摘要:随着我国的经济飞速发展,人们的生活条件发生了翻天覆地的变化,生活水平和生活质量不断提升,相应的,我国的人口数量也不断增加。因此,有限的地面空间已经无法满足人们的生产需求,人们开始向地下和天空寻求生存发展的空间,各种地下建筑和高层建筑被迅速建立起来。地下工程的建设离不开基坑的开挖,当基坑开挖邻近地区存在桥梁桩基工程时,基坑的开挖会对邻近的桥梁桩基产生影响,因此在工程施工前,必须进行基坑开挖对邻近桥梁桩基的影响与加固分析。本文结合具体工程,分析基坑开挖对邻近桥梁桩基的影响,对邻近桥梁桩基的加固进行分析。
关键词:基坑开挖;邻近桥梁桩基;影响;加固
在城市高层建筑、地铁工程及市政工程建设中,深基坑工程的周围环境一般较为复杂。深基坑的开挖必将引起周围地基中地下水位和应力场的改变,导致周围地基土体的变形,从而对其周围环境产生较大影响,严重的还会导致建筑物倾斜、开裂甚至破坏,最终无法使用。基坑开挖时尤为关注的问题是土体侧向移动对邻近桩基的不利影响,土体的侧向移动使邻近桩基产生侧向位移和附加应力及弯矩,甚至可能使上部建筑物功能失效。因此,探讨基坑开挖对邻近桩基的影响具有重要的实践意义。
一、基坑开挖对邻近桥梁桩基的影响
某基坑工程的开挖深度为9.1m,基坑工程邻近地区有存在高架桥,且高架桥位于基坑施工的影响范围内,距离基坑工程最近的高架桥部分仅有 10.2m,为了防止基坑工程的施工导致高架桥的桩基发生位移,影响高架桥的安全性和稳定性,应该采取合理的措施对高架桥梁的桩基进行加固处理。
1、基坑开挖对高架承台的影响。由于该基坑工程邻近高架桥,因此,在进行研究基坑开挖对邻近桥梁桩基的影响时,必须分析基坑开挖对高架承台的影响。分析基坑工程的开挖是否导致高架承台发生变化,将基坑工程开挖前高架承台的倾斜率和基坑工程开挖后高架承台的倾斜率进行比较,计算基坑工程开挖后高架承台的倾斜角度,分析基坑工程的开挖对高架承台的影响程度。该基坑工程左右两侧高架承台的最大倾斜率都较小,在合理的范围内,因此,在该基坑工程开挖的过程中,对邻近的高架桥的高架承台的影响较小,基本上不会对高架桥的正常使用带来不利的影响。
2、基坑开挖对高架桥下部桩基的影响。分析基坑开挖对高架桥下部桩基的影响是研究的重点内容,将基坑开挖后桥梁桩基的情况与开挖前的情况进行比较,分析基坑开挖是否对邻近桥梁桩基造成了影响。通过对桥梁桩基位移的实际情况进行分析可以得知,同一个高架承台下的高架桥梁桩基的位移趋势和位移值相似,且高架承台可以协调桥梁桩基的位移情况。由于各个高架桥梁桩基距离基坑开挖位置的距离都各不相同,因此发生的水平位移也不相同。经过分析可知,越靠近基坑开挖工程的高架桥桩,发生的水平位移越大,离基坑开挖区域越远的桥桩发生的水平位移越小。
二、对邻近桥梁桩基的加固分析
1、周围土体加固的范围对桥梁桩基位移的影响。由于桥梁桩基距离基坑开挖工程的位置较近,因此,为了尽量避免基坑开挖工程对桥梁桩基产生不利的影响,应该采取相应措施对桥梁桩基周围的土体进行加固,保证桥梁桩基的稳定性和可靠性。通过对该工程的实际情况进行分析可知,桥梁桩基周围土体的加固范围的大小对桥梁桩基的水平位移具有较大的影响,周围土体的加固范围越宽,桥梁桩基的水平位移值越小。并且周围土体的加固深度也影响着桥梁桩基的水平位移量,经过研究可知,随着周围土体的加固深度的增加,桥梁桩基的水平位移量逐渐减少。因此,对邻近桥梁桩基周围土体进行加固时,应该在合理的基础上,尽量的增加土体加固的宽度和深度,使得土体加固的宽度和深度保持在最优的范围内,保证桥梁桩基的稳定性。
2、加固土体的弹性模量对桥梁桩基位移的影响。经研究表明,不仅仅周围土体加固的范围对桥梁桩基的位移具有影响,加固土体的弹性模量对桥梁桩基的位移也具有较为明显的影响,通过对不同的加固土体的弹性模量进行计算,分析不同加固土体的弹性模量对桥梁桩基水平位移的影响。根据对本工程加固土体的弹性模量和桥梁桩基位移的实际情况进行分析和计算,可以得到,随着加固土体的弹性模量值的逐渐增加,桥梁桩基的水平位移量在逐渐的减小。因此,我们可以得知,加固土体的弹性模量的大小,对桥梁桩基的水平位移值具有较大的影响。因此,在进行实际施工时,应该根据桥梁桩基的实际情况,选择合理弹性模量的土体作为加固土体。
3、预注浆加固效果分析。袖阀管注浆法最初是在上世纪 80 年代应用于法国,这种注浆方法又称作是Soletanche 法,其应用范围非常广泛,可以应用于多种土质中。当工程区所处的地质为砂砾层时,袖阀管注浆可以采用渗透注浆的形式对不良地基进行加固;当遇到深层土体时可以这种注浆方法可以采用劈裂注浆的形式加固地基,从而提高承载能力。袖阀管注浆分为塑料阀管、注浆芯管及单向密封阀等部件,其施工过程或作用原理是通过向注浆芯管内注射粘结性较强的材料,这些材料或者浆液在单向密封阀的作用下只能单向运动,最后在注浆压力的作用下通过事先开好的注浆口对土体进行渗透或者切削,从而达到加固地基的目的,其施工流程图见图 4.11。袖阀管注浆法具有很多优点,可以根据不同的地质情况选择分段加固,而且在两段的注浆芯管之间设有减小注浆阻力和保证浆液单行运动的装置,使得在注浆过程中减少了经常出现在其他注浆方法中的冒浆等现象。如图所示。
由图可知,采取加固措施的桥桩在基坑开挖过程中水平位移值保持在 5mm 以内,而未采取预加固措施的桥桩水平位移远远大于采取加固措施的桥桩,最大位移接近14mm,完全超出桥桩变形要求(6mm)。另外,由于采取预加固措施可以使得加固范围内的土体强度提高,从而桥桩在变形时在加固范围内出现变形量骤减的现象。由此可知,袖阀管预注浆加固措施减少桥桩水平位移有明显的抑止作用。
通过对基坑工程的实际情况和基坑开挖对邻近桥梁桩基的影响进行分析研究,提出了对邻近桥梁桩基的加固措施,可以有效的避免由于基坑开挖造成的周围土层的变化而导致邻近桥梁桩基产生位移,从而避免桥梁的安全性和稳定性遭到破坏。我们要在进行基坑工程的开挖前,根据基坑开挖的实际情况和相关标准,就基坑工程对邻近桥梁桩基的影响进行研究,对桥梁桩基的加固提供科学合理的建议。保证基坑工程的顺利施工和邻近桥梁桩基的安全性。
参考文献:
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