樁基在深大基坑開挖下的影響及其檢測技術問題分析

汪應朝（武漢地質勘察基礎工程有限公司，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問題分析

汪應朝（武漢地質勘察基礎工程有限公司，湖北省武漢市430072）

針對深大基坑開挖問題，若未進行有效處理，則會引起土體結構的變化，通常情況下土體結構呈現回彈隆起情況。當前采用地表試樁檢測技術，雖然在一定程度上對深大基坑樁基穩定性進行控制，但因樁基作業條件、開挖程序的不同，使地表試樁檢測技術難以發揮自身的優勢。基于此本文結合實際工程案例，針對不同檢測技術，分析深大基坑開挖中對樁基穩定與安全性的影響。

樁基；深大基坑；開挖；檢測技術

城市化進程的加快，促使高層、超高層建筑頻繁出現的人們視野中，由此實現深基坑工程的快速發展。但在基坑開挖環節中，因開挖流程、地質環境等因素考慮不周，引發工程問題日漸增多，如地下管線破裂、建筑結構穩定遭受影響、土體回彈隆起等，加之基坑開挖作業環境一般在軟土層、地下水水位較高的區域內完成，略有不慎，則會造成工程安全事故的發生。

1 工程實例

某市為發展經濟，開展寫字樓工程項目建設，其中地下面積為28920m2、共有3層；地上面積76160m2、高度為196m；項目地處三面環水地界；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；該地界土質主要為淤泥黏土質，且基坑底部位于含水層上側。基于此在進行基坑開挖環節時，若未對基坑深度進行準確測量，則會因地下水水位的上升，對基坑與圍護墻穩定性造成影響。①施工現場土層分布情況：表面淺層松散質土層，建筑垃圾厚度在0.2～0.7m、碎磚或碎石厚度在0.5～3m；粉質黏土，厚度在0.4～1.7m；灰色粉土，厚度在2～5mm；泥質黏土，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；粉質黏土厚度在1.9～4.9m。②地下水依據埋藏條件的不同，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，由于土體出現大范圍流失，使其結構穩定性下降，如承載力降低、承載性狀改變等。與此同時在深基坑開挖中，坑外也會存在不同程度的樁基結構改變，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，依據樁基承載力、承載性狀的不同，對其進行詳細闡述。

（1）承載力下降。深基坑開挖項目的開展，可使樁基頂部承載力呈現下降、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，最終對樁體側面摩擦阻力造成影響，致使樁體出現不同程度的豎向剛度改變情況。對樁基承載力原理進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，結合接觸面法向力原理的運用，對樁體側面摩擦阻力進行合理判斷，從而分析在深基坑開挖中對樁體承載力的應用效果。

（2）承載性狀改變。深基坑開挖樁基卸荷問題是引發土體結構出現回彈隆起的主要原因，即土體結構會對樁基上部產生較大的上拔阻力、對樁基下部產生下拔阻力，在土體荷載力在標準范圍內，則樁基整體長期處于受拉狀態，而土體開挖工作的持續進行，會對樁體上下部阻力平衡條件造成影響，進而使樁體豎向剛度受到破壞。筆者通過對國外地基規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構影響最為直接的因素。產生該種標準的原因在于：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，會對樁基自身結構穩定性、安全性造成嚴重破壞，而土體荷載力的產生，可對樁基上浮問題進行合理控制，從而避免項目工程安全事故的發生。

2.2 樁基荷載性能檢測

（1）靜載檢測技術。靜載檢測技術，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用，靜載檢測技術為分析樁體作用機理提供有利條件。為了有效地對基坑土質、地下水等制因限制情況進行綜合考究，結合錨樁法、荷載錨樁聯合的方式，做好深大基坑坑底試樁工作，其中所涉及的試驗儀器為電阻式應變計、位移桿、千斤頂。另外在進行樁基整體沉降效果測量時，主要采用百分表與電子位移計作為主要測量設備，即在裝置側面按照對稱性原則，安裝4個電子位移計，同時還應控制樁體平面沉降測量距離應控制在樁基直徑0.5倍范圍內。

（2）自平衡檢測技術。檢測原理：通過荷載箱在樁體附近位置的安裝，結合油泵油路的使用，使其荷載箱壓力不斷增強，致使樁體結構呈現下降的趨勢，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系。關于樁基荷載力的計算，按照 《樁承載力自平衡測試技術規程》（DB32/T291-1999）標準，將樁基承載力計算公式：

2.3 樁基質量檢測

針對樁基質量檢測工作而言，其是確保建筑項目施工整體質量與安全性的主要途徑，具體的樁基質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，具有直觀性與實用性的優勢，其不僅可判斷樁體結構的完整性，還可分析樁體內部混凝土離析與疏松狀態，以此降低深大基坑開挖對樁基結構的影響。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、鋼筋分布情況等進行測量；判斷實際鉆孔位置，預防對樁基內部鋼筋造成威脅；采用對照檢測實驗的開展，分析樁體破壞和深大基坑開挖之間的關聯。

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行完整化、精準化以及直觀化分析，但現階段關于對樁基沉渣厚度辨別中還存在著較大的差異，但不可否認水下成像檢測手段具有自身完整性的優勢。其中水下成像檢測設備主要包含主機和視頻轉換器、防水探頭與探頭保護罩、直流電源、絞盤、滑輪、電纜線以及數據線等。在探頭安裝至樁體側面位置，通過對樁體參數的拍攝與記錄，最終結合樁基內部混凝土完整性、密實度的分析與判斷，對其承載性狀進一步研究。

3 結束語

綜上所述，深基坑開挖環節，會使對樁基荷載力造成相應的破壞，從而引發樁體回彈隆起問題的出現，其原因為樁基豎向剛度、承載力在開挖工作的影響下，會產生較大的摩擦力，長此以往樁身便會呈現不同程度的裂縫與拔斷問題。為此需要開展靜載試驗、鉆芯試驗與自平衡試驗工作，以達到有效降低基坑開挖作業流程對樁基影響的目的，避免安全事故的發生。

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TU753

A

2095-2066（2016）34-0188-02

2016-11-24

汪應朝（1981-），男，工程師，大學本科，主要從事施工項目管理工作。