鄰近開(kāi)挖對(duì)橋梁樁基變形與內(nèi)力影響分析

陶晶晶

摘 要 就目前來(lái)說(shuō)，在高層建筑、地鐵項(xiàng)目以及橋梁路堤等各項(xiàng)市政工程的建設(shè)中，鄰近開(kāi)挖對(duì)于周圍地基的影響是顯而易見(jiàn)的，不僅會(huì)造成一定的地下水位的改變，還會(huì)對(duì)周圍地基的應(yīng)力場(chǎng)產(chǎn)生影響，最終導(dǎo)致周圍地基的變形，造成較大的社會(huì)影響。另外，由于外力的作業(yè)，道路橋梁的路面、路基都會(huì)受到不同程度的破壞。本文主要針對(duì)橋梁樁基變形進(jìn)行深入探討，對(duì)鄰近開(kāi)挖在橋梁樁基上的負(fù)面影響展開(kāi)分析，旨在通過(guò)實(shí)際調(diào)研查看，對(duì)鄰近開(kāi)挖的影響進(jìn)行分析與探索。

關(guān)鍵詞 鄰近開(kāi)挖;橋梁樁基變形;內(nèi)力影響;分析

基于“一帶一路”戰(zhàn)略的發(fā)展指引，城市化的進(jìn)展迫使我國(guó)建筑行業(yè)的迅速提升，而面臨著國(guó)家土地資源的日益減少，積極利用可用土地資源進(jìn)行發(fā)展，就變成了現(xiàn)階段首要的問(wèn)題。舉例來(lái)說(shuō)，在人們生活物質(zhì)需求不斷提升的大背景下，也對(duì)我國(guó)交通業(yè)產(chǎn)生了不同的需求。人們的出行不再是簡(jiǎn)單地去目的地，而是希望利用最少的時(shí)間，最快速的交通工具去目的地，所以現(xiàn)階段的城市建設(shè)目標(biāo)就轉(zhuǎn)戰(zhàn)到了地下交通工具的建設(shè)，即地鐵建設(shè)。而與此同時(shí)，其也面臨著一些問(wèn)題，由于既有橋梁的建設(shè)周期較長(zhǎng)，使用周期較為久遠(yuǎn)，因此，在施工中，由于鄰近開(kāi)挖，進(jìn)而造成周邊橋梁發(fā)生變形，最終導(dǎo)致地表發(fā)生沉降，造成一定的社會(huì)負(fù)面影響。下面進(jìn)行詳細(xì)闡述。

1橋梁樁基礎(chǔ)相關(guān)內(nèi)容概述

1.1 樁基礎(chǔ)的概念

樁基礎(chǔ)，是指利用設(shè)置在巖石或土層中的樁以及樁頂上聯(lián)結(jié)的承重平臺(tái)，共同構(gòu)成建筑基礎(chǔ)，或者由樁與樁直接相連而成的單樁建筑基礎(chǔ)，是建筑基礎(chǔ)施工，尤其是高層建筑基礎(chǔ)施工中較比較常用的一種施工技術(shù)[1]。而橋梁樁基礎(chǔ)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是將橋梁上部結(jié)構(gòu)力傳入下部結(jié)構(gòu)的地基中。

1.2 橋梁樁基礎(chǔ)的分類

一般來(lái)說(shuō)，橋梁樁基礎(chǔ)主要分為深、淺兩種基礎(chǔ)，而這兩種適用的范圍也是不同的，前者主要是樁、沉井，而后者主要是剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)，由于其范圍的不同，施工所需的材料也有所不同。除此之外，淺基礎(chǔ)的施工高度小于或等于5米，其在施工的過(guò)程中不需要考慮土抗力，因而施工簡(jiǎn)單、高效;而深基礎(chǔ)的施工高度大于5米，進(jìn)而在施工中要考慮周圍土抗力對(duì)工程項(xiàng)目的影響[2]。

2鄰近開(kāi)挖施工時(shí)影響橋梁樁基變形與內(nèi)力的因素

2.1 地層特性影響

由于地球表面與地面地形的形成，都是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展而來(lái)的產(chǎn)物，因此地層在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都處于一定的平衡狀態(tài)，若不是因?yàn)殚_(kāi)挖等施工，在一定程度上，是不會(huì)造成地層的變形的。但是，鄰近開(kāi)挖在一定意義上，就是對(duì)已知地層進(jìn)行施工，從而造成地層形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進(jìn)而會(huì)造成變形、地表沉降等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。除此之外，地表沉降分為地表變形與地表移動(dòng)，而且其地表移動(dòng)不單單是垂直發(fā)生移動(dòng)，還包括水平方向的移動(dòng);而地表變形則主要表現(xiàn)在地表內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分布發(fā)生變化，進(jìn)而影響了既有橋梁的樁基，使其發(fā)生變形。

2.2 地下水影響

由于鄰近開(kāi)挖對(duì)既有橋梁的影響較大，因此在施工中，一般會(huì)對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行地下水的管理，從而在根本上保證地下水對(duì)于施工的影響較小。一般來(lái)說(shuō)，鄰近開(kāi)挖的深度與跨度都相對(duì)較大，因此受到地下水的影響，土層結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生一定的變化，進(jìn)而造成鄰近橋梁樁基的變形。其次，鄰近開(kāi)挖施工中的開(kāi)挖面出水也會(huì)在一定程度上造成地下水位的下降，進(jìn)而發(fā)生地表沉降，使得橋梁樁基發(fā)生變形。除此之外，隨著周圍地下水的不斷增對(duì)，在一定程度上改變了施工區(qū)域的水壓力，形成了暫時(shí)的動(dòng)水壓力，從而促使地層的滲透壓力發(fā)生變化，提高了土層中的有效應(yīng)力，讓土層更加固結(jié)與密實(shí)，但也更容易發(fā)生鄰近橋梁樁基的變形。另外，由于降水等自然因素的影響，地下水位就會(huì)發(fā)生變化，鄰近區(qū)域的地下水浮力有所下降，土層結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進(jìn)而地表沉降，影響既有橋梁樁基發(fā)生變形。而當(dāng)降水停止時(shí)，地下水位又會(huì)有所上升，進(jìn)而短時(shí)間內(nèi)對(duì)周圍橋梁產(chǎn)生極大的負(fù)面影響。

2.3 地層損失影響

眾所周知，鄰近開(kāi)挖對(duì)周圍地層會(huì)造成一定的影響，因?yàn)榈貙訐p失，進(jìn)而發(fā)生地層移動(dòng)，最終導(dǎo)致地面沉降問(wèn)題。地層損失，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是由于鄰近開(kāi)挖時(shí)的土層體積發(fā)生變化，而知識(shí)土層體積發(fā)生變化的因素是很多的，可以是由于開(kāi)挖面土體位置發(fā)生變化，也可能是土層壓力作用下的土層變形。而橋梁樁基具有負(fù)荷承載能力強(qiáng)、適用范圍廣的優(yōu)勢(shì)，故近些年常被應(yīng)用于橋梁建設(shè)與港口工程建設(shè)中。但由于地層損失的影響，在一定程度上降低了橋梁抵抗外力的程度，進(jìn)而增加了洪水等自然災(zāi)害的影響程度。

2.4 臺(tái)背地基發(fā)生變形的影響

眾所周知，溝壑地段的地形地勢(shì)特點(diǎn)，致使其土層結(jié)構(gòu)中存在較大的空隙，進(jìn)而在地基強(qiáng)度較差時(shí)，由于不能達(dá)到相應(yīng)的要求，進(jìn)而造成該區(qū)域的土層之間的含水量增加，加之該地段的壓縮程度不斷加深，進(jìn)而當(dāng)鄰近開(kāi)挖時(shí)，臺(tái)背地基的原有結(jié)構(gòu)就受到破壞，最終導(dǎo)致橋梁樁基發(fā)生變形。

2.5 路堤發(fā)生變形的影響

現(xiàn)階段，我國(guó)路橋施工中最常選用的臺(tái)背回填材料是黏性土。但是，由于施工環(huán)境的不同，施工實(shí)際情況也與施工方案有所差別，再加上將橋梁樁基的臺(tái)背土壓實(shí)是十分困難的，但若不能按規(guī)定將其進(jìn)行壓實(shí)，該區(qū)域的土層嚴(yán)密程度就會(huì)發(fā)生變化，進(jìn)而由于土層中的空隙水結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，壓力減少，但有效應(yīng)力增大，最終造成橋梁樁基的變形，發(fā)生橋梁路面沉降的問(wèn)題。長(zhǎng)此以往，若橋梁臺(tái)背土施工時(shí)未按照相應(yīng)規(guī)定進(jìn)行完全壓實(shí)的處理，但橋梁公路依舊建設(shè)完畢，并投入了正常的使用，就會(huì)在一定程度上加大了橋梁路堤變形的概率，最終造成一定的社會(huì)負(fù)面影響。面對(duì)這一現(xiàn)象，我們首先要對(duì)該區(qū)域的內(nèi)力進(jìn)行分析，一般來(lái)說(shuō)橋梁路堤自身存在一定的重量負(fù)荷，而當(dāng)該項(xiàng)目建成投入使用后，就需要承載車輛對(duì)其的重量負(fù)荷，而當(dāng)這兩種內(nèi)力發(fā)生在一起，并一同作用于橋梁路堤時(shí)，橋梁樁基就會(huì)因此而變形，隨著負(fù)荷的不斷加重，最終致使橋梁樁基因?yàn)閮?nèi)力的不斷擴(kuò)大而沉降、變形。

3結(jié)束語(yǔ)

總而言之，鄰近開(kāi)挖是現(xiàn)階段不可避免的施工難題，其對(duì)于既有橋梁樁基的影響也是時(shí)刻存在的。因此，面對(duì)鄰近開(kāi)挖對(duì)橋梁樁基所造成的負(fù)面影響，我們要著重探究其問(wèn)題出現(xiàn)的原因，對(duì)其變形的因素進(jìn)行總結(jié)，最終利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)與方法，對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行解決，旨在從根本上促進(jìn)我國(guó)橋梁路堤等市政工程的蓬勃發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉梅.公路橋梁施工質(zhì)量控制措施研究[J].交通世界，2019，（9）：152-153.

[2] 鄧飛.公路橋梁施工技術(shù)質(zhì)量控制措施分析[J].交通世界，2019，（7）：96-97.