桩基在深大基坑开挖下的影响及其检测技术问题分析

汪应朝（武汉地质勘察基础工程有限公司，湖北省武汉市430072）

桩基在深大基坑开挖下的影响及其检测技术问题分析

汪应朝（武汉地质勘察基础工程有限公司，湖北省武汉市430072）

针对深大基坑开挖问题，若未进行有效处理，则会引起土体结构的变化，通常情况下土体结构呈现回弹隆起情况。当前采用地表试桩检测技术，虽然在一定程度上对深大基坑桩基稳定性进行控制，但因桩基作业条件、开挖程序的不同，使地表试桩检测技术难以发挥自身的优势。基于此本文结合实际工程案例，针对不同检测技术，分析深大基坑开挖中对桩基稳定与安全性的影响。

桩基；深大基坑；开挖；检测技术

城市化进程的加快，促使高层、超高层建筑频繁出现的人们视野中，由此实现深基坑工程的快速发展。但在基坑开挖环节中，因开挖流程、地质环境等因素考虑不周，引发工程问题日渐增多，如地下管线破裂、建筑结构稳定遭受影响、土体回弹隆起等，加之基坑开挖作业环境一般在软土层、地下水水位较高的区域内完成，略有不慎，则会造成工程安全事故的发生。

1 工程实例

某市为发展经济，开展写字楼工程项目建设，其中地下面积为28920m2、共有3层；地上面积76160m2、高度为196m；项目地处三面环水地界；基坑面积在14000m2、深度在8.60～10.60m、基坑周长在520m、灌注桩直径在1m、桩体长度在56m；该地界土质主要为淤泥黏土质，且基坑底部位于含水层上侧。基于此在进行基坑开挖环节时，若未对基坑深度进行准确测量，则会因地下水水位的上升，对基坑与围护墙稳定性造成影响。①施工现场土层分布情况：表面浅层松散质土层，建筑垃圾厚度在0.2～0.7m、碎砖或碎石厚度在0.5～3m；粉质黏土，厚度在0.4～1.7m；灰色粉土，厚度在2～5mm；泥质黏土，厚度在5.9～9.6m；黄色黏土，厚度在3.3～6.3m；粉砂，厚度在3.4～8.9m；绿色粉土，厚度在2.9～7.0m；粉质黏土厚度在1.9～4.9m。②地下水依据埋藏条件的不同，分为潜水层与承压水层，其中浅水层水位深度在1.5m左右，同时潜水水位会随着河水位的变化而变化；承压水层含水量较高，水位深度在2.4m左右。

2 桩基在深大基坑开挖下的影响效果

2.1 桩基承载力下降

在深基坑开挖工作中，由于土体出现大范围流失，使其结构稳定性下降，如承载力降低、承载性状改变等。与此同时在深基坑开挖中，坑外也会存在不同程度的桩基结构改变，如水平位移、竖向位移、深层水平位移等。笔者为了分析桩基在深大基坑开挖下的影响效果，依据桩基承载力、承载性状的不同，对其进行详细阐述。

（1）承载力下降。深基坑开挖项目的开展，可使桩基顶部承载力呈现下降、全部拆除的趋势。若深基坑开挖范围、空间、宽度相对较大，则会引起桩基承载力的大幅度降低，最终对桩体侧面摩擦阻力造成影响，致使桩体出现不同程度的竖向刚度改变情况。对桩基承载力原理进行研究是开展抗拔桩承载力研究中较为常见的方法，即通过对桩体、土体接触面积的差异，结合接触面法向力原理的运用，对桩体侧面摩擦阻力进行合理判断，从而分析在深基坑开挖中对桩体承载力的应用效果。

（2）承载性状改变。深基坑开挖桩基卸荷问题是引发土体结构出现回弹隆起的主要原因，即土体结构会对桩基上部产生较大的上拔阻力、对桩基下部产生下拔阻力，在土体荷载力在标准范围内，则桩基整体长期处于受拉状态，而土体开挖工作的持续进行，会对桩体上下部阻力平衡条件造成影响，进而使桩体竖向刚度受到破坏。笔者通过对国外地基规范性文件与政策分析中可知，将地基变形纳入桩基受力范畴，并作为判断深大基坑开挖对土体结构影响最为直接的因素。产生该种标准的原因在于：桩基在未受荷载力的作用下，上浮量变动情况相对较大，在一般情况下，会对桩基自身结构稳定性、安全性造成严重破坏，而土体荷载力的产生，可对桩基上浮问题进行合理控制，从而避免项目工程安全事故的发生。

2.2 桩基荷载性能检测

（1）静载检测技术。静载检测技术，主要针对桩基抗压力、抗拔力、承载力辨别最为合理的方法。通过高科技手段的运用，静载检测技术为分析桩体作用机理提供有利条件。为了有效地对基坑土质、地下水等制因限制情况进行综合考究，结合锚桩法、荷载锚桩联合的方式，做好深大基坑坑底试桩工作，其中所涉及的试验仪器为电阻式应变计、位移杆、千斤顶。另外在进行桩基整体沉降效果测量时，主要采用百分表与电子位移计作为主要测量设备，即在装置侧面按照对称性原则，安装4个电子位移计，同时还应控制桩体平面沉降测量距离应控制在桩基直径0.5倍范围内。

（2）自平衡检测技术。检测原理：通过荷载箱在桩体附近位置的安装，结合油泵油路的使用，使其荷载箱压力不断增强，致使桩体结构呈现下降的趋势，加之桩体摩擦阻力、端阻力的共同作用，分析桩体荷载力与位移之间的变化关系。关于桩基荷载力的计算，按照 《桩承载力自平衡测试技术规程》（DB32/T291-1999）标准，将桩基承载力计算公式：

2.3 桩基质量检测

针对桩基质量检测工作而言，其是确保建筑项目施工整体质量与安全性的主要途径，具体的桩基质量检测分为两种检测手段，即钻孔取芯检测手段、水下成像检测手段。前者检测手段，即钻孔取芯检测手段在判断桩体裂隙、缺陷等工作中较为常见，具有直观性与实用性的优势，其不仅可判断桩体结构的完整性，还可分析桩体内部混凝土离析与疏松状态，以此降低深大基坑开挖对桩基结构的影响。钻孔取芯检测手段具体操作流程：对桩体长度、直径与混凝土等级、钢筋分布情况等进行测量；判断实际钻孔位置，预防对桩基内部钢筋造成威胁；采用对照检测实验的开展，分析桩体破坏和深大基坑开挖之间的关联。

后者检测手段，即水下成像检测手段与钻孔取芯检测手段相对比可知，可对桩基芯样破损程度与原因进行完整化、精准化以及直观化分析，但现阶段关于对桩基沉渣厚度辨别中还存在着较大的差异，但不可否认水下成像检测手段具有自身完整性的优势。其中水下成像检测设备主要包含主机和视频转换器、防水探头与探头保护罩、直流电源、绞盘、滑轮、电缆线以及数据线等。在探头安装至桩体侧面位置，通过对桩体参数的拍摄与记录，最终结合桩基内部混凝土完整性、密实度的分析与判断，对其承载性状进一步研究。

3 结束语

综上所述，深基坑开挖环节，会使对桩基荷载力造成相应的破坏，从而引发桩体回弹隆起问题的出现，其原因为桩基竖向刚度、承载力在开挖工作的影响下，会产生较大的摩擦力，长此以往桩身便会呈现不同程度的裂缝与拔断问题。为此需要开展静载试验、钻芯试验与自平衡试验工作，以达到有效降低基坑开挖作业流程对桩基影响的目的，避免安全事故的发生。

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TU753

A

2095-2066（2016）34-0188-02

2016-11-24

汪应朝（1981-），男，工程师，大学本科，主要从事施工项目管理工作。