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）

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。基于此本文結(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)。基于此在進(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。

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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。