浅析成桩施工导致地层扰动机理范文

浅析成桩施工导致地层扰动机理

1咬合桩的施工特点

钻孔咬合桩施工采用机械钻孔施工，通过刚套管护壁，形成一种桩与桩彼此咬合的基坑围护结构。施工常用的方案是采用套管钻机+超缓凝型混凝土，钻孔咬合桩采用钢筋混凝土桩（A桩）与素混凝土桩（B桩）交替间隔的排列方式，其中B桩采用超缓凝型混凝土，对A桩的施工要求是在B桩混凝土刚开始凝结时完成。当对A桩进行施工时，为了实现咬合，需要将相邻A桩的相交部分用套管钻机进行切割掉。

2咬合桩成桩施工导致水土流失

套管插入的深度规定要比桩底深，这个深度通常定在3m范围，这是因为如果套管的外地下水位达到一定高度后，容易造成孔底的涌砂、隆起等情况，最终导致土方因挖过度而引起水土的流失，再有这样做的目的也是为了提高土体的稳定性。此外影响咬合桩成桩后容易出现水土流失的原因还有：套管壁自身的原因，这里指的是套筒壁的厚度一般在20mm，这样当套筒拔出时就十分容易形成管壁厚度空隙，有资料表明这样的空隙一般大小为0.17~0.18m3。同时在拔出的过程中套筒壁还会带出些许的泥土，这样就容易造成孔位的不同程度的坍塌。而土层的损失又会影响到建筑物的沉降。

3套管超前支影响地层扰动

套管超前支的长度能够影响到地层的扰动，当超前支护的长度超过1.5m时，地层损失总量因为卸载作用造成的影响会很小，甚至可以忽略，这是因为套管超前支护的隔断作用。上述卸载作用是指当钻孔咬合桩成桩的过程中，桩底的土暴露时会因为卸载作用而产生桩底土回弹。超前支护长度的确定同地下水条件与土层地质有关，目前缺乏对超前支护长度的计算方法与理论，实际施工中凭借的往往是工程经验。咬合桩成桩，当进行套筒内取土面非常容易受到卸荷影响，随着取土面向下走回弹会渐渐变小，当深度达到hu卸荷回弹的影响可以忽略，也就是说深度小于hu的都是回弹影响的范围。有资料显示，套筒能够有效的隔断由卸载造成的地层变形拓展。

4自由式冲抓斗的振动对地层扰动的影响

用重量超过三吨的冲击抓斗对咬合桩进行成孔取土，取土方式属于自由落体取土，有人曾统计施工每根桩抓斗的击地次数，发现击地的次数竟超过80多次，这样即便抓斗取土是在钢套管冲击下进行的，也容易引起周围的震感。通过实测发现附近的建筑的沉降存在明显的滞后性、历时性。自由式冲抓斗的冲击依据波动理论可以将其定义为震源，这样由冲抓斗产冲击为震源引发的动能便会转化成波能而作用于更深的地基土中。钻孔成桩过程中，冲抓抓斗在套筒内的竖向周期震动。冲抓抓斗通过套管底对土层传播形成对土体的反复的扰动来实现其在套管中的竖向周期震动。这种反复的运动会造成附近长时间的高空隙水压力，如果这种情况发生在透水性差的软粘土地基中就会出现难以消散的情况，致使土的负载能力下降，影响周围建筑的土体的附加沉降（沉降程度较大，时间很长）。

咬合桩成桩引起附近建筑沉降的实测探讨

1施工的具体情况

在进行咬合桩成桩施工时为了确保施工的安全，需要时刻检测施工对周围建筑的影响。当处于基坑钻孔咬合桩施工阶段需要对附近的三栋楼进行地表沉降以及沉降的监测，在监测中应将重点放在北侧的施工，至于南侧的基坑钻孔咬合桩可以不予考虑，这是因为南侧基坑钻孔咬合桩距离监测的建筑，此外还有北侧钻孔咬合桩所起到的隔断作用。钻孔咬合桩成桩的施工可以分为三个阶段即施工的前期阶段、施工通过阶段、施工后续阶段。划分的依据是施工对周围建筑的影响与钻孔成桩以及周围建筑的位置。有资料表明在上述的三个阶段中，对周围建筑影响最大的阶段是施工通过阶段。通过分析以前的监测资料，发现施工阶段影响的范围大致分布在45℃内（这里指的是水平面）。

2钻孔咬合桩成桩引起周围建筑沉降原因分析

在2号楼的周围布置沉降监测点，共布置10个。附近的2号楼区段施工分为两端来完成分别是AB、CD两端，并且这两段的完工日期分别是12月10号，12月27，所以上面监测时间应定在2号楼区段施工前，这里定在2010年的7月27，监测时间长达5个月。监测的对象指的是钻孔咬合桩成桩的压顶圈梁施工、第一道钢管支撑的安装、施工阶段等三个主要施工。

通过实测数据发现咬合桩成桩施工进行到安装第一到支撑时建筑物沉降明显，沉降的方向趋向于基坑。通过分析实测数据还发现距离基坑一侧近的测点的沉降量最大，即便是建筑角点沉降也有30.48mm，这比规定的10.39mm超出了将近20.0mm。此外还发现支撑能够很好的降低因为施工造成的周围建筑的沉降程度。此外研究还发现沉降存在滞后效应，有将近74%的沉降发生在咬合桩施工的后续阶段，沉降的程度还同施工的地质条件有关。（本文作者：邱勉中、王子武单位：揭阳市榕江建筑工程总公司、揭阳市工程质量检验测试中心）