提高圍護(hù)樁施工質(zhì)量 保證基坑安全

■ 王智良 Wang Zhiliang

提高圍護(hù)樁施工質(zhì)量 保證基坑安全

■ 王智良 Wang Zhiliang

文章結(jié)合工程實(shí)踐，介紹水泥攪拌樁施工工藝，以及設(shè)置防擠溝與應(yīng)力釋放孔的注意事項(xiàng)。對本項(xiàng)目圍護(hù)工程的水泥攪拌樁及鉆孔灌注樁進(jìn)行施工質(zhì)量調(diào)查，得出施工質(zhì)量缺陷排列分析，發(fā)現(xiàn)“漿液水灰比”和“四噴四攪”是影響圍護(hù)工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵，認(rèn)為需首先解決漿液水灰比和四噴四攪施工時(shí)間不達(dá)標(biāo)的問題，以提高圍護(hù)工程的施工質(zhì)量。

水泥攪拌樁；基坑支護(hù)；應(yīng)力釋放孔；監(jiān)測；施工技術(shù)

1 工程概況

某工程項(xiàng)目共有9幢高層住宅，地上16層，地下一層，建筑高度53.600～61.300m（地面至屋頂檐口）。其中，一期工程包括3#、7#、9#3幢高層住宅樓，總建筑面積為9 562m2，分布位置見圖1。項(xiàng)目基坑北面為小區(qū)多層住宅，基坑西面為同期Ⅰ標(biāo)段工程，基坑?xùn)|南角為施工出入口，基坑?xùn)|面為河道。土方開挖前，自然地坪高程平均為3.00m（相對標(biāo)高-1.70m）。工程樁采用Φ600預(yù)制樁，主樓Φ600管樁602根、地下室Φ600管樁 363根；工程樁有效樁長主樓32～33m，地下室管樁有效樁長33m。

基坑采用放坡開挖，自然地坪至基坑深度為：地下室板底位置挖土深度約3.10m（相對標(biāo)高-4.8m），地下車庫承臺底挖土深度約3.50m（相對標(biāo)高為-5.2m），主樓底板位置挖土深度3.10m（相對標(biāo)高為-4.8m），主樓集水坑約為4.00m（相對標(biāo)高為-5.7m），承臺底挖土深度約為3.60m（相對標(biāo)高為4.3m），坑中坑高低差位置最深處2.00m（相對標(biāo)高為-4.8m），基坑總面積約3 000m2，基坑土方總量約50 000m3。

2 工程地質(zhì)

擬建項(xiàng)目一期工程場地所在地貌為沖海積平原地貌，場地平整，具備施工條件，各主要地層土質(zhì)情況如下（表1）。

（1）①-2層耕土：雜色，稍濕、松散，以黏性土為主，表層含大量植物根系淤填土層，層厚0～0.5m。

（2）②層粉質(zhì)黏土：淺灰黃色，軟可塑，局部軟塑或硬可塑。土層切面光滑，稍具光澤，無搖震反應(yīng)，含少量鐵錳質(zhì)結(jié)核，韌性及干強(qiáng)度高。局部缺失，層頂標(biāo)高-1.67～3.29m，層厚0～3.50m。

圖1 項(xiàng)目施工平面圖

表1 地基土物理力學(xué)指標(biāo)

（3）③-2層粉質(zhì)黏土：灰色，軟可塑，局部軟塑。土層切面光滑，稍具光澤，局部夾少量粉土薄層，韌性及干強(qiáng)度較高。局部分布，層頂標(biāo)高-21.06～-5.67m，層厚0～6.70m。

（4）④層粉質(zhì)黏土：青灰色或灰黃色，硬可塑，局部軟可塑。土層切面光滑，稍具光澤，無搖震反應(yīng)，含少量鐵錳質(zhì)結(jié)核，韌性及干強(qiáng)度高。全場分布，層頂標(biāo)高-26.58～-14.19m，層厚4.30～19.30m。

（5）⑤-1層粉質(zhì)黏土：青灰色，硬可塑，局部軟可塑。土層切面光滑，稍具光澤，無搖震反應(yīng)，含少量鐵錳質(zhì)結(jié)核，韌性及干強(qiáng)度高。全場分布，層頂標(biāo)高-47.18～-36.43m，層厚1.10～12.10m。

3 基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)擇選

工程基坑開挖深度為3.10～4.00m（地下室集水坑位置），采用自然放坡、排樁+角撐支護(hù)、復(fù)合土釘墻支護(hù)相結(jié)合的支護(hù)形式?；颖眰?cè)采用一排鉆孔灌注樁、雙排Φ600@450單軸水泥攪拌樁，加Φ48×3.0鋼管間距1 350mm、長 12 000mm的錨桿，面層掛網(wǎng)φ6.5@200，噴C20厚混凝土50mm。東側(cè)采用雙排Φ600@450單軸水泥攪拌樁，加3排Φ48×3.0鋼管間距1 350mm的錨桿，面層掛網(wǎng)φ6.5@200，噴C20厚混凝土50mm。南側(cè)采用水泥樁加攪拌式錨桿圍護(hù)。其中，在1#樓東北角設(shè)置支撐梁角撐。坑中坑支護(hù)為兩排Φ600單軸攪拌樁套打，幅間搭接150mm，距離坑中坑磚胎膜外700mm為單軸攪拌樁的邊線。單軸樁從底板底往下6m，空攪2.5m。在單軸攪拌樁施工完成15d后，坑中坑開始開挖[1、2]。

3.1 基坑降排水方式

（1）土方開挖前，在塔吊基礎(chǔ)邊設(shè)置3個深6m的深坑，可在塔吊基礎(chǔ)施工時(shí)設(shè)置，主要是用來排干基坑內(nèi)原有的地表水。在開挖過程中，視現(xiàn)場地表水實(shí)際情況，設(shè)置若干個明排集水井。

（2）土方開挖過程中，視現(xiàn)場地表水實(shí)際情況，設(shè)置若干個明排集水井進(jìn)行排水。坑內(nèi)每隔20m設(shè)集水井一個，比坑底開挖面深約1m，為防止基坑坍塌將水泵埋掉，可在積水坑內(nèi)放置外包鐵絲網(wǎng)的鋼筋籠，并在周圍用碎石填塞，水泵放到鋼筋籠內(nèi)進(jìn)行抽水。基坑成形后，在基坑內(nèi)部設(shè)置縱橫向排水溝，每隔若干平方米內(nèi)設(shè)置集水井，做好基坑內(nèi)的雨污水的有組織排放。

（3）基坑頂表面排水在基坑四周設(shè)400mm寬、400mm深排水溝環(huán)形連通，基坑頂每隔20m設(shè)置一個600mm×600mm×1 000mm（H）集水坑，出土位置道路底部用Φ250鐵管連通排水，排水溝出水位置設(shè)置在東南角貼近河道位置，經(jīng)沉淀池后，排入市政管網(wǎng)[3]。

3.2 水泥攪拌樁施工

3.2.1 施工工藝及步驟

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，水泥攪拌樁先于圍護(hù)樁施工?，F(xiàn)場設(shè)2臺單軸水泥攪拌樁機(jī)，先施工9#樓坑中坑水泥攪拌樁，再從9#樓西側(cè)向東施工。北側(cè)施工亦由西向東進(jìn)行，待東側(cè)水泥攪拌完成后，水泥攪拌樁機(jī)從7#樓東側(cè)退場（圖1）。水泥攪拌樁機(jī)于10月1日進(jìn)場，10月10日開始連續(xù)施工，每天不少于16根，如間隔時(shí)間超過8h，則在連接外側(cè)增補(bǔ)3根水泥攪拌樁。施工時(shí)必須注意以下幾點(diǎn)。

（1）水泥攪拌樁施工應(yīng)堅(jiān)持順序推進(jìn)的原則。

（2）基坑采用Φ600@450單軸水泥攪拌樁，幅間搭接150cm，坑底加固墩采用Φ600@500單軸水泥攪拌樁，幅間搭接100cm。

（3）攪拌樁采用42.5普通硅酸鹽水泥，水泥摻入量15%，空攪部分減半。

（4）攪拌樁施工工藝為四攪四噴工藝，水泥漿液水灰比為0.50～0.55，并摻入0.15%的SN201（液體添加劑），鉆機(jī)鉆進(jìn)攪拌速度一般＜0.8m/min，提升速度控制在1.0m/min，攪拌樁位偏差±50mm，垂直度偏差≤1%。

（5）攪拌樁施工應(yīng)有連續(xù)性，不得出現(xiàn)24h施工冷縫（施工組織設(shè)計(jì)預(yù)留除外）。如因特殊原因出現(xiàn)施工冷縫，則需補(bǔ)強(qiáng)并在圖紙上標(biāo)明位置，以便最后統(tǒng)一考慮加強(qiáng)方案，超過48h須在接頭旁加樁補(bǔ)強(qiáng)。水泥攪拌樁28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不低于0.8MPa時(shí)，方可開挖基坑。

（6）相鄰樁施工間歇時(shí)間不應(yīng)超過12h，否則應(yīng)采取補(bǔ)救措施。若遇到障礙無法成樁時(shí)，應(yīng)及時(shí)上報(bào)設(shè)計(jì)及監(jiān)理，征得同意后及時(shí)在邊上補(bǔ)樁，繞過障礙，以保證水泥攪拌樁的完整性。

（7）為確保水泥攪拌樁的成樁質(zhì)量，施工前應(yīng)查明并清除淺層障礙物，回填黏土并壓實(shí)。

3.2.2 水泥攪拌樁的檢驗(yàn)

（1）輕便觸探法：成樁7d后可采用輕便觸探法檢驗(yàn)樁體質(zhì)量。用輕便觸探器所帶勺鉆，在樁體中心鉆孔取樣，觀察顏色是否一致，檢查小型土攪拌均勻程度，并根據(jù)輕便觸探擊數(shù)與水泥土強(qiáng)度的關(guān)系，檢查樁體強(qiáng)度能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。輕便觸探法的深度一般≤4m。

（2）鉆芯取樣法：對豎向承載的水泥攪拌樁在90d后、橫向承載的水泥攪拌樁在28d后，用鉆芯取樣的方法檢查樁體完整性、攪拌均勻程度、樁體強(qiáng)度和垂直度。鉆芯取樣頻率為1%～1.5%[4]。

3.2.3 應(yīng)力釋放孔

本工程采用的是樁基是預(yù)應(yīng)力管樁，樁機(jī)配重約700t。在樁機(jī)移位過程中，受動荷載作用而產(chǎn)生水平方向的推力，受靜荷載作用而產(chǎn)生豎向壓力影響。為降低地基土的側(cè)向位移和豎向變形，在場地北側(cè)及東側(cè)挖一條寬1m、深1.5m的防擠溝，距圍護(hù)樁基坑內(nèi)側(cè)邊線的距離≥1m。為了保證附近建筑物不受擠土影響，擬在地下車庫北側(cè)第二排管樁跟第三排管樁之間設(shè)置一排Φ300@500、深20m的應(yīng)力釋放孔，呈梅花形，鉆孔間距為1 000mm，在管樁和攪拌樁之間增加防擠溝及應(yīng)力釋放孔（圖2）。應(yīng)力釋放孔采用鉆孔取土成孔工藝進(jìn)行施工，具體工藝為：樁位放樣—理設(shè)護(hù)筒—鉆機(jī)就位—造孔—測孔深—清孔。應(yīng)力釋放孔在地下車庫北側(cè)第二排樁完成后進(jìn)行施工，待應(yīng)力釋放孔完成后，再進(jìn)行北側(cè)圍護(hù)水泥攪拌樁施工。在防擠溝與應(yīng)力釋放孔施工時(shí)，必須注意以下幾點(diǎn)[5]。

（1）防擠溝及應(yīng)力釋放孔應(yīng)在樁機(jī)施工前完成。

（2）場地北側(cè)、西側(cè)的管樁宜先行施工。

圖2 防擠溝示意圖

圖3 門式支撐、被動土加固墩剖面圖

圖4 門式支撐、被動土加固墩平面圖

（3）施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照科學(xué)、合理的施工作業(yè)順序進(jìn)行。

（4）在場地北側(cè)、東側(cè)設(shè)置必要的監(jiān)測孔，監(jiān)測內(nèi)容包括基坑周邊已建建筑、道路的沉降位移、土體的深層水平位移監(jiān)測等；

（5）在基坑的北面及東面增加被動土加固，并采用門式支撐加攪拌式錨桿做支撐（圖3、4）。

3.2.4 與其他圍護(hù)工程的比較調(diào)查

本項(xiàng)目圍護(hù)工程方案得到大家的一致認(rèn)可，認(rèn)為極具操作性且符合本工程的實(shí)際情況。對項(xiàng)目圍護(hù)工程的水泥攪拌樁及鉆孔灌注樁進(jìn)行施工質(zhì)量調(diào)查，結(jié)果如表2、圖5所示。

從圖5可以看出，“漿液水灰比”和“四噴四攪”的時(shí)間累計(jì)頻率達(dá)90%，是“關(guān)鍵的數(shù)項(xiàng)”，是癥結(jié)之所在，嚴(yán)重影響圍護(hù)工程的施工質(zhì)量問題。故首先需解決漿液水灰比和四噴四攪施工時(shí)間不達(dá)標(biāo)的問題，以提高圍護(hù)工程的施工質(zhì)量。

4 基坑監(jiān)測

為了確保圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全，應(yīng)在基坑開挖過程中進(jìn)行工作環(huán)境監(jiān)測，監(jiān)測內(nèi)容包括基坑周邊建筑、臨時(shí)設(shè)施、管線、圍墻、支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移、周圍建筑物、地下管線變形、土體分層豎向位移等，以基坑邊緣以外1～2倍開挖深度范圍內(nèi)需要保護(hù)的物體為重要監(jiān)控對象。

（1）一般情況下，每天觀測一次，如遇位移，沉降速率變化較大時(shí)，則應(yīng)增加觀測次數(shù)。觀測數(shù)據(jù)應(yīng)在當(dāng)天填入規(guī)定記錄表格，及時(shí)提供給業(yè)主、施工、監(jiān)理、設(shè)計(jì)等單位。每天的數(shù)據(jù)應(yīng)繪制成檢測點(diǎn)曲線，根據(jù)其發(fā)展趨勢分析整個基坑的穩(wěn)定情況，以便及時(shí)采取安全措施。

表2 圍護(hù)工程的施工質(zhì)量調(diào)查表

圖5 圍護(hù)施工質(zhì)量缺陷排列圖

（2）施工單位監(jiān)測點(diǎn)設(shè)于距基坑25m范圍內(nèi)，監(jiān)測點(diǎn)間的距離不大于25m，監(jiān)測儀器用DS-3水平面儀和J-2經(jīng)緯儀，每天早上和傍晚各測一次，并做好每次監(jiān)測的書面記錄。

（3）基坑?xùn)|臨河道，有基坑滲水的可能，應(yīng)根據(jù)其發(fā)展趨勢分析整個基坑的穩(wěn)定情況，以便及時(shí)采取安全應(yīng)急措施。主要有：①在基坑開挖前進(jìn)行預(yù)先降水，同時(shí)加強(qiáng)施工監(jiān)測，特別是對河道的監(jiān)測，充分應(yīng)用監(jiān)測成果；②基坑周圍做好排水溝、擋水墻施工，在下部排水溝處每20m設(shè)置集水井，并在每個集水井內(nèi)設(shè)置1個排污泵；③加強(qiáng)基坑滲漏排查，對于滲漏量較大的部位，采用高壓旋噴樁進(jìn)行處理；④對于滲水部位，用高鋁快干水泥漿封堵滲漏部位，必要時(shí)埋設(shè)滲水導(dǎo)管；⑤加強(qiáng)施工人員組織領(lǐng)導(dǎo)，成立專業(yè)施工作業(yè)班組，統(tǒng)一協(xié)調(diào)指揮、組織實(shí)施，組織堵漏材料的采購、施工機(jī)械的落實(shí)；⑥所需的物資器材有高壓旋噴樁鉆機(jī)、排污泵、高鋁快干水泥及其他一些材料等。

5 結(jié)語

綜上所述，以水泥攪拌樁作為基坑維護(hù)結(jié)構(gòu)，可以加快工程的施工工期、節(jié)約成本，經(jīng)濟(jì)效益明顯，有利于長期使用?；邮┕と^程中維護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性尤為重要，需做好監(jiān)控及應(yīng)急措施。本工程施工過程中未對周圍環(huán)境造成不良影響，既安全可靠，又經(jīng)濟(jì)合理。

[1]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.JGJ 94—2008 建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008.

[2]冶金工業(yè)部建筑研究總院.GB 50086—2001錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國計(jì)劃出版社,2001.

[3]黃立強(qiáng).鉆孔灌注樁孔底注漿施工質(zhì)量控制[J].施工技術(shù),2010,29(9):15-16.

[4]冷榮松.灌注樁在建筑深基坑施工中的應(yīng)用研究[J].建材與裝飾, 2013(9):78-79.

[5]謝全林,徐浩波.鉆孔灌注樁在建筑深基坑施工技術(shù)中的應(yīng)用[J].基層建設(shè),2016(4).

Improve The Construction Quality of The Fender Posts and Guarantee The Safety of The Foundation Pits

On the basis of engineering practice, this paper introduces the construction process of the cementmixed piles and attentions on setting squeezing prevention ditches and the stress releasing holes. By carrying out construction quality investigation to the cement-mixed piles and cast-in-situ bored piles of the enclosure works of this project, we obtained construction quality defect analysis and found that "water-cement ratio in grout" and "four-time mixing and spraying" are key factors of construction quality of enclosure works. Therefore, we believe that it shall first solve the problems of water-cement ratio and non-compliance of four-time mixing and spraying duration in order to improve the construction quality of the enclosure works.

cement-mixed piles, foundation pit supporting, stress release hole, monitoring, construction technique

2016-11-17）

王智良，浙江省一建建設(shè)集團(tuán)有限公司工程師。