論打樁引起的基坑開挖問題及樁基標(biāo)高影響分析

胡錚

摘 要：基坑工程往往處于城市人口密集區(qū)，施工時(shí)不僅要保證基坑穩(wěn)定，還要滿足變形的要求，以保證基坑周圍既有建筑物、構(gòu)筑物、地下管線及道路等安全。該文依據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對樁基施工存在標(biāo)高控制不準(zhǔn)確問題進(jìn)行分析。對于施工現(xiàn)場存在的這一質(zhì)量通病，其原因是土體產(chǎn)生變化，既位于基坑工程鄰近的樁基礎(chǔ)受到基坑開挖引起的土體位移的作用。基于此點(diǎn)原因?qū)Υ驑哆^程中一根樁打下對臨樁的影響及基坑開挖對樁基的影響進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：打樁 標(biāo)高 已打入樁 變形 位移 基坑開挖

中圖分類號：TU473.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（a）-0108-01

樁基礎(chǔ)是深基礎(chǔ)應(yīng)用最多的一種基礎(chǔ)形式，它由若干個(gè)沉入土中的樁和連接樁頂?shù)某信_梁組成。樁的作用是將上部建筑物的荷載傳遞到深處承載力較強(qiáng)的土層上或?qū)④浲翆訑D密實(shí)以提高地基土的承載能力和密實(shí)度。當(dāng)進(jìn)行密集沉樁施工且附近有重要設(shè)施或地下構(gòu)筑物時(shí)，為減小土體變形產(chǎn)生的不良影響，常采用背向被保護(hù)建筑物打保護(hù)排樁或控制打樁流水等保護(hù)。樁基施工一般都是把樁基內(nèi)的土通過機(jī)械或者人工排出來（碎石樁是通過擠壓）土石方量很多，如果先進(jìn)行挖土作業(yè)則有可能破壞基底土層影響基地的承載力要求，大量的土方也會(huì)影響挖好的基底標(biāo)高。土方開挖后一般都會(huì)加快施工進(jìn)度、減少基底長時(shí)間暴露產(chǎn)生的質(zhì)量隱患問題。該文就深基坑施工中有關(guān)樁基標(biāo)高方面的問題作以簡要探析。

1 一根樁打下對臨樁標(biāo)高的影響

沉樁施工時(shí)，往往由于沉樁時(shí)使樁四周的土體結(jié)構(gòu)受到擾動(dòng)，改變了土體的應(yīng)力狀態(tài)，相當(dāng)于樁體積的土體向四周排擠，成了樁周顆粒的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，使樁周土體發(fā)生變化。這種變化主要表現(xiàn)為徑向位移，樁尖和樁周一定范圍內(nèi)的土體受到不排水剪切以及很大的水平擠壓，樁周土體接近于“非壓縮性”，產(chǎn)生較大的剪切變形，形成具有很高孔隙水壓力的擾動(dòng)重塑區(qū)，降低了土的不排水抗剪強(qiáng)度，促使樁周鄰近土體會(huì)因不排水剪切而破壞，與樁體積等量的土體在沉樁過程中向樁周發(fā)生較大的側(cè)向位移和隆起。在軟土地區(qū)打樁，這類現(xiàn)象較為普遍。軟土地區(qū)因沉樁速度快，動(dòng)水壓力迅速增加，土體淤泥結(jié)構(gòu)遭到破壞甚至處于流動(dòng)狀態(tài)，更甚土體向四周和地面擠出，引起臨樁上升。地表隆起值見圖1。

由圖1可見距沉樁點(diǎn)越遠(yuǎn)地表隆起量越小，因此為解決這一問題可采取如下措施：

（1）合理布樁，布樁不能過密，以免土體平移過大而加劇向地面隆出的幅度。如樁的根數(shù)多，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整增加布樁面積范圍，減少密度。

（2）避免不合理打樁順序造成的地面隆起。當(dāng)樁的中心距小于4倍樁的直徑時(shí)，應(yīng)慎重?cái)M定打樁方案。打樁順序可按圖2擬定以免土壤受到嚴(yán)重?cái)D壓，使先打入的樁受擠壓而使垂直度標(biāo)高達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。大面積的樁群，宜分成幾個(gè)區(qū)域，由多臺打樁機(jī)采用合理的順序同時(shí)進(jìn)行打設(shè)。

2 基坑開挖對樁基標(biāo)高的影響

基坑開挖時(shí)大量卸載，由于樁間土體中貯存著很大的擠土壓力在瞬問釋放，導(dǎo)致樁上抬。基坑開挖對鄰近樁基影響的機(jī)理是開挖引起坑外土體移動(dòng)，滑移土層作用在鄰近樁基上將使樁基產(chǎn)生附加位移和彎矩，屬于典型的被動(dòng)樁問題。

減小基坑開挖對樁基的影響和采取如下措施：

（1）沉樁時(shí)可打設(shè)袋裝砂井或所料排水板或減少孔隙水壓力的增高；采取鉆孔取土沉樁以減少擠土造成孔隙水壓力增高。

（2）在降排水施工時(shí)事先根據(jù)基坑深度要求按照地質(zhì)勘查報(bào)告所提供的水文地質(zhì)條件，基坑周邊正在進(jìn)行抽降地下水施工時(shí)，應(yīng)查明降深、影響范圍和可能的停抽時(shí)間，以及對基坑側(cè)壁土性指標(biāo)的影響，周邊有振動(dòng)荷載時(shí)，應(yīng)查明其影響范圍和程度。計(jì)算出基坑大概的涌水量每根井點(diǎn)最大出水量，來確定井點(diǎn)數(shù)量，同時(shí)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的抽水設(shè)備。

3 基坑與土方開挖注意事項(xiàng)

（1）基地超挖：開挖基坑或管溝均不得超過基底標(biāo)高。如個(gè)別地方超挖時(shí)，其處理方法應(yīng)取得設(shè)計(jì)單位的同意，不得私自處理。（2）土地區(qū)樁基挖土應(yīng)防止樁基位移：在密集群樁上開挖基坑時(shí)，應(yīng)在打樁完成后，間隔一段時(shí)間，再對稱挖土；在密集樁附近開挖基坑時(shí)應(yīng)事先確定樁基位移的措施。（3）底為保護(hù)：基坑開挖后應(yīng)盡量減少對基土的擾動(dòng)。如基礎(chǔ)不能及時(shí)施工時(shí)，可在基底標(biāo)高以上留出0.3 m厚土層，待做基礎(chǔ)時(shí)再挖掉。（4）施工順序不合理：土方開挖宜先從低處進(jìn)行，分層分段依次開挖，形成一定坡度，以利排水。（5）開挖尺寸不足：基坑或管溝底部的開挖寬度，除結(jié)構(gòu)寬度外，應(yīng)根據(jù)施工需要增加工作面寬度。如排水設(shè)施、支撐結(jié)構(gòu)所需的寬度，在開挖前均應(yīng)考慮。（6）基坑或管溝邊坡不直不平，基底不平：應(yīng)加強(qiáng)檢查，隨挖隨修，并要認(rèn)真驗(yàn)收。

4 結(jié)語

綜上所述，基坑于相鄰建筑的樁基礎(chǔ)是一個(gè)相互影響的體系，在這個(gè)體系中，基坑開挖引起的土體移動(dòng)對相鄰建筑物樁基礎(chǔ)產(chǎn)生了不利影響；而鄰近樁基礎(chǔ)會(huì)在基坑周圍土體中起到骨架作用，分擔(dān)了基坑周圍土體的部分側(cè)向土壓力，而這間接降低了作用于基坑圍護(hù)墻體的側(cè)向土壓力以及側(cè)向位移，有利于基坑開挖。為了減少打樁引起的基坑開挖問題，需要科學(xué)設(shè)計(jì)、精心施工、保護(hù)坑邊建筑與環(huán)境，不斷提高深基坑支護(hù)技術(shù)和管理水平。

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