趙 捆 柱

(石家莊市住房維修資金管理中心，河北 石家莊 050000)

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軟土地層咬合樁成樁施工建筑沉降探討

趙 捆 柱

(石家莊市住房維修資金管理中心，河北 石家莊 050000)

結(jié)合某工程的地質(zhì)情況及周邊環(huán)境情況，從施工特點(diǎn)、水土流失、套管超前支護(hù)等方面，分析了咬合樁成樁技術(shù)的沉降擾動(dòng)機(jī)制，并通過(guò)施工現(xiàn)場(chǎng)沉降監(jiān)測(cè)，得出了具體的沉降情況，為工程的施工提供了依據(jù)。

軟土地層，咬合樁，沉降監(jiān)測(cè)，穩(wěn)定性

0 引言

軟土地層的咬合樁成樁施工在施工過(guò)程中，如果對(duì)土層處理不當(dāng)，或者對(duì)成樁處理不當(dāng)就會(huì)引起附近建筑沉降問(wèn)題。為了防止軟土地層咬合樁成樁沉降，首先就需要了解它的擾動(dòng)機(jī)制和沉降原因。

1 工程概況

建筑規(guī)模：該項(xiàng)目占地約210畝，總建筑面積60.8萬(wàn)m2，其中地上47.6萬(wàn)m2，地下13.2萬(wàn)m2，建筑密度55%。由購(gòu)物中心(15.6萬(wàn)m2)，寫字樓(7萬(wàn)m2)，公寓(6.24萬(wàn)m2)，住宅(24.9萬(wàn)m2)，商業(yè)街(6.76萬(wàn)m2)，城市配套物業(yè)(0.3萬(wàn)m2)構(gòu)成。

工程地質(zhì)情況：本工程地質(zhì)巖層特征自上而下逐層分布如下：素土層——人工填土，以粘性土加少量碎石回填，松散狀為主，密實(shí)程度不均勻，平均厚度2.67 m。粘土層——主要由粘粒組成，局部含較多砂粒，相變?yōu)楹罢惩粒承暂^強(qiáng)，韌性較好，干強(qiáng)度較高，可塑狀為主，平均厚度3.44 m。淤泥質(zhì)土——以粘粒為主，含少量有機(jī)質(zhì)及砂礫，可塑狀粘土，平均厚度1.72 m。中砂——主要成分為石英中砂顆粒，次為細(xì)砂、粗砂，含較多粘粒，級(jí)配良好，不均勻夾含粘性土中砂。稍密狀為主，局部地段呈松散～稍密狀，平均厚度3.83 m。粉質(zhì)粘土——主要成分為粉粘粒，含少量砂粒，粘性一般，干強(qiáng)度較高?？伤軤顬橹鳎植砍视菜軤?，平均厚度3.21 m。砂質(zhì)粘性土——系花崗巖風(fēng)化殘積土，含較多石英砂粒，具遇水易軟化、崩解。硬塑狀為主，平均厚度6.90 m。全風(fēng)化花崗巖——巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，手捏易碎，遇水易軟化、崩解。巖心呈堅(jiān)硬土柱狀，平均厚度4.13 m。強(qiáng)風(fēng)化花崗巖——巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，原巖結(jié)構(gòu)清晰，礦物成分變化顯著。巖石大部分已風(fēng)化為土狀、半巖半土狀，平均厚度5.48 m。中風(fēng)化花崗巖——主要成分為石英、長(zhǎng)石，巖石堅(jiān)硬，局部夾有微風(fēng)化巖塊。巖石呈塊狀、短柱狀，平均厚度4.22 m。

本工程周邊環(huán)境情況為：東側(cè)——基坑頂距離用地紅線約18 m，與新建地鐵線平行，寮夏車站位于東南角。基坑頂距離康樂(lè)北路最近約7.2 m，距離D400給水管約8.2 m，距離600×300及200×100電信光纜分別約11.3 m，13.2 m。南側(cè)——距離新建售樓部最近約2.5 m。新建售樓部地上2層，基礎(chǔ)為天然基礎(chǔ)。北側(cè)——基坑頂距離康華路最近約24.2 m，距離D400給水管最近25.7 m，距離100×100電纜27 m。

2 咬合樁成樁導(dǎo)致沉降的擾動(dòng)機(jī)制

2.1 施工特點(diǎn)分析

咬合樁成樁是將相鄰混凝土排樁以圓周鑲嵌方式，再用鋼筋籠署入形成具有高防水效果和擋土效果的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。咬合樁常易出現(xiàn)鋼筋籠上浮情況，孔口定位誤差難以控制也是其缺點(diǎn)之一，但咬合樁與一般的排樁施工方式不同，它除了具備單純的支撐作用之外，其形似擋墻的狀態(tài)還可以起到擋水擋土的作用，而且承載力也比較強(qiáng)。一般的咬合樁施工會(huì)用套管鉆機(jī)+超緩凝型混凝土進(jìn)行，其樁體分為兩種，分別是鋼筋混凝土型和素混凝土型，鋼筋混凝土樁的施工必須在素混凝土樁完成凝結(jié)之后進(jìn)行，同時(shí)，需要將鋼筋混凝土樁與素混凝土樁相連的部分切割掉，以形成擋墻。

2.2 水土流失問(wèn)題

當(dāng)?shù)叵滤_(dá)到一定的高度之后，會(huì)對(duì)樁體的孔底造成涌沙或者隆起，所以，在下套管的時(shí)候，要求其下降深度要超過(guò)樁底3 m左右，但是過(guò)度深挖造成地下水位下降，最終就會(huì)出現(xiàn)地下水流失問(wèn)題，但如果達(dá)不到這樣的深度，就會(huì)影響土體的穩(wěn)定性；套管壁厚度選擇不當(dāng)也是引起水土流失的原因之一，一般來(lái)說(shuō)，套管壁的厚度在2 cm左右，然而，在拔出套管的時(shí)候所形成的厚度空隙會(huì)引起孔位坍塌問(wèn)題，當(dāng)土層容量發(fā)生變化，就會(huì)引起建筑沉降，最終出現(xiàn)水土流失問(wèn)題。

2.3 套管超前支護(hù)影響地層擾動(dòng)

在成樁過(guò)程中，卸載作用會(huì)引起樁底土暴露而發(fā)生回彈情況。當(dāng)超前支護(hù)長(zhǎng)度大于1.5 m時(shí)，隔斷作用會(huì)引起土層損失，此時(shí)，卸載作用則可以忽略不計(jì)，但是在此次施工中，軟土地層的敏感性非常強(qiáng)，所以，在施工時(shí)候，施工隊(duì)伍將卸載作用納入到了計(jì)算范圍中。另外，套管超前支護(hù)的長(zhǎng)度與地下水情況、土層構(gòu)造等都有著密切的關(guān)聯(lián)，但目前國(guó)內(nèi)并沒(méi)有明確提出計(jì)算方式和理論依據(jù)，大部分的超前支護(hù)工作是依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工。套管內(nèi)取土作業(yè)中取土面以下土層的回彈作用雖然很小，但是取土位置的卸荷作用卻非常大，而當(dāng)深度達(dá)到hu之后，卸荷作用就可以忽略不計(jì)。

2.4 自由式?jīng)_抓斗的震動(dòng)對(duì)地層擾動(dòng)的影響

使用重量超過(guò)2 t的沖擊抓進(jìn)行取土作業(yè)，一般情況下，沖擊抓沖擊地面的次數(shù)會(huì)超過(guò)80次，此時(shí)，周圍建筑和地表均有強(qiáng)烈的震感，也就是說(shuō)，取土作業(yè)過(guò)程中，已經(jīng)對(duì)周邊的建筑形成了一定的影響。

通過(guò)對(duì)此次施工進(jìn)行實(shí)地探查發(fā)現(xiàn)，附近建筑發(fā)生沉降都是在施工完成之后，并不是在施工過(guò)程中發(fā)生沉降，沖擊抓作業(yè)帶來(lái)的震動(dòng)相當(dāng)于震源，震動(dòng)波的傳導(dǎo)引起周圍建筑的地基土震動(dòng)，反復(fù)的震動(dòng)作用就會(huì)導(dǎo)致地基土出現(xiàn)高孔隙水壓力，對(duì)于透水性較弱的軟粘土層來(lái)說(shuō)，這樣的作用會(huì)長(zhǎng)期保留在土層當(dāng)中，久而久之就會(huì)對(duì)土層的承載力造成影響，如果之前對(duì)周圍建筑地基處理不得當(dāng)，沉降作用就會(huì)越快顯現(xiàn)。

3 施工現(xiàn)場(chǎng)的沉降實(shí)測(cè)分析

3.1 施工概況分析

在本次施工中，為了保障作業(yè)安全，施工隊(duì)伍對(duì)周圍的建筑進(jìn)行了隨工檢測(cè)，對(duì)附近的地鐵線、售樓處大樓以及康華路實(shí)施了地表沉降檢測(cè)。檢測(cè)重點(diǎn)置于地鐵線一側(cè)，工程屬于地下工程，地基施工占據(jù)了其中的重要一部分，所以，施工隊(duì)認(rèn)為本次咬合樁施工對(duì)該工程沉降影響應(yīng)當(dāng)是最為嚴(yán)重、顯現(xiàn)最早的一部分。

鉆孔咬合樁成樁的施工總共分為三個(gè)階段，即施工的前期階段、施工通過(guò)階段、施工后續(xù)階段。劃分的依據(jù)是施工對(duì)周圍建筑的影響與鉆孔成樁以及周圍建筑的位置。有資料表明在上述的三個(gè)階段中，對(duì)周圍建筑影響最大的階段是施工通過(guò)階段。

3.2 沉降原因分析

在新建地鐵線、售樓處大樓和康華路共布設(shè)了30個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，每個(gè)項(xiàng)目布設(shè)10個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。這三個(gè)項(xiàng)目幾乎在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行施工，前后相差不到1周完成施工，檢測(cè)時(shí)間設(shè)置為6個(gè)月，檢測(cè)對(duì)象包括壓頂圈梁施工、第一道鋼竹支撐的安裝、成樁作業(yè)期間。

第一道鋼竹支撐的安裝時(shí)，售樓處大樓出現(xiàn)了較為明顯的沉降，沉降方向與其基坑施工的方向一致，在靠近基坑一側(cè)沉降更為明顯，達(dá)到了30.46 mm，而國(guó)家規(guī)定的沉降最大值10.39 mm，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)范圍。從監(jiān)測(cè)結(jié)果中還發(fā)現(xiàn)，此次施工的沉降超過(guò)70%發(fā)生在后期施工當(dāng)中，這說(shuō)明大部分建筑的沉降都具有延遲性，與本次施工同為軟土地層的康華路主干道沉降更為嚴(yán)重，也就是說(shuō)，地質(zhì)條件影響沉降。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降情況見(jiàn)表1。

表1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降情況表

4 結(jié)語(yǔ)

在軟土地層咬合樁施工過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)注意機(jī)械選型和施工設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)周邊建筑建立監(jiān)測(cè)點(diǎn)，隨工監(jiān)測(cè)沉降情況，避免發(fā)生影響建筑物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性的沉降。

[1] 周學(xué)領(lǐng)，廖少明，宋 博，等.軟土地層咬合樁成樁施工引起的鄰近建筑沉降分析[J].巖土工程學(xué)報(bào),2016(S1):152-153.

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[4] 陳 斌，施 斌，林 梅.南京地鐵軟土地層咬合樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)的技術(shù)研究[J].巖土工程學(xué)報(bào),2015(3):844-846.

Discussion on the building settlement of occlusive pile pile-forming construction in soft soil stratum

Zhao Kunzhu

(ShijiazhuangHousingMaintenanceFundManagementCenter,Shijiazhuang050000,China)

Combining with the geological conditions and surrounding environment of an engineering, from the construction characteristics, soil erosion, casing advance support and other aspects, this paper analyzed the settlement disturbance mechanism of occlusive pile pile-forming technology, and through the construction site settlement monitoring, obtained specific settlement situation, provided basis for the engineering construction.

soft ground, occlusive pile, settlement monitoring, stability

1009-6825(2016)22-0083-02

2016-05-25

趙捆柱(1961- )，男

TU473

A