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        樁基在深大基坑開挖下的影響及其檢測技術(shù)問題分析

        2016-12-27 02:53:02汪應(yīng)朝武漢地質(zhì)勘察基礎(chǔ)工程有限公司湖北省武漢市430072
        低碳世界 2016年34期
        關(guān)鍵詞:樁體深基坑樁基

        汪應(yīng)朝(武漢地質(zhì)勘察基礎(chǔ)工程有限公司,湖北省武漢市430072)

        樁基在深大基坑開挖下的影響及其檢測技術(shù)問題分析

        汪應(yīng)朝(武漢地質(zhì)勘察基礎(chǔ)工程有限公司,湖北省武漢市430072)

        針對深大基坑開挖問題,若未進(jìn)行有效處理,則會引起土體結(jié)構(gòu)的變化,通常情況下土體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)回彈隆起情況。當(dāng)前采用地表試樁檢測技術(shù),雖然在一定程度上對深大基坑樁基穩(wěn)定性進(jìn)行控制,但因樁基作業(yè)條件、開挖程序的不同,使地表試樁檢測技術(shù)難以發(fā)揮自身的優(yōu)勢?;诖吮疚慕Y(jié)合實(shí)際工程案例,針對不同檢測技術(shù),分析深大基坑開挖中對樁基穩(wěn)定與安全性的影響。

        樁基;深大基坑;開挖;檢測技術(shù)

        城市化進(jìn)程的加快,促使高層、超高層建筑頻繁出現(xiàn)的人們視野中,由此實(shí)現(xiàn)深基坑工程的快速發(fā)展。但在基坑開挖環(huán)節(jié)中,因開挖流程、地質(zhì)環(huán)境等因素考慮不周,引發(fā)工程問題日漸增多,如地下管線破裂、建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定遭受影響、土體回彈隆起等,加之基坑開挖作業(yè)環(huán)境一般在軟土層、地下水水位較高的區(qū)域內(nèi)完成,略有不慎,則會造成工程安全事故的發(fā)生。

        1 工程實(shí)例

        某市為發(fā)展經(jīng)濟(jì),開展寫字樓工程項(xiàng)目建設(shè),其中地下面積為28920m2、共有3層;地上面積76160m2、高度為196m;項(xiàng)目地處三面環(huán)水地界;基坑面積在14000m2、深度在8.60~10.60m、基坑周長在520m、灌注樁直徑在1m、樁體長度在56m;該地界土質(zhì)主要為淤泥黏土質(zhì),且基坑底部位于含水層上側(cè)?;诖嗽谶M(jìn)行基坑開挖環(huán)節(jié)時(shí),若未對基坑深度進(jìn)行準(zhǔn)確測量,則會因地下水水位的上升,對基坑與圍護(hù)墻穩(wěn)定性造成影響。①施工現(xiàn)場土層分布情況:表面淺層松散質(zhì)土層,建筑垃圾厚度在0.2~0.7m、碎磚或碎石厚度在0.5~3m;粉質(zhì)黏土,厚度在0.4~1.7m;灰色粉土,厚度在2~5mm;泥質(zhì)黏土,厚度在5.9~9.6m;黃色黏土,厚度在3.3~6.3m;粉砂,厚度在3.4~8.9m;綠色粉土,厚度在2.9~7.0m;粉質(zhì)黏土厚度在1.9~4.9m。②地下水依據(jù)埋藏條件的不同,分為潛水層與承壓水層,其中淺水層水位深度在1.5m左右,同時(shí)潛水水位會隨著河水位的變化而變化;承壓水層含水量較高,水位深度在2.4m左右。

        2 樁基在深大基坑開挖下的影響效果

        2.1 樁基承載力下降

        在深基坑開挖工作中,由于土體出現(xiàn)大范圍流失,使其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降,如承載力降低、承載性狀改變等。與此同時(shí)在深基坑開挖中,坑外也會存在不同程度的樁基結(jié)構(gòu)改變,如水平位移、豎向位移、深層水平位移等。筆者為了分析樁基在深大基坑開挖下的影響效果,依據(jù)樁基承載力、承載性狀的不同,對其進(jìn)行詳細(xì)闡述。

        (1)承載力下降。深基坑開挖項(xiàng)目的開展,可使樁基頂部承載力呈現(xiàn)下降、全部拆除的趨勢。若深基坑開挖范圍、空間、寬度相對較大,則會引起樁基承載力的大幅度降低,最終對樁體側(cè)面摩擦阻力造成影響,致使樁體出現(xiàn)不同程度的豎向剛度改變情況。對樁基承載力原理進(jìn)行研究是開展抗拔樁承載力研究中較為常見的方法,即通過對樁體、土體接觸面積的差異,結(jié)合接觸面法向力原理的運(yùn)用,對樁體側(cè)面摩擦阻力進(jìn)行合理判斷,從而分析在深基坑開挖中對樁體承載力的應(yīng)用效果。

        (2)承載性狀改變。深基坑開挖樁基卸荷問題是引發(fā)土體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)回彈隆起的主要原因,即土體結(jié)構(gòu)會對樁基上部產(chǎn)生較大的上拔阻力、對樁基下部產(chǎn)生下拔阻力,在土體荷載力在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),則樁基整體長期處于受拉狀態(tài),而土體開挖工作的持續(xù)進(jìn)行,會對樁體上下部阻力平衡條件造成影響,進(jìn)而使樁體豎向剛度受到破壞。筆者通過對國外地基規(guī)范性文件與政策分析中可知,將地基變形納入樁基受力范疇,并作為判斷深大基坑開挖對土體結(jié)構(gòu)影響最為直接的因素。產(chǎn)生該種標(biāo)準(zhǔn)的原因在于:樁基在未受荷載力的作用下,上浮量變動情況相對較大,在一般情況下,會對樁基自身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、安全性造成嚴(yán)重破壞,而土體荷載力的產(chǎn)生,可對樁基上浮問題進(jìn)行合理控制,從而避免項(xiàng)目工程安全事故的發(fā)生。

        2.2 樁基荷載性能檢測

        (1)靜載檢測技術(shù)。靜載檢測技術(shù),主要針對樁基抗壓力、抗拔力、承載力辨別最為合理的方法。通過高科技手段的運(yùn)用,靜載檢測技術(shù)為分析樁體作用機(jī)理提供有利條件。為了有效地對基坑土質(zhì)、地下水等制因限制情況進(jìn)行綜合考究,結(jié)合錨樁法、荷載錨樁聯(lián)合的方式,做好深大基坑坑底試樁工作,其中所涉及的試驗(yàn)儀器為電阻式應(yīng)變計(jì)、位移桿、千斤頂。另外在進(jìn)行樁基整體沉降效果測量時(shí),主要采用百分表與電子位移計(jì)作為主要測量設(shè)備,即在裝置側(cè)面按照對稱性原則,安裝4個(gè)電子位移計(jì),同時(shí)還應(yīng)控制樁體平面沉降測量距離應(yīng)控制在樁基直徑0.5倍范圍內(nèi)。

        (2)自平衡檢測技術(shù)。檢測原理:通過荷載箱在樁體附近位置的安裝,結(jié)合油泵油路的使用,使其荷載箱壓力不斷增強(qiáng),致使樁體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)下降的趨勢,加之樁體摩擦阻力、端阻力的共同作用,分析樁體荷載力與位移之間的變化關(guān)系。關(guān)于樁基荷載力的計(jì)算,按照 《樁承載力自平衡測試技術(shù)規(guī)程》(DB32/T291-1999)標(biāo)準(zhǔn),將樁基承載力計(jì)算公式:

        2.3 樁基質(zhì)量檢測

        針對樁基質(zhì)量檢測工作而言,其是確保建筑項(xiàng)目施工整體質(zhì)量與安全性的主要途徑,具體的樁基質(zhì)量檢測分為兩種檢測手段,即鉆孔取芯檢測手段、水下成像檢測手段。前者檢測手段,即鉆孔取芯檢測手段在判斷樁體裂隙、缺陷等工作中較為常見,具有直觀性與實(shí)用性的優(yōu)勢,其不僅可判斷樁體結(jié)構(gòu)的完整性,還可分析樁體內(nèi)部混凝土離析與疏松狀態(tài),以此降低深大基坑開挖對樁基結(jié)構(gòu)的影響。鉆孔取芯檢測手段具體操作流程:對樁體長度、直徑與混凝土等級、鋼筋分布情況等進(jìn)行測量;判斷實(shí)際鉆孔位置,預(yù)防對樁基內(nèi)部鋼筋造成威脅;采用對照檢測實(shí)驗(yàn)的開展,分析樁體破壞和深大基坑開挖之間的關(guān)聯(lián)。

        后者檢測手段,即水下成像檢測手段與鉆孔取芯檢測手段相對比可知,可對樁基芯樣破損程度與原因進(jìn)行完整化、精準(zhǔn)化以及直觀化分析,但現(xiàn)階段關(guān)于對樁基沉渣厚度辨別中還存在著較大的差異,但不可否認(rèn)水下成像檢測手段具有自身完整性的優(yōu)勢。其中水下成像檢測設(shè)備主要包含主機(jī)和視頻轉(zhuǎn)換器、防水探頭與探頭保護(hù)罩、直流電源、絞盤、滑輪、電纜線以及數(shù)據(jù)線等。在探頭安裝至樁體側(cè)面位置,通過對樁體參數(shù)的拍攝與記錄,最終結(jié)合樁基內(nèi)部混凝土完整性、密實(shí)度的分析與判斷,對其承載性狀進(jìn)一步研究。

        3 結(jié)束語

        綜上所述,深基坑開挖環(huán)節(jié),會使對樁基荷載力造成相應(yīng)的破壞,從而引發(fā)樁體回彈隆起問題的出現(xiàn),其原因?yàn)闃痘Q向剛度、承載力在開挖工作的影響下,會產(chǎn)生較大的摩擦力,長此以往樁身便會呈現(xiàn)不同程度的裂縫與拔斷問題。為此需要開展靜載試驗(yàn)、鉆芯試驗(yàn)與自平衡試驗(yàn)工作,以達(dá)到有效降低基坑開挖作業(yè)流程對樁基影響的目的,避免安全事故的發(fā)生。

        [1]葛愛兵,張 飛,李 飛,等.深大基坑開挖對樁基的影響及其檢測技術(shù)問題研究[J].施工技術(shù),2014(s2):71~75.

        [2]郭文林,千榮強(qiáng).對打樁引起的基坑開挖問題及樁基標(biāo)高影響的分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2014(27).

        [3]管 龍.抗隆起樁對深大基坑坑底隆起影響研究[J].低溫建筑技術(shù),2016,38(5):132~134.

        [4]胡在良,王亞國.虞城特大橋超深大直徑灌注樁施工技術(shù)與質(zhì)量控制[J].鐵道建筑,2015(9):41~44.

        [5]陳志安.超深大直徑鉆孔灌注樁基施工技術(shù)探討[J].文摘版:工程技術(shù),2016(6):16.

        TU753

        A

        2095-2066(2016)34-0188-02

        2016-11-24

        汪應(yīng)朝(1981-),男,工程師,大學(xué)本科,主要從事施工項(xiàng)目管理工作。

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