建筑工程基槽開挖及樁基施工技術(shù)應(yīng)用

范 全 苗

(陽煤集團(tuán)房地產(chǎn)開發(fā)公司，山西 陽泉 045000)

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建筑工程基槽開挖及樁基施工技術(shù)應(yīng)用

范 全 苗

(陽煤集團(tuán)房地產(chǎn)開發(fā)公司，山西 陽泉 045000)

以某建筑工程為例，在剖析該工程基槽安全問題的基礎(chǔ)上，從基槽變形、塌方、漏水、水平位移等方面，提出相應(yīng)的安全防護(hù)技術(shù)，為類似工程的基槽安全施工提供了技術(shù)依據(jù)。

建筑工程，基槽，安全防護(hù)

1 工程概況

某建筑工程施工之前，勘察與剖析了工程區(qū)域內(nèi)的水文地質(zhì)條件，地質(zhì)方面以雜填土、粉質(zhì)粘土、粗砂、礫砂、圓礫、硬質(zhì)粘性土為主，由粘性土、碎磚塊、碎石、長英質(zhì)礦物、石英、長石、黑云母等組成，地基承載條件不佳。水文方面，地下水由大氣降水補(bǔ)給，平均埋深5.24 m，砂礫層中含有大量潛水，綜合滲透系數(shù)為100 m/d，但由于含有重碳酸氯化鉀這些化學(xué)成分，對(duì)基槽內(nèi)的鋼筋混凝土產(chǎn)生輕微的腐蝕性影響。

在明確工程水文地質(zhì)后，筆者結(jié)合其他基槽工程的相應(yīng)施工經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為本工程應(yīng)重點(diǎn)防范基槽變形、塌方、漏水、水平位移等方面的問題：

1)基槽變形。

基槽內(nèi)有硬質(zhì)粘性土層，盡管開挖時(shí)，滲流管涌的概率比較低，但不排除坑底的隆起變形。另外靜止土層狀態(tài)分析結(jié)果顯示，靜止土的壓力系數(shù)比較大，可能出現(xiàn)側(cè)向位移，進(jìn)而誘發(fā)開挖面底部的土體破壞，最后引起土體沉降。

2)基槽塌方。

基槽坍塌有多層原因，最為常見的有坑壁形式選用不當(dāng)、坑壁土方施工不規(guī)范、地表水處理不周、支護(hù)結(jié)構(gòu)施工不合理等，對(duì)于本工程來說，不排除這四種原因?qū)е禄厶?。某施工條件與本工程類似的基槽工程，錯(cuò)誤選擇了噴錨護(hù)壁而發(fā)生坍塌事故，并誘發(fā)交通通道中斷、供水管漏水、民房墻體開裂等問題，正是因?yàn)樽o(hù)壁形式選擇不當(dāng)而引起的。

3)基槽漏水。

在場地局部受限的情況下，當(dāng)支護(hù)樁連接成墻效果不佳、樁基之間變形不一且拉裂、成樁垂直高度偏差等，都可能引發(fā)基槽漏水問題。基于本工程現(xiàn)場條件，在樁基6 m～10 m位置，有陸相黃色粉土和間歇性泥水涌泥，增加了基槽堵漏難度，并可能影響地表結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，使得地表塌陷。

4)基槽水平位移。

基槽開挖揭露顯示，在西南方位分布層厚1.3 m松散狀雜填土、層厚2.3 m軟塑狀淤泥質(zhì)粘土、層厚1.4 m軟塑狀沖積粘土、層厚4.1 m稍密狀中粗砂、層厚2.5 m可塑狀沖積粘土，局部呈軟土跡象，大約在-6.5 m位置，而本工程設(shè)計(jì)選用土釘長度在8 m～12 m之間，可能會(huì)削弱結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)，并造成過大的基槽水平位移量。

2 基槽安全防護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用

工程現(xiàn)場所布置的安全支護(hù)結(jié)構(gòu)，為拱形結(jié)構(gòu)，半徑13 m，并選用直徑1 m、長度14 m的樁基，樁基與樁基相距約2.4 m。圍繞以上提到的基槽安全問題，針對(duì)性的提出案例基槽工程安全防護(hù)施工技術(shù)。

2.1 基槽變形控制技術(shù)

本工程排樁形式施工中樁頂和樁體位置的土體，在各種荷載作用力下會(huì)產(chǎn)生豎向壓力和側(cè)向壓力。壓力分布呈梯形狀，是基槽土體荷載作用下產(chǎn)生的合力，其大小大約在324 kN/m，而根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，該合力值在標(biāo)準(zhǔn)之外，無法維持土體的自穩(wěn)能力。為此，我們需要將合力梯形轉(zhuǎn)變成為三角形狀，所構(gòu)成的合力將升至370 kN/m以上，可將基槽內(nèi)的側(cè)向壓力化解。

基槽側(cè)向壓力轉(zhuǎn)換后，開挖深度需同步調(diào)整至7.33 m，筆者建議布樁數(shù)量控制在7根，并保持每根樁0.43 t左右的法向均布荷載，可將樁頂、墻頂、墻身的水平位移最大值控制在5 mm，30 mm，50 mm左右，并重點(diǎn)在基槽與附近建筑物地基的壤接處，檢驗(yàn)垂直方向和水平方向的荷載大小，最終選定基槽樁體水平位移容許值15 mm，即可有效控制基槽的變形。

2.2 基槽塌方控制

從相關(guān)工程基槽塌方事故的勘察數(shù)據(jù)中了解到，基槽塌方事故的出現(xiàn)，樁體彎矩控制不嚴(yán)為主要原因之一，就本工程基槽樁體的受力情況，筆者認(rèn)為有必要確定負(fù)彎矩的最大值，作為基槽塌方問題控制的施工依據(jù)。

施工前，筆者在詳細(xì)計(jì)算基槽的負(fù)彎矩時(shí)，發(fā)現(xiàn)在距離坑底3 m左右的位置，集中了750 kN·m的彎矩值，延伸至坑底，剪力趨向于0，說明我們要保持樁基彎矩值的平衡。

在設(shè)定平衡條件后，基槽內(nèi)樁基，截面位置的坑內(nèi)彎矩為負(fù)值，坑外彎矩為正值，按照這種分布規(guī)律進(jìn)行彎矩的布控，即可有效維持正負(fù)值的平衡，為基槽坍塌防治提供施工依據(jù)。在施工時(shí)，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)西面7 m深度位置，存在蠕變土體，在地層剖面上找出試算點(diǎn)，綜合支護(hù)樁的施工參數(shù)，并考慮是否有垂直狀裂隙膨脹力的影響，再以分段清理土體和擋土墻輔助支護(hù)的方式，并將清理出來的土體置于附近邊坡，利用壓土機(jī)分層碾壓，基本可保證不會(huì)出現(xiàn)塌方問題。

2.3 基槽漏水控制

實(shí)際施工時(shí)，基槽北面區(qū)域，大約開挖1/2后，樁基止水區(qū)域產(chǎn)生漏水跡象，在謹(jǐn)慎將回填粘土清除干凈后，發(fā)現(xiàn)滲漏裂縫寬度已擴(kuò)至5 cm左右，其成因與上文提到的基槽漏水成因基本一致，同時(shí)筆者發(fā)現(xiàn)滲漏位置附近的土體由于透水性比較大，產(chǎn)生的水頭壓力加劇了漏水程度。對(duì)此筆者建議以內(nèi)外堵漏的技術(shù)解決：

1)內(nèi)側(cè)堵漏施工。

根據(jù)滲透情況，要在基面處理后，沿著滲漏裂縫擴(kuò)展的趨勢(shì)，鑿出足夠清理裂縫內(nèi)積水的孔口，隨后選用防潮和抗?jié)B性能比較好的“水不漏”，以1∶0.2的比例兌水，將其封住滲漏點(diǎn)，再用小木槌輕敲，使“水不漏”材料徹底壓實(shí)滲漏點(diǎn)。堵漏后，筆者仔細(xì)檢查了滲漏封堵情況，確定不會(huì)繼續(xù)漏水，將堵漏材料均勻涂刮在周邊10 cm范圍。

2)外側(cè)堵漏施工。

基槽內(nèi)的漏水，外側(cè)沒有發(fā)現(xiàn)滲漏點(diǎn)，但僅僅依靠內(nèi)側(cè)堵漏，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。在外側(cè)找準(zhǔn)滲漏位置，利用鉆孔機(jī)往滲漏位置鉆孔，打通滲漏通道后，將水泥玻璃原漿、硅酸鹽水泥和少量膨脹土配置成的水泥砂漿，以1.58 MPa左右的注漿壓力，均勻壓入鉆孔內(nèi)，適時(shí)結(jié)合水泥砂漿的填充情況，靈活調(diào)整注漿壓力。在注漿時(shí)，筆者發(fā)現(xiàn)流水口位置附帶粘稠狀漿液，及時(shí)用布片堵緊孔口，直至孔口返漿正常后，再取下布片。

2.4 基槽水平位移控制

基槽開挖后，在拱頂附近的位移量大于拱腳，削弱了支護(hù)結(jié)構(gòu)的抗滑移能力，水平位移現(xiàn)象明顯。

針對(duì)以上基槽水平位移，筆者建議按照以下方法控制：

1)隨著水平位移，樁基之間土拱效應(yīng)明顯，我們?cè)谶M(jìn)行支護(hù)樁基排布時(shí)，應(yīng)控制這種效應(yīng)的進(jìn)一步擴(kuò)大，在找出水平位移程度最大的坑壁后，挖除其內(nèi)部多余的土體，使得拱體的土體約束力得以有效釋放。隨著土體的開挖，其水平位移逐漸趨于穩(wěn)定。

2)將天然土體開挖后，檢查原始應(yīng)力的平衡狀態(tài)，根據(jù)開挖深度與沉降值的比率大小，掌握樁間土體的摩阻力大小，進(jìn)而確定土體附近的應(yīng)力場變化態(tài)勢(shì)。在此基礎(chǔ)上，我們可在開挖卸荷后，提高樁間土體的承載水平，進(jìn)而垂直往下提高應(yīng)力，但要保持開挖深度的適中，方可有效維持樁基間土體的平衡，減輕基槽底部的隆起程度。

3 結(jié)語

文章針對(duì)基槽工程常見的變形、塌方、漏水、水平位移問題，圍繞案例基槽工程的主客觀情況，提出了相應(yīng)的安全支護(hù)方法，并取得良好的施工成效：樁頂和樁體位置土體荷載狀態(tài)下的豎向壓力和側(cè)向壓力得到有效控制。在容易出現(xiàn)變形的硬質(zhì)粘性土層，坑底的隆起變形基本緩解，土體沉降問題也得到妥善解決。工程應(yīng)用了合適的坑壁形式，并采用規(guī)范的坑壁土方施工方法，全方位處理地下水問題，杜絕了基槽坍塌事故，并規(guī)避了坍塌對(duì)交通道路、供水管道、民房墻體的安全威脅。

[1] 郝全輝,李新芳.如何加強(qiáng)建筑基槽支護(hù)施工技術(shù)[J].中國科技博覽,2013(36):466.

[2] 韓 杰.基槽支護(hù)設(shè)計(jì)在工程實(shí)踐中的具體應(yīng)用[J].山西建筑,2013，39(34):89-90.

[3] 石春磊.大型深基坑土方施工中多道內(nèi)支撐支護(hù)技術(shù)淺談[J].建材與裝飾(中旬),2013(10):55-56.

[4] 韓世富.基于實(shí)例的基槽支護(hù)施工技術(shù)分析[J].建筑知識(shí)(學(xué)術(shù)刊),2013(9):383-384.

On application of base slot excavation and pile foundation technique in architectural projects

Fan Quanmiao

(Real-EstateDevelopmentCompany,YangquanCoalGroup,Yangquan045000,China)

Taking some architectural project as the example, the paper analyzes the base slot safety in the project, and points out respective safety protection technique from the base slot deformation, collapses, water leakage, horizontal displacement, so as to provide some reference for the technique.

architectural project, base slot, safety protection

1009-6825(2016)10-0082-02

2016-01-23

范全苗(1988- )，男，助理工程師

TU473.1

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