定，并对传感器及末端导线进行编号，此过程可在工程区外加工完成。然后将带有传感器的钢筋直接竖直插入土层中，若钢筋长度足够，可吊装后插入土层中，若钢筋长度不够，可分段绑扎然后采用直螺纹连接再吊装(现在采用的方案)。最后在钢筋末端焊接横向钢筋或十字钢筋，放置于槽段两侧碎石垫层，防止传感器及钢筋下沉。

2.3 保护措施及读数

将传感器导线通过钢管或塑料管引至工程区边缘位置，同时，钢管埋入地下，对传感器导线进行保护，线头装入盒中，做标记保护。利用频率计进行数据采集并读数。监测频率暂定1 d/1次。后期2 d/1次，1周/1次。每个孔压计有单独的编号对应不同的K值，加长导线后在导线末端做标签(如1号测点1号编号)便于后期读数计算。

3 监测区孔隙水压力变化规律分析

如图4～图7所示，为各个测孔的孔隙水压力随时间变化图。第7天为沉桩日，从监测数据可以得到各点孔隙水压力的变化曲线。

其中两段曲线，一段是第40天～第80天，出现一段平稳的直线，原因是在新冠肺炎的影响下，工人返工延迟导致监测数据的缺失；另一段是第80天～第85天，出现一段上升的曲线，原因是工程所在地临海，潮汐导致海水水位上涨，孔隙水压力增加。

抛开前两者的影响再分析以下四个图表监测得的孔隙水压力数值，很直观的发现两柱中心、距桩0.5 m和2.5 m 的孔隙水压力大小和变化规律相似，但距离桩5 m的孔隙水压力变化与其他3个测点的变化不一致。据此推断，静压沉桩孔隙水压力的主要影响半径大于2.5 m但不超过5 m，超过5 m后，静压沉桩对其孔隙水压力的影响就大大减小。

3.1 孔隙水压力与径向距离和深度的变化规律

如图8～图11所示是监测区孔隙水压力不同深度对比图，显而易见，孔隙水压力和径向距离在一定范围内是成正比的，离桩身越近，孔隙水压力越大，但两桩中心没有体现出来这个规律。

众所周知，沉桩时土中应力会随着深度的增加而增大，从监测数据也能得到，孔隙水压力与深度也是成正比的，深度越深，孔隙水压力越大，且与桩距也有一定关系，桩距越大，深度对孔隙水压力的影响也越大，但是在离桩身距离很近时，或在两桩之间，深度对孔隙水压力的影响减弱，因为可以看到，A和B上的传感器在不同深度的值上下波动，但没有明显的规律。据此推断，当离桩一定范围后，深度对孔隙水压力的值影响很小，甚至没有。

3.2 孔隙水压力的时间消散规律

根据图4～图11现场孔隙水压力监测值随时间变化的曲线图，如表1所示，孔隙水压力经历沉桩100 d之后，不同深度、不同距离的孔隙水压力值都有了一定的减小，而且大多数是小于沉桩前的孔隙水压力值。但不同深度、不同距离的孔隙水压力减小值大小不一。据此推断孔隙水压力的消散和其深度、距离没有直接的关系。

表1 最终孔压计变化值

根据整理的消散过程分析，孔隙水压力是随着时间缓慢波动下降的，消散值和时间成正比。这可以为工程施工提供实际的参考意义。

4 结论

1)静压沉桩引起的孔隙水压变化可以简单地分为两个阶段:一段是在沉桩期间的孔隙水压力积累阶段；另一段是在沉桩之后孔隙水压力逐渐消散阶段。积累时孔隙水压力上升快，消散时下降的慢。

2)静压沉桩会引起的土体孔隙水压的变化，但影响的范围主要是以桩为圆心，半径5 m的土体中，超过5 m时，影响程度大大减弱。

3)孔隙水压力和径向距离在一定范围内成正比，离桩身越近，孔隙水压力越大。

4)孔隙水压力和深度成正比，深度越深，孔隙水压力越大，桩距也会影响孔隙水压力在深度的变化，桩距大时，深度对孔隙水压力的影响也变大。

5)孔隙水压力是随着时间缓慢波动下降的，消散值和时间成正比。