江苏省盐城市射阳县建设工程质量检测中心
摘要:在开挖深大基坑时最重要的影响就是会造成该区域土体出现隆起回弹情况,严重影响了坑底桩基的形成。现阶段在进行深大基坑开挖时主要使用的是地表桩基测定技术,桩基工作条件下的工程桩明显不同于基坑开挖阶段的工程桩,本文主要是以软土地区深大基坑开挖的实际工程为主,分析和研究坑底工程桩遭受土体开挖卸荷的各方面影响。此外,按照桩基承载性能以及承载力的变化情况,论述基坑开挖对钻芯孔内摄像,自平衡试验,静载试验以及钻芯法试验等桩基检测方式的影响,掌握和了解了在土体开挖卸荷过程中,单桩偏移程度,拉断上拔破坏以及承载力特征等各个方面的评估方式。
关键词:深大基坑开挖;桩基;影响因素;检测技术
随着社会经济水平的发展,也相应带动了交通行业以及城市建筑行业的蓬勃发展,出现了大量地下工程以及高层建筑,这就相应产生了较多的深大基坑开挖工程,该工程在实际建设施工过程中常常会伴随较多的建设问题,例如基坑开挖对周边环境的影响,破坏和损伤了地下线路,影响了周边建筑物的安全性,容易出现基坑隆起回弹情况,严重影响了过程桩,尤其是在地下水位较高以及软土地区进行深大基坑开挖工作,极易出现基底失稳隆起情况,造成工程桩位移现象,提升了了工程施工的安全隐患。根据有关资料显示,某些由于建造地下车库,需要开挖深大基坑,但在实际施工过程中出现了基底回弹事故,致使桩土上移了2厘米,并且导致40%左右的工程桩出现断裂情况。还有某地由于建设地铁隧道,也需要开挖深大基坑,导致基桩出现不同程度的上浮,并且出现大量断裂情况,基底回弹导致桩基断裂,并且致使35%左右的灌注桩出现严重缺陷。
1、实际工程案例分析
某建筑工程是的地上建筑面积大约在87561.43平方米,高度为287米,地下为2层建筑物,建筑面积为21460平方米,该建筑项目临近水源,并且基坑的东南方位距离水源只有15米,西南方向为交通主要干道,东北方向靠近车库,距离为2米。本建筑工程的基坑面积为1.5×104平方米,周长为610米,深度在10米左右,钻孔灌注桩的直径为1米,长度约为60米。在开挖基坑时所涉及的范围内土体质量低,主要为黏质泥土,并且基底与含水层较近,在软土条件下进行基坑开挖会影响其稳定性以及容易造成围护墙形变,严重影响的桩基的稳定性以安全性。
2、施工场地的水文地质条件
该施工场地的地下土层有表面至深度的分布情况为:a.表面为杂填土,并且有0.9米左右的建筑垃圾,下部分为黏土与碎石,厚度为1.8米左右;b.粉质黏土,厚度为1米左右;c.灰色粉土,具有较高的湿度,厚度在4厘米左右,还夹杂有粘性土,厚度在1.3米左右;d.淤泥质黏土夹杂粉质黏土,厚度在8米左右;e.灰黄色黏土,底部为粉质黏土,厚度在5米左右;f.粉砂夹杂粉土,湿度较高,局部为薄层粘性土,厚度在6米左右;g.灰绿色粉土,湿度较高,中密,厚度在5米左右;h.绿色粉质黏土夹杂薄层粉土,厚度在3米左右。
施工场地地下水:该施工场地的地下水主要是承压水和潜水,潜水主要分布在a,b层,土质为粘性土,具有较弱的身体性,排水难度较大,稳定水位的深度约为2米。该场地的承压水主要在f,g层,含有丰富水量。
3、基坑开挖对工程桩的影响
3.1削弱承载力
在进行深大基坑开挖时,将会导致出现大范围的卸荷作用。在基坑宽度达到一定最大程度时,将会使卸除的上覆土压力将会大幅度减少土压力,这样就会降低基坑内桩土之间的摩阻力。这样也就相应降低了桩基的竖向刚度以及承载力,使得实际桩承受力小于试桩时。以上分析原理也可适用于抗拔桩,在进行土体开挖卸荷时,桩周土体的竖向应力将会随之降低,这样也就降低了桩侧摩阻力,而拔桩主要是依靠桩侧摩阻力为其提供承载力,损失了土桩的抗拔承载力。
3.2影响承载性状
在进行深大基坑开挖时会导致基底出现隆起回弹情况,这样就会使桩体处于受拉状态。会影响建筑上部结构与地下室的荷载传递,减弱了竖向刚度。土体开挖出现的竖向回弹会会影响整个基坑安全稳定,有可能会造成基坑开挖之后出现桩基受拉情况,导致出现较大的安全事故。对于基坑底的桩位来说,还会导致其出现土体侧向位移情况,造成桩身出现断裂,位移以及弯曲等情况,此外,土体竖向卸荷会导致基坑内的桩体出现拔断以及受拉情况。
对于抗拔桩情况,由于桩体自身在工作期间会承受上拔力,如果出现土体开挖回弹情况,就会导致桩身还未形成预拉力情况下就被拔断甚至拉裂,也将改变桩体受力性状。所以,不管是针对抗拔桩情况还是承压桩,在进行深大基坑开挖时出现的土体卸荷回弹情况都会影响和改变桩体受力性状。
4、检测桩基承受性状
4.1静载试验
对桩基进行静载试验是得知桩横向承载力以及桩轴向抗拔压的有效检测方式。现阶段,工程施工领域应用了较多先进技术,这就为分析研究桩机理提供技术条件。在明确深大基坑开挖条件之后,就可以对单桩竖向抗压承载力进行静载试验。在进行试验时可以使用锚桩或者堆载装置进行,在对桩顶进行试验时,可使用千斤顶进行荷载施加,此时检测桩顶竖向位移程度与荷载之间的关系。在明确单桩承载力之后,可以对桩端阻力以及桩身摩阻力进行检测。
由于基坑开挖会受到土质以及地下水文条件影响,所以为了对桩体进行试验,还可以使用荷载锚桩等方式进行联合试验,尽量在基坑底进行桩体试验。
4.2自平衡检测方式
在对深大基坑基底进行试桩,或者进行水上试桩和坡地试桩时,这时就不能在使用静载试验。以上场地的试桩难度较大,所以适宜使用桩基自平衡静载检测。该检测方式具有简便的装置,并需要较大的场地,并且不需要投入较多的返力荷载,并且前期准备时间比较简便,操作安全性较高。该检测方式的主要原理在于,在桩底附近安装千斤顶,并且利用油路油泵进行地面加载,千斤顶在上顶桩身下压桩底时,会使得桩端阻力与摩擦力之间形成反力。
该试验方式主要应用的装置就是千斤顶,该装置可以进行多次回收使用,一般将回收的装置安装在距离桩底不远的空心预制桩中,在进行试验时,先将千斤顶放在卡口位置,并将其旋转90°,按照顺时针方向,这样就可将其锁住。在完场试验之后将其按照逆时针方向进行90°旋转,将其进行卸载回收。
5、结束语
在进行深大基坑开挖时,会由于土体卸荷导致基底出现隆起回弹情况,严重影响基坑底部工程桩,降低了桩基竖向刚度,并削弱了桩基的承载力,并且在一定程度上会使得桩基出现向上的摩阻力,导致桩体由于拉力作用出现裂缝拔断情况。在实际的深度基层开挖过程中,可以使用自平衡试验以及静载试验,检测开挖程度对于桩基承载性状以及承载力的影响,可以对实际的施工建设起到指导作用,从根本上降低建筑施工期间的事故安全隐患。
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