基坑開挖中軟弱土地基支護與樁基礎施工研究

張承恩

摘 要：在建筑工程中，基坑開挖與支護工程施工直接影響整個工程的施工質(zhì)量，其重要性不言而喻。由于基坑開挖與支護工程施工涉及技術(shù)種類多、工序復雜，因此，在實際施工過程中，往往會面臨各種各樣的問題。為此，我國建筑業(yè)對此高度重視，把軟弱土地基支護與樁基礎工程技術(shù)運用于工程施工建設中。本文以具體建設案例探討基坑開挖中軟弱土地基支護與樁基礎施工，以期為工程建設提供借鑒。

關鍵詞：基坑開挖;軟弱土地基;樁基礎工程

中圖分類號：TU753文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）19-0113-03

Abstract： In construction engineering， the construction of foundation pit excavation and support engineering directly affects the construction quality of the whole project， and its importance is self-evident. Because the construction of foundation pit excavation and support engineering involves many kinds of technology and complex process， in the actual construction process， it is often faced with a variety of problems. Therefore， China's construction industry attaches great importance to this， and applies the soft soil foundation support and pile foundation engineering technology to the engineering construction. This paper discussed the soft soil foundation support and pile foundation construction in foundation pit excavation with specific construction cases， in order to provide reference for engineering construction.

Keywords： foundation pit excavation;soft soil foundation;pile foundation engineering

軟弱土地基的水利、車站、碼頭及房屋建筑等工程中，樁基礎以及各種樁體支護結(jié)構(gòu)被廣為運用。運用灌注樁支護深基坑工程在技術(shù)上是可行的以及保持成本合理的有效舉措;預制樁沉樁工程中，合適的打樁順序、間隔時間及可行的施工工藝是確保沉樁質(zhì)量的關鍵因素;基坑放坡開挖時，由于土壓力對鄰近樁體的作用，容易使樁基礎產(chǎn)生很大的偏移，或者是裂開。對于建筑工程而言，基坑開挖與支護工程施工技術(shù)能直接影響整個工程的施工質(zhì)量，其重要性不言而喻。由于基坑開挖與支護工程施工技術(shù)涉及技術(shù)種類多、工序復雜，因此，在實際施工過程中，往往面臨各種各樣的問題?；诖耍瑸榱舜_保工程施工質(zhì)量以及安全性，需要對當前基坑開挖與支護工程施工技術(shù)進行不斷創(chuàng)新與完善，從而提高整個建筑工程施工質(zhì)量。

1 深基坑灌注樁支護

1.1 施工概述

在應用鉆孔灌注樁技術(shù)過程中，應當嚴格依照事前設計好的建筑圖紙，合理選擇樁孔位置。只有確保每個樁孔的位置滿足圖紙需求，才能保證每個鉆孔灌注樁都均勻受力。為保證鉆孔灌注樁符合工程計劃，在軟弱土地基施工過程中，工程施工企業(yè)要做好基坑開挖支護工作。在工程實施進程中，要密切關注兩個方面，即排樁式支護擋墻的位移、支撐梁軸力與樁位的偏移。建筑公司應當對這兩個方面的施工進行嚴格監(jiān)測。同時，在實際工程進程中，為保證對坡面進行基坑支護時避免影響基坑自身的穩(wěn)定性，工程企業(yè)可采取灌注樁技術(shù)對基坑進行支護。

1.2 工程施工注意事項

施工企業(yè)在對軟弱土地基開展支護工作的進程中，應密切關注以下事項：第一，在工程進程中，有關人員應嚴格依照設計需求對鉆孔灌注樁的樁孔施工進行有效監(jiān)控，從而保證每一個鉆孔灌注樁都可以均衡受力;第二，保證灌注樁的長度滿足設計需求，并且控制樁位因受力因素所導致的偏移，樁體擋土墻可以承受較小的壓力;第三，鉆孔要間隔施工，在臨近樁砼澆筑24 h后方可進行其他臨近樁的鉆進施工;第四，依據(jù)工程現(xiàn)場的實際要求對樁基礎鋼筋籠的鋼筋焊接進行必要的管理，依據(jù)鋼筋籠的標準來為其設立相應的維護層分離混凝土塊，確?；炷恋暮穸葷M足于計劃的需求[1]。

2 施工準備工作

2.1 復核施工組織計劃

一項工程的順利開展，其關鍵在于施工組織計劃。樁基礎施工中的質(zhì)量控制人員要熟悉設計的圖紙，做好圖紙會審工作，對于樁位圖、復核樁設計承載力、地質(zhì)勘察報告等都要仔細研究，再認真復核施工組織計劃，確認其與實際情況是否完全相符，操作是否可以順利進行，并且還要評估和優(yōu)化施工計劃的可行性。此外，還要充分了解施工現(xiàn)場的氣候、地質(zhì)、水文條件等。

2.2 體系審查

在施工開始前，需要對現(xiàn)場項目管理機構(gòu)的技術(shù)管理體系、質(zhì)量管理體系、施工安全保證體系等進行嚴格審查;還要對各種職能管理人員和特種作業(yè)人員的資格證、上崗證進行審查，以保證參與施工、管理的人員都具有一定技術(shù)水平。

2.3 進場施工材料的監(jiān)控

在施工前，質(zhì)量控制人員應讓供貨方提交施工材料的規(guī)格、型號、產(chǎn)地等基本信息，并且嚴格復核施工材料的力學及化學性能、出場日期及合格證、復檢報告[2]。對于中砂和碎石者兩種材料，監(jiān)理要親自到產(chǎn)地去采樣，然后進行篩分試驗，同時還要對碎石進行壓碎試驗。為了使施工質(zhì)量得到保證，在材料選擇上嚴格把關，建材不達標不準進入工地。

2.4 了解施工機械的實際運行情況

在整個樁基礎施工過程中，要應用大量的機械設備。為了確保各機械相互配合，順利完成樁基礎施工，施工人員要及時了解機械設備在開始施工前的運行狀況。此外，質(zhì)量控制人員還要對施工機械、施工方案進嚴格復核，控制關鍵工序的施工質(zhì)量，包括控制樁位和鉆孔。

3 基坑開挖及樁基礎工程施工案例

本工程位于鄭州市金水區(qū)中州大道與青年路交界處西南側(cè)，總用地面積12 570 m2，車站建筑面積10 100 m2。本車站為地下兩層島式車站，標準段埋深為15.2 m，端頭井埋深為16.3 m。基坑開挖范圍的土層主要為雜填土、粉土、細砂等;基底處的土層主要為細砂，采用明挖法施工。本工程包含地鐵車站基坑開挖和邊坡支護工程，場地地理位置優(yōu)越，交通便利。

3.1 基坑開挖及樁基礎施工

采用鉆孔灌注樁+鋼支撐的方案，鉆孔樁按Ф1 000@1 300的方式布置，樁間掛鋼筋網(wǎng)，噴射混凝土，樁頂設冠梁（兼做壓頂梁）;圍護樁外側(cè)采用Ф850@600三軸攪拌樁作為止水帷幕。標準段基坑設置三道支撐，均采用Ф609，t=16 mm的鋼管，第一道水平支撐中心間距約6 m，第二、三道支撐間距約3 m;斜撐采用混凝土支撐。車站主體圍護結(jié)構(gòu)樁基礎均由2臺旋挖鉆機分2個工作面順時針同步進行，至另一端終點合攏。當每區(qū)冠梁施工完畢后，開始按段進行開挖，與結(jié)構(gòu)施工段相適應，并適當前延4～5 m。每個作業(yè)面土方開挖采用1臺長臂挖掘機、2臺普通挖掘機和2臺小型挖掘機聯(lián)合接力作業(yè)逐段進行。對挖掘機接力開挖作業(yè)不能完成的部分土方，采用挖掘機開挖、龍門吊吊斗出土的方法進行施工。采用“縱向分段，豎向分層，放坡開挖”的方法施工，并且每次開挖深度控制在支撐中心線以下0.5 m停止開挖，及時進行鋼管支撐架設施工，樁間網(wǎng)噴支護隨分層開挖跟隨進行，基底以上30 cm采用人工清理。

3.2 質(zhì)量控制

3.2.1 做好護筒的埋設及安裝工作。要準確安裝護筒。為了檢查能更加方便，一般將騎馬樁設在護筒邊，之后要用棉線將其拉直，以相交點為樁位的中心點。尤其要注意的是，施工前應該對該點進行反復校正，確保騎馬樁沒有出現(xiàn)位移的情況。

3.2.2 制作靜壓預應力管樁。配制預應力鋼筋必須要沿圓周進行，并且要保持其配制的均勻性，按設計圖紙來確定規(guī)格、間距、端部錨固鋼筋，預應力張拉要達到基本要求。在骨架成型后，對各部分尺寸的要求如下：最大的預應力筋間距偏差為5 mm，不得超過這一數(shù)值;架力圈的間距偏差最大是20 mm，數(shù)值不能再大。對管樁的要求是：達到設計強度的100%可以出廠運輸，達到70%可起吊。一般可以采用兩頭勾吊法或兩支點法來進行管樁吊裝，做到輕起輕放，運輸時保證平穩(wěn)[3]。

3.2.3 監(jiān)督鉆孔的過程。每次在鉆孔前，為了確保準確無誤，要對該樁位及標高進行重新復核，對終孔的孔深、孔斜度、孔徑及二次清孔后的沉漿密度、沉渣厚度進行充分的檢測。鉆孔中容易出現(xiàn)一些質(zhì)量問題，如縮孔、坍孔、斷樁等?？卓谔嗍且驗楝F(xiàn)場成孔過快、泥漿護壁來不及形成泥膜，所以對護壁起不到護壁作用。根據(jù)坍孔的原因，質(zhì)量控制要及時下達指令，要求施工人員將護筒盡快拆除并立即回填鉆孔，對護筒重新埋設，夯實護筒周圍土，之后再重新鉆孔。

3.2.4 終孔和清孔。如果孔位的地質(zhì)情況與設計圖紙的實際要求是相符的，那么就可以按設計來標高終孔。如果設計圖紙與真實地質(zhì)情況有較大差距，質(zhì)量控制人員要通知設計單位變更樁長。不僅如此，還應認真對待嵌巖樁。為了保證嵌巖樁嵌入基巖的深度，需要多次取樣，以掌握巖性情況。在終孔后，應測量實際孔深，重點檢查孔位的平面偏差及垂直度這兩方面[4]。檢查完終孔后，要進行清孔處理，由此可以避免長時間停留而造成過多的泥漿沉積問題，甚至是塌孔問題。

3.3 工程施工驗收

3.3.1 對樁的檢測。對樁進行檢測，主要是檢測樁身質(zhì)量、樁位偏差、樁的承載力等方面。目前，樁基檢測手段不斷增多，為施工質(zhì)量控制工作開展提供了便利條件。質(zhì)量控制人員要利用這些檢測手段，嚴格控制樁基質(zhì)量。此外，樁位偏差應確保能達到設計及驗收規(guī)范的要求，并積極做好承載力試驗。

3.3.2 質(zhì)量評價。樁基礎施工完成后，質(zhì)量控制人員可以將樁基礎施工過程記錄、成樁檢測及試塊試驗結(jié)果等作為依據(jù)，做出一份施工質(zhì)量評價報告，并且詳細說明工程中可能會出現(xiàn)的質(zhì)量問題及所采取的有效處理建議。

4 結(jié)語

在深基坑開挖過程中，施工環(huán)境具備一定的交叉性、復雜性，所以，經(jīng)常會出現(xiàn)與設計圖紙不符的狀況，要保證深基坑施工順利展開，就要采用科學、合理的工程施工方案與技術(shù)措施，施工時嚴格按規(guī)定和設計文件執(zhí)行。在預制樁沉樁施工過程中，對間隔時間、打樁順序予以合理的控制，并且嚴格依照施工方案實施，以使沉樁擠土效應所帶來的影響降至最低，保證樁基礎位移與設計要求相符。在深基坑開挖進程中，擠土效應容易使鄰近樁產(chǎn)生位移及傾斜等狀況，甚至可能會產(chǎn)生斷樁。因此，必須采取綜合措施才能控制樁基礎位移在規(guī)范內(nèi)。

參考文獻：

[1]張中煒，童懷峰.復雜環(huán)境條件軟土地基處理與基坑工程實例[C]//中國建筑學會地基基礎分會2008年學術(shù)年會.2009.

[2]楊何，湯明高，李東明.軟土地基圍堤外側(cè)樁基礎施工時機[J].水運工程，2016（4）：175-181.

[3]劉飛禹，李玲玉，王軍，等.陽極灌漿溶液對電滲加固軟土地基的影響[J].中國公路學報，2019（3）：48-56.

[4]李雷.鋼管樁單樁復合地基加固隧道軟土地基試驗研究[J].地震工程學報，2019（1）：69-75.