李雙龍，魏麗敏,2，杜 猛，廖鵬慶，何 群,2

（1.中南大學(xué) 土木工程學(xué)院,湖南 長(zhǎng)沙 410075；2.中南大學(xué) 高速鐵路建造技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室,湖南 長(zhǎng)沙 410075）

盡管預(yù)制樁在基礎(chǔ)工程中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,但預(yù)制樁成樁過(guò)程會(huì)引發(fā)鄰近土體產(chǎn)生擠土變形及超孔隙水壓［1-3］,進(jìn)而導(dǎo)致已成樁的樁體上浮、偏移［4］,嚴(yán)重時(shí)引發(fā)鄰近建筑物產(chǎn)生裂縫［5］及鄰近管道變形［6］等工程問(wèn)題,仍需進(jìn)一步研究。

室內(nèi)及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)是揭示成樁過(guò)程對(duì)鄰近土體擠土擾動(dòng)影響的直觀研究手段。Housel 等［7］首次報(bào)道了對(duì)直徑0.356 m、樁長(zhǎng)24 m的預(yù)制混凝土單樁成樁過(guò)程的監(jiān)測(cè)成果,發(fā)現(xiàn)樁周較近位置土體發(fā)生明顯變形,而距樁軸線2d（d為樁徑）位置的測(cè)點(diǎn)只受輕微影響；Hwang［4］等對(duì)3 根預(yù)制混凝土樁（d=0.8 m）的打樁過(guò)程進(jìn)行研究,在距樁軸線3d的測(cè)點(diǎn)徑向位移最大值為29 mm,而在距離為9d的測(cè)點(diǎn)變形很??；Pestana［8］監(jiān)測(cè)了單根鋼管樁（外徑0.61 m,樁長(zhǎng)36.6 m）打樁過(guò)程中不同深度土體橫向水平位移,各測(cè)點(diǎn)的橫向位移分布與Vesic 圓孔擴(kuò)張理論解［9］擬合較好。國(guó)內(nèi)學(xué)者李富榮［10］、徐建平［11］等通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)研究了單樁與排樁成樁過(guò)程對(duì)鄰近土體的擠土變形,獲得了擠土變形發(fā)展的定性規(guī)律；邢皓楓等［12］監(jiān)測(cè)了13根預(yù)制管樁（d=0.6 m,樁長(zhǎng)40 m）錘擊施工引發(fā)的擠土位移,發(fā)現(xiàn)在距群樁邊界距離16d測(cè)點(diǎn)的徑向水平位移最大值達(dá)到15 mm；雷華陽(yáng)等［13］進(jìn)行了單根PHC樁沉樁現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明在0.2～0.4倍樁長(zhǎng)處土體水平位移較大。以上研究大多集中在單樁或樁數(shù)較少的群樁成樁過(guò)程,而引發(fā)鄰近建（構(gòu)）筑出現(xiàn)不利狀況往往是由大面積群樁施工條件下擠土位移累計(jì)所致［14］。目前針對(duì)大面積群樁施工造成的擠土變形發(fā)展規(guī)律和擠土影響范圍等方面的研究都少有報(bào)道,有待進(jìn)一步深入研究。

隨著高速鐵路建設(shè)的快速發(fā)展,鐵路線網(wǎng)不斷加密使新建線與既有線交叉、并行及引入接軌等情況將會(huì)越來(lái)越多。由于高速鐵路無(wú)砟軌道路基對(duì)變形控制極為嚴(yán)格,在鄰近既有高速鐵路的新建線路基地基區(qū)域進(jìn)行大面積群樁施工,其成樁過(guò)程引發(fā)的擠土擾動(dòng)必然影響既有路基的工作性狀［15］。本文依托魯南高鐵曲阜東站并軌段路基工程,開(kāi)展大面積預(yù)應(yīng)力管樁群樁成樁現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),建立高精度全自動(dòng)化監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),對(duì)成樁過(guò)程鄰近場(chǎng)地的地基土深層水平位移、地表水平和豎向位移及孔隙水壓力變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),研究大面積群樁成樁對(duì)鄰近場(chǎng)地土體變形擾動(dòng)影響,為新建線地基群樁加固的方案設(shè)計(jì)與施工組織提供指導(dǎo)。

1 工程背景

魯南高鐵是中國(guó)首例在既有線正常行車情況下進(jìn)行聯(lián)絡(luò)線路基施工的線路。新建魯南高鐵曲阜東站采用高鐵上、下聯(lián)絡(luò)線與京滬高鐵進(jìn)行接軌,如圖1所示,因此需要將京滬路基拓寬以滿足接軌要求,相應(yīng)地要在路基拓寬區(qū)域采用樁基對(duì)新建聯(lián)絡(luò)線地基進(jìn)行加固,如圖2所示。然而在新建線地基大面積群樁施工可能引發(fā)鄰近路基的擠土擾動(dòng),進(jìn)而給京滬高鐵的運(yùn)營(yíng)帶來(lái)不利影響。因此,開(kāi)展群樁成樁試驗(yàn)對(duì)了解大面積群樁成樁對(duì)鄰近路基的擠土擾動(dòng)影響至關(guān)重要。

試驗(yàn)區(qū)位于新建魯南高鐵正線東側(cè)的擬建綜合維修車間整體式道床復(fù)合地基加固范圍內(nèi),其場(chǎng)地位置參見(jiàn)圖1。試驗(yàn)場(chǎng)地所在區(qū)域?qū)贈(zèng)_洪積平原地貌,地勢(shì)平坦。表1給出了試驗(yàn)區(qū)地層分布及土層基本力學(xué)參數(shù)。地下水位埋深11.2～13.5 m,受大氣降水補(bǔ)給,水位變化幅度1～2 m。

圖1 曲阜東站線路平面布置

圖2 并軌段路基典型橫剖面

表1 試驗(yàn)區(qū)地層分布

選取預(yù)應(yīng)力管樁（以下簡(jiǎn)稱管樁）進(jìn)行試驗(yàn),為了弱化管樁對(duì)鄰近場(chǎng)地的擠土擾動(dòng)影響,設(shè)計(jì)以微型注漿鋼管樁（以下簡(jiǎn)稱微型樁）為隔離樁的試驗(yàn)方案,2種樁型截面形狀尺寸如圖3所示。

圖3 2種樁型截面尺寸

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 試驗(yàn)區(qū)規(guī)劃

試驗(yàn)總體規(guī)劃4 個(gè)區(qū),如圖4所示。試驗(yàn)I 區(qū)及III區(qū)在管樁壓樁以前分別先進(jìn)行5排和8排微型樁施工以考察微型樁對(duì)管樁擠土擾動(dòng)的隔離效果。試驗(yàn)II 區(qū)管樁及試驗(yàn)IV 區(qū)前5 排管樁分別采用引孔15 m、引孔20 m 成樁工藝進(jìn)行靜壓以考察引孔工藝對(duì)擠土變形的弱化效應(yīng),引孔直徑0.3 m。各區(qū)每排管樁14 根,每排微型樁56 根。采用山河智能ZYJ680 液壓壓樁機(jī)對(duì)管樁進(jìn)行靜壓施工,管樁樁長(zhǎng)30 m,分3 段壓入土中；采用XY-2 型微型鉆孔機(jī)進(jìn)行微型樁鉆孔施工。各區(qū)成樁順序見(jiàn)圖4（c）中的箭頭方向。

圖4 試驗(yàn)區(qū)成樁施工布置

2.2 監(jiān)測(cè)布置

建立圖5所示高精度全自動(dòng)化監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),對(duì)成樁過(guò)程鄰近土體的地表位移、深層水平位移及孔隙水壓力變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。采用Leica Nova TS-60 對(duì)地表位移進(jìn)行監(jiān)測(cè),每15 min 自動(dòng)觀測(cè)1次,精度1.5 mm；采用DCM 自動(dòng)全向傳感水平位移計(jì)監(jiān)測(cè)深層土體水平位移,每15 min 自動(dòng)觀測(cè)1 次,精度1.5 mm；采用JMZX-5506HAT弦式滲壓計(jì)監(jiān)測(cè)孔隙水壓力變化,每1 h 自動(dòng)觀測(cè)1 次,精度1 kPa。利用數(shù)據(jù)無(wú)線收發(fā)模塊,通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)終端數(shù)據(jù)自動(dòng)采集與分析。

在4 個(gè)試驗(yàn)區(qū)的中線位置布設(shè)A,B,C 和D共4 個(gè)監(jiān)測(cè)斷面,如圖6所示。每個(gè)監(jiān)測(cè)斷面設(shè)置8個(gè)地表位移測(cè)點(diǎn),各測(cè)點(diǎn)距離試驗(yàn)區(qū)邊界距離依次為1.0,5.0,8.0,11.3,16.3,20.0,35.5和60.0 m,對(duì)應(yīng)編號(hào)為s-1—s-8。在距試驗(yàn)區(qū)邊界1.0 m 及5.0 m 處,設(shè)置2 個(gè)深層水平位移測(cè)孔,孔深30 m,對(duì)應(yīng)編號(hào)為d-1和d-2。圖6中x,y分別表示橫向和縱向水平位移方向。每個(gè)斷面設(shè)置10個(gè)孔隙水壓力測(cè)點(diǎn),布置于地表位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)的正下方。然而現(xiàn)場(chǎng)成樁過(guò)程中,因地下水位處于粗砂層,加上引孔工藝等因素導(dǎo)致超孔壓消散過(guò)快,孔壓計(jì)并未測(cè)到明顯的超孔隙水壓力,因此不對(duì)孔壓計(jì)的分布詳細(xì)描述,后文研究重點(diǎn)是對(duì)成樁過(guò)程各測(cè)點(diǎn)的擠土擾動(dòng)變形展開(kāi)分析。

圖5 高精度全自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

圖6 測(cè)點(diǎn)平面布置

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 土體橫向水平位移

圖7給出了成樁過(guò)程各試驗(yàn)區(qū)d-1 測(cè)孔的橫向水平位移與土體埋深的關(guān)系曲線。d-2 測(cè)孔橫向水平位移曲線規(guī)律與d-1 測(cè)孔基本一致,只是數(shù)值有所相差,故不再給出。為了消除壓樁過(guò)程土體位移在時(shí)間上的滯后效應(yīng),圖中所提取的每條位移曲線為該排管樁施工完成后靜置2 h后的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

圖7 深層土體橫向水平位移

從圖7可以看出：大面積成樁過(guò)程中,隨著成樁排數(shù)的增多,不同深度土體的橫向水平位移逐漸增大,其發(fā)展經(jīng)歷快速、慢速及逐步穩(wěn)定3 個(gè)階段。以試驗(yàn)IV 區(qū)為例：在前7 排壓樁過(guò)程中,由于樁位與測(cè)點(diǎn)水平距離相對(duì)較近,擠土位移發(fā)展相對(duì)較快,增幅明顯；而在第8—第11 排壓樁過(guò)程中,樁位離測(cè)點(diǎn)距離逐漸增大,并且先壓入的樁體使前排土體整體剛度增大,對(duì)后壓入的樁體的擠土效應(yīng)具有隔離作用,位移發(fā)展相對(duì)較慢,增幅較??；在第11排以后,受水平距離及隔離作用影響,測(cè)點(diǎn)已逐漸超出壓樁引起擠土變形的最大范圍,位移增量很小。

隨著埋深的增大,橫向水平位移總體上呈減小趨勢(shì),最大位移發(fā)生在地表測(cè)點(diǎn)。值得注意的是,在深度約為12～19 m 土層之間,橫向水平位移出現(xiàn)增大趨勢(shì),結(jié)合表1現(xiàn)場(chǎng)土層勘測(cè)資料,該深度分布有厚度5.3 m 的中密粗砂層,壓樁過(guò)程中樁端將粗砂層土體向樁側(cè)排擠,導(dǎo)致該層側(cè)向位移較其他層相對(duì)更大。

對(duì)比試驗(yàn)IV區(qū)與試驗(yàn)II區(qū)d-1測(cè)孔位移曲線可以進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),試驗(yàn)IV 區(qū)最大橫向水平位移為17.2 mm,比II區(qū)最大位移量11.7 mm 要大。相比IV 區(qū),II區(qū)全部采用引孔15 m 壓樁,盡管IV 區(qū)前5 排采用引孔20 m 壓樁,但后9 排的無(wú)引孔成樁使土體擠土變形加快并超過(guò)II區(qū),說(shuō)明引孔工藝對(duì)擠土變形起到了較好的防控效果；相應(yīng)地,從III 區(qū)和I 區(qū)位移曲線可知,試驗(yàn)I 區(qū)最大橫向水平位移（13.2 mm）比III 區(qū)的（12.5 mm）要大,一方面是由于III區(qū)無(wú)引孔壓樁只有12排,而I區(qū)有13排,另一方面是由于III 區(qū)的8 排微型樁對(duì)管樁擠土變形的隔離效應(yīng)要強(qiáng)于I區(qū)的5排微型樁。

有學(xué)者［16］根據(jù)C SAGASETA 匯—源理論［17］對(duì)單樁成樁引起的土體位移進(jìn)行理論求解,假設(shè)土體為均質(zhì)、各向同性,且將樁體的打入過(guò)程等價(jià)為球體注入土體過(guò)程,只考慮xz平面（x為距樁軸線距離,z為埋深）,則單樁成樁引起的土體徑向水平位移Sxs為

式中：d0為樁徑；L0為樁長(zhǎng)。

并且認(rèn)為群樁成樁引起的某點(diǎn)土體水平位移為每根單樁引起該點(diǎn)位移的線性疊加。盡管此求解公式無(wú)法考慮引孔對(duì)位移場(chǎng)的影響,但作為規(guī)律性探討,本文將實(shí)測(cè)位移曲線與理論值進(jìn)行對(duì)比。計(jì)算時(shí),先計(jì)算單根壓樁引起d-1 測(cè)孔的擠土位移量（每根樁位與d-1 測(cè)孔的水平距離不同）,然后對(duì)全部管樁壓樁引起的擠土位移量進(jìn)行疊加。

圖8給出了試驗(yàn)IV 區(qū)與II 區(qū)d-1 測(cè)孔的實(shí)測(cè)位移與理論值對(duì)比。

圖8 橫向水平位移實(shí)測(cè)值與理論值對(duì)比

由圖8可知,隨著埋深的增大,計(jì)算與實(shí)測(cè)橫向水平位移均呈減小趨勢(shì),但二者在數(shù)值上偏差較大,理論最大值約為IV 區(qū)實(shí)測(cè)最大值的2 倍。其主要原因?yàn)椋孩僖状胧┯行Ы档土薎V 和II 區(qū)壓樁過(guò)程中的擠土變形量；②理論計(jì)算沒(méi)有考慮先壓入樁體對(duì)后壓入樁體的隔離作用以及樁周土體的壓縮性與擠密過(guò)程,導(dǎo)致計(jì)算位移量偏大。

從圖8還可看出,近樁端（埋深24～30 m）土體的橫向水平位移量減小幅度明顯增大。一方面,由于水平位移計(jì)工作原理及埋設(shè)長(zhǎng)度的限制,樁端處實(shí)測(cè)位移量趨于0；另一方面,理論計(jì)算是根據(jù)球體體積與球體貫入土體時(shí)所排開(kāi)土體體積相等的原則進(jìn)行換算,沒(méi)有考慮樁端土體擠密過(guò)程與壓縮性,導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏大,樁端計(jì)算位移量約為最大位移量的一半。

3.2 地表隆起

圖9分別給出了各區(qū)成樁過(guò)程地表豎向位移隨距離變化的歸一化（將地表豎向位移量Sz與水平距離r分別除以樁徑d）關(guān)系曲線。盡管s-8 測(cè)點(diǎn)（距樁軸線水平距離150d）基本不受壓樁擠土影響,但由于晝夜溫差的作用,該測(cè)點(diǎn)豎向位移仍在較小幅值內(nèi)周期性波動(dòng)。因此,為了消除溫差對(duì)其他測(cè)點(diǎn)的影響,以s-8 測(cè)點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)其他測(cè)點(diǎn)位移進(jìn)行溫度修正,即：將其他測(cè)點(diǎn)位移減去對(duì)應(yīng)時(shí)刻s-8 測(cè)點(diǎn)位移,并將s-8 測(cè)點(diǎn)位移曲線設(shè)為Sz/d=0 mm。

從圖9可以看出：4 個(gè)試驗(yàn)區(qū)在壓樁過(guò)程中,地表測(cè)點(diǎn)都出現(xiàn)了明顯隆起,并且隨著壓樁排數(shù)的增多,地表隆起逐漸增大,與橫向水平位移發(fā)展規(guī)律類似,經(jīng)歷快速、慢速及逐步穩(wěn)定3個(gè)階段。隨著測(cè)點(diǎn)與樁軸線水平距離的增大,地表隆起呈指數(shù)型衰減,這與文獻(xiàn)［18］中數(shù)值模擬結(jié)果曲線分布規(guī)律較為一致。4 個(gè)試驗(yàn)區(qū)壓樁引起s-1 測(cè)點(diǎn)的最大隆起量為IV區(qū)0.005 2d,II 區(qū)0.006 2d,比III 區(qū)和I 區(qū)要大,主要原因在于III 區(qū)與I 區(qū)壓入管樁的數(shù)量要少于IV 區(qū)和II 區(qū),并且III 區(qū)與I 區(qū)先施工的微型樁對(duì)后壓入的管樁有隔離作用。

從圖9中位移曲線分布特征,可確定本壓樁試驗(yàn)地表豎向位移的橫向影響范圍約為30d。目前針對(duì)成樁引起的地表隆起變形試驗(yàn)成果相對(duì)較少,且基本集中在較少樁數(shù)的研究,表2給出了本文成果與文獻(xiàn)成果的對(duì)比。由表2可知,相比少量樁數(shù)的成樁試驗(yàn),本文大面積群樁試驗(yàn)地表隆起變形影響范圍要大得多,但由于預(yù)鉆引孔作用,地表隆起量相對(duì)較小,從圖9（c）位移曲線走勢(shì)來(lái)看,最大隆起量在0.006d～0.008d。由此可見(jiàn),盡管壓樁數(shù)量較多,但引孔措施對(duì)控制地表隆起變形有顯著效果。

圖9 地表豎向位移

3.3 引孔對(duì)擠土變形的防控效果

預(yù)鉆引孔可以大幅度減少管樁壓入所要置換的土體體積,從而減少地表隆起及樁周土體徑向變形。有學(xué)者［19-20］采用理論分析及數(shù)值模擬方法對(duì)預(yù)鉆引孔措施防控?cái)D土變形進(jìn)行研究,但大面積群樁采用引孔措施防控?cái)D土變形的試驗(yàn)研究成果鮮有報(bào)道。本文采用了2 種深度引孔工藝進(jìn)行試驗(yàn),可以定量地對(duì)比在該地質(zhì)條件下2 種引孔深度的防擠效果。

試驗(yàn)IV區(qū)前5排為引孔深度20 m壓樁,后9排為無(wú)引孔壓樁,試驗(yàn)II 區(qū)14 排為引孔深度15 m 壓樁。圖10分別對(duì)比了試驗(yàn)IV、II區(qū)成樁過(guò)程d-1和d-2測(cè)孔土體橫向水平位移發(fā)展情況。

由圖10可知：前5 排壓樁完成時(shí),IV 區(qū)在d-1測(cè)孔位置水平位移整體上與II 區(qū)持平,而d-2 測(cè)孔測(cè)試結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn),II區(qū)橫向水平位移量顯著大于IV 區(qū),其最大值約為IV 區(qū)的1.4 倍,說(shuō)明引孔深度20 m的防擠效果比引孔深度15 m更強(qiáng)。

至壓樁全部完成,試驗(yàn)IV區(qū)后9排的無(wú)引孔壓樁使得在d-1 及d-2 測(cè)孔的水平位移超過(guò)II區(qū)（后9排采用引孔深度15 m壓樁）。提取2個(gè)區(qū)由后9排壓樁引起的地表水平位移量ΔSi（i=I,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ）,在d-1 測(cè)孔中：試驗(yàn)IV 區(qū)ΔSIV=10.0 mm,試驗(yàn)II 區(qū)ΔSII=3.8 mm；而在d-2 測(cè)孔中,試驗(yàn)IV 區(qū)ΔSIV=9.6 mm,試驗(yàn)II 區(qū)ΔSII=3.5 mm,可知試驗(yàn)IV 區(qū)后9排無(wú)引孔壓樁引發(fā)的地表橫向水平位移量約為II區(qū)后9排引孔15 m壓樁引發(fā)位移量的3倍。

綜上,在本試驗(yàn)土層條件下,引孔15 m 及引孔20 m 措施對(duì)橫向水平擠土變形的防控效果顯著,且引孔20 m的防擠效果強(qiáng)于引孔15 m。

3.4 橫向水平擾動(dòng)影響范圍

壓樁過(guò)程引發(fā)鄰近土體變形的影響范圍是學(xué)者們重點(diǎn)關(guān)注問(wèn)題［12-13,21］,影響范圍的確定對(duì)于指導(dǎo)鄰近建（構(gòu)）筑物采取合理防控措施具有重要作用。本文3.2 節(jié)中已對(duì)壓樁引起的地表隆起影響范圍進(jìn)行確定,以下結(jié)合實(shí)際工程要求,以地表橫向水平位移量1.5 mm 作為控制值,探討各試樁區(qū)成樁過(guò)程中橫向水平擾動(dòng)影響范圍。

圖11給出了各區(qū)地表橫向水平擾動(dòng)影響范圍隨成樁進(jìn)程的變化情況。由圖11可知,隨著成樁排數(shù)的增多,最大影響范圍呈階梯式增大（主要是因?yàn)楸疚臏y(cè)點(diǎn)數(shù)量有限,僅通過(guò)測(cè)點(diǎn)距離判斷最大影響范圍）,試驗(yàn)IV 區(qū)和II區(qū)相比III 區(qū)和I區(qū)率先達(dá)到最大影響范圍,成樁完成時(shí),4 個(gè)區(qū)成樁引起鄰近土體的橫向水平擾動(dòng)影響范圍都在35.5 m 左右,約為樁徑的88 倍。針對(duì)該試驗(yàn)依托工程,若高鐵上、下聯(lián)絡(luò)線地基采用與試驗(yàn)等寬度范圍的靜壓群樁施工方案,既有京滬高鐵路基地基都在擠土影響范圍內(nèi),考慮到京滬高鐵地基已采用CFG 樁加固,擠土變形量將會(huì)比試驗(yàn)值有所減小,但減小程度有待進(jìn)一步研究。

表2 地表隆起位移對(duì)比

圖10 試驗(yàn)IV區(qū)及II區(qū)壓樁過(guò)程橫向水平位移對(duì)比

3.5 位移發(fā)展與成樁進(jìn)度的相關(guān)性

圖11 各區(qū)最大影響范圍對(duì)比

下面以IV 區(qū)及II 區(qū)地表測(cè)點(diǎn)的橫向水平位移為依據(jù),定量剖析群樁成樁引起的地表位移與成樁進(jìn)度的相關(guān)性。圖12給出了2 個(gè)試驗(yàn)區(qū)在地表8個(gè)測(cè)點(diǎn)的累計(jì)橫向水平位移百分比與成樁進(jìn)度的關(guān)系曲線。累計(jì)橫向水平位移百分比定義為：該排樁完成時(shí)所引起的累計(jì)位移量占該區(qū)壓樁完成時(shí)總位移量的百分比,表征該排壓樁引起的累計(jì)位移量對(duì)最大位移量的貢獻(xiàn)值,圖中部分測(cè)點(diǎn)超過(guò)100%是由于達(dá)到最大位移后隨著壓樁繼續(xù)位移出現(xiàn)回彈所致。由圖12可知,各測(cè)點(diǎn)的累計(jì)位移百分比隨著壓樁排數(shù)的增多逐漸增大,并趨于100%。II 區(qū)在前5 排壓樁過(guò)程中,位移百分比增幅較大；第5 排以后增幅逐漸放緩；至第10 排完成時(shí),累計(jì)位移百分比接近100%,表明壓樁擠土變形接近最大值,后續(xù)壓樁對(duì)測(cè)點(diǎn)變形影響很小。與II 區(qū)不同,IV區(qū)在第5排壓樁完成后累計(jì)位移百分比增幅逐漸放緩,但在第6～7 排壓樁過(guò)程中增幅重新增大,主要原因在于IV 區(qū)第6 排開(kāi)始采用無(wú)引孔壓樁,擠土效應(yīng)更加明顯。至第11 排壓樁完成時(shí),擠土變形位移基本已發(fā)展完成。

圖12 地表8個(gè)測(cè)點(diǎn)累計(jì)位移百分比與成樁進(jìn)度關(guān)系

圖13給出了2 個(gè)試驗(yàn)區(qū)在地表8個(gè)測(cè)點(diǎn)的單排壓樁新增位移量與成樁進(jìn)度的關(guān)系曲線?？梢钥闯?隨著壓樁排數(shù)的增多,單排壓樁新增位移量呈先增大后減小趨勢(shì),試驗(yàn)II 區(qū)前5 排的新增位移量明顯大于其后各排壓樁的新增位移量,說(shuō)明前5排壓樁對(duì)擠土變形的發(fā)展影響更大；而在IV 區(qū)中,單排壓樁新增最大位移量發(fā)生在第6～7 排,間接說(shuō)明第6～7 排的無(wú)引孔壓樁對(duì)擠土變形的影響更為顯著。

圖13 單排壓樁新增位移量與成樁進(jìn)度關(guān)系

4 結(jié) 論

（1）大面積靜壓群樁成樁過(guò)程中,隨著成樁排數(shù)的增多,不同深度土體的橫向水平累計(jì)位移逐漸增大,位移發(fā)展經(jīng)歷快速、慢速及逐步穩(wěn)定3個(gè)階段；橫向水平位移沿深度總體上呈減小趨勢(shì),其分布與土層性質(zhì)有關(guān)?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)位移曲線沿深度分布與C SAGASETA 匯—源理論解較為一致,但由于理論解不能考慮預(yù)引孔以及先壓入樁對(duì)后壓樁擠土效應(yīng)的隔離作用,結(jié)果偏大。

（2）大面積靜壓群樁將引起明顯的地表隆起,隨著壓樁排數(shù)的增多,隆起值逐漸增大并趨于穩(wěn)定,隨著測(cè)點(diǎn)與樁軸線水平距離的增大,地表隆起呈指數(shù)型衰減。相比樁數(shù)較少的成樁過(guò)程,本次壓樁試驗(yàn)地表豎向位移的橫向影響范圍要大得多,最大影響范圍約為30d；但受引孔措施的影響,最大隆起量更小,僅為0.006d～0.008d。

（3）在本試驗(yàn)條件下,先成樁的微型樁對(duì)后壓入的管樁具有隔離作用,微型樁加固范圍越寬,其隔離作用越強(qiáng)；引孔15 m 及引孔20 m 措施對(duì)擠土變形的防控效果顯著,引孔20 m 的防擠效果強(qiáng)于引孔15 m。

（4）隨著成樁排數(shù)的增多,擠土擾動(dòng)影響范圍逐漸增大,并趨近于定值；橫向擠土影響范圍大于豎向隆起影響范圍。本試驗(yàn)條件下,橫向變形最大影響范圍約88d。

（5）擠土位移發(fā)展與成樁進(jìn)度存在非線性相關(guān)性。隨著壓樁排數(shù)的增多,單排壓樁新增位移量呈先增大后減小趨勢(shì)；當(dāng)壓樁排數(shù)到達(dá)一定數(shù)量時(shí),擠土變形趨于定值,后續(xù)再壓樁引起的擠土變形可忽略不計(jì)。