深基坑支護(hù)施工技術(shù)在建筑工程施工中的運(yùn)用

摘要：以某建筑工程為例，探究了基于PHC管樁的深基坑支護(hù)方法。在支護(hù)施工的準(zhǔn)備階段，做好平整場(chǎng)地、測(cè)量放樣等工作，確保樁位精確，同時(shí)檢查確認(rèn)PHC管樁的質(zhì)量合格；在支護(hù)施工中加強(qiáng)吊裝、壓樁、接樁等技術(shù)要點(diǎn)的控制，提高成樁質(zhì)量；施工后做好實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)處理異常沉降等問題，保證支護(hù)安全。對(duì)于施工中常見的管樁壓入難度大、樁身發(fā)生傾斜或位移等問題，應(yīng)了解其成因并采取相應(yīng)的防控措施，切實(shí)提高深基坑支護(hù)施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：深基坑支護(hù)PHC管樁建筑工程靜力壓樁

中圖分類號(hào)：TU753

TheApplicationofDeepFoundationPitSupportConstructionTechnologyinConstructionEngineering

DONGChengtian

GansuQianfengConstructionEngineeringCo.，Ltd.，Dingxi，GansuProvince，743000China

Abstract：Takingacertainconstructionprojectasanexample，thispaperexploresthedeepfoundationpitsupportmethodbasedonPHCpipepiles.Inthepreparationstageofsupportconstruction，idoagoodjobofsiteleveling，measurementandloftingtoensurethatthepilepositionisaccurate，，andatthesametimecheckthequalityofPHCpipepiles;Strengthenthecontroloftechnicalkeypointssuchaslifting，pilepressing，andpileconnectionduringconstruction，andimprovethequalityofpileformation;Realtimemonitoringshouldbecarriedoutafterconstructiontopromptlyaddressissuessuchasabnormalsettlementandensuresupportsafety.Forcommonproblemssuchasdifficultyinpressingpipepilesandtiltingordisplacementofpilebodiesduringconstruction，itisnecessarytounderstandtheircausesandtakecorrespondingpreventionandcontrolmeasurestoeffectivelyimprovethequalityofdeepfoundationpitsupportconstruction.

KeyWords：Deepfoundationpitsupport;PHCpipepiles;Constructionengineering;Staticpiling

深基坑在開挖過程中容易出現(xiàn)臨空面滑塌問題，對(duì)基坑內(nèi)設(shè)備與人員的安全構(gòu)成威脅，影響正常的工程進(jìn)度。為保證施工安全與施工效率，在深基坑施工中需要采取支護(hù)措施。目前常用的深基坑支護(hù)方式有地下連續(xù)墻支護(hù)、排樁支護(hù)噴錨支護(hù)等若干種。PHC（預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土）管樁具有樁身強(qiáng)度高、適用范圍廣、材料成本低、環(huán)保無污染等優(yōu)勢(shì)，在深基坑支護(hù)方面有廣泛應(yīng)用。其原理是將PHC管樁貫入土體，直到接觸持力層（中、微風(fēng)化巖石），將上部荷載順利傳遞至持力層，從而達(dá)到理想的支護(hù)加固效果。

1工程概況

某建筑工程占地面積6618.4m2，基坑開挖深度18.8m，屬于深基坑。地質(zhì)勘察結(jié)果表明，深基坑施工區(qū)域地質(zhì)類型主要分位3種，自上而下分別是雜填土、黏土、淤泥質(zhì)土。其中，黏土的含水量高，易于壓縮，穩(wěn)定性差，必須采取支護(hù)措施。綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、效率性等多方面因素后，選擇PHC管樁支護(hù)技術(shù)。

2深基坑支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用

2.1施工準(zhǔn)備

本工程中使用的PHC管樁屬于預(yù)制樁，直徑500mm，單節(jié)樁長(zhǎng)10m，由工廠預(yù)制后檢查樁體混凝土強(qiáng)度，在實(shí)際強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%后方可運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)。PHC管樁入廠前進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)，檢查出廠合格證、檢驗(yàn)報(bào)告，核對(duì)樁長(zhǎng)、樁徑等參數(shù)，觀察有無生裂紋等質(zhì)量問題。參考《建筑樁基技術(shù)規(guī)程》（JGJ94—2019）中的相關(guān)規(guī)定，鋼筋混凝土管樁的直徑允許偏差控制在-4～﹢5mm，樁尖中心線的允許偏差為10mm；外觀質(zhì)量方面應(yīng)滿足平整、密實(shí)，無裂紋、蜂窩、孔洞、折斷以及明顯缺棱掉角等缺陷[1]。各項(xiàng)檢查均合格后方可入廠，對(duì)于不符合施工要求的不得使用。檢查打樁機(jī)、起重機(jī)等施工設(shè)備的工況，確保設(shè)備正常運(yùn)行。施工人員做好技術(shù)交底、進(jìn)行施工圖紙會(huì)審，明確地質(zhì)情況和技術(shù)要求。

2.2測(cè)量放線，復(fù)核樁位

劃定深基坑施工區(qū)域后，使用推土機(jī)進(jìn)行場(chǎng)地整平處理。按照施工圖紙?jiān)趫?chǎng)地上測(cè)量放線，確定樁基軸線和樁的位置，在樁位上撒石灰做標(biāo)記。本工程中使用NTS-332全站儀測(cè)量確定樁位中心點(diǎn)，再安排施工人員進(jìn)行樁位復(fù)核，樁位允許偏差為1/3樁徑，確保位置精確。在施工場(chǎng)外布設(shè)3個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，便于進(jìn)行標(biāo)高控制。

2.3吊樁

使用壓樁機(jī)自帶的鋼絲繩將臨時(shí)堆放在場(chǎng)內(nèi)的PHC管樁拖移到1#樁位附近，并利用夾具將管樁抱緊。將起重機(jī)的吊鉤掛在夾具外側(cè)的吊耳上，緩慢吊起PHC管樁。為保證吊裝安全，現(xiàn)場(chǎng)安排1名指揮人員配合起重機(jī)操作手完成管樁的起吊。根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，常用的預(yù)制樁起吊方法有一點(diǎn)法、兩點(diǎn)法、四點(diǎn)法?？紤]到本工程中使用的PHC預(yù)制管樁長(zhǎng)度中等，選擇了兩點(diǎn)吊法，吊點(diǎn)與管樁端部的距離為1.5m。當(dāng)PHC管樁抬升至一定高度時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)施工人員使用掃帚等工具清理管樁上的泥沙，保證樁身干凈。為了方便管樁壓入土體，在PHC管樁的下端焊接一個(gè)錐形樁尖，減小沉樁阻力。焊接時(shí)應(yīng)保證滿焊，并且檢查焊接質(zhì)量，經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗(yàn)合格收方可開始沉樁作業(yè)。利用起重機(jī)將PHC管樁吊升到1#樁位上方，保證樁尖垂直于樁位中心點(diǎn)[2]。現(xiàn)場(chǎng)施工人員利用經(jīng)緯儀從相互垂直的兩個(gè)方向檢查樁身的垂直度，垂直度偏差控制在H/1000（H為樁長(zhǎng)）以內(nèi)。上述工作完成后壓實(shí)靜力壓樁。

2.4靜力壓樁

本工程中使用YZY400型液壓樁機(jī)，最大壓入力4000kN，起重力矩500kN?m。將液壓樁機(jī)自帶的夾持器套在PHC管樁的外側(cè)，啟動(dòng)液壓樁機(jī)后利用夾持油缸使夾持器從側(cè)面夾緊管樁。再啟動(dòng)壓樁油缸，將管樁壓入土體中。先進(jìn)行初步加壓，使管樁插入土體1m后停止加壓，現(xiàn)場(chǎng)施工人員檢查管樁的垂直度，如果發(fā)現(xiàn)有輕微偏斜需要及時(shí)調(diào)整。然后繼續(xù)加壓，直到管樁頂端距離地面50cm停止。沉樁速度控制在1.2～1.5m/min，在無設(shè)備故障或斷樁等特殊情況時(shí)，每根PHC管樁必須連續(xù)施壓，整根管樁需要在15min內(nèi)打完，防止發(fā)生“浮樁”問題。靜力壓樁過程中，現(xiàn)場(chǎng)施工人員需要密切關(guān)注液壓樁機(jī)的壓力表，如果壓力表的讀數(shù)突然變大或變小，應(yīng)當(dāng)暫停壓樁，分析壓力異常的原因（如斷樁、遇到孤石等），處理結(jié)束后再繼續(xù)壓樁。

2.5接樁

本工程中使用的PHC預(yù)制管樁單節(jié)長(zhǎng)度為10m，基坑開挖深度為18.8m，為取得理想支護(hù)效果需要將沉入2節(jié)PHC管樁。上下兩節(jié)管樁之間采用焊接方式連接。在接樁前，施工人員需要用鐵刷子將兩節(jié)管樁相接的端面清理干凈，確保無泥沙、無鐵銹、無油垢，在露出金屬光澤后方可進(jìn)行焊接。采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，焊接電流200～220A，焊接速度控制在40～50cm/min。為了防止焊接變形導(dǎo)致管樁的連接強(qiáng)度下降，采取對(duì)稱焊接方式。焊接時(shí)監(jiān)測(cè)金屬表面溫度，超過240℃后中止焊接，等到溫度降低到240℃以下再次施焊，焊接層數(shù)需要達(dá)到2層。焊接完畢后檢查焊接質(zhì)量，保證焊接部位連續(xù)、飽滿，冷卻20min后繼續(xù)進(jìn)行壓樁[3]。對(duì)于超出標(biāo)高部分的管樁，使用專門的截樁器進(jìn)行截割。截割后再次測(cè)量管樁露出部分的標(biāo)高，測(cè)量標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高的誤差應(yīng)控制在±2cm以內(nèi)。同時(shí)使用砂輪機(jī)打磨邊緣位置。

2.6成樁

PHC管樁接續(xù)完畢并且壓入到設(shè)定深度后，即可完成本樁的施工，可以將液壓樁機(jī)移動(dòng)至2#樁位，重復(fù)上述步驟繼續(xù)進(jìn)行2#管樁的壓入，直到所有樁位全部壓入管樁。以終壓力值作為判斷成樁的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于樁長(zhǎng)小于14m的管樁，終壓力按照設(shè)計(jì)極限承載力的1.5倍取值。施工人員觀察液壓樁機(jī)的壓力表讀數(shù)，達(dá)到終壓力值并且讀數(shù)穩(wěn)定后，即可停止壓樁[4]。每完成1根管樁的壓入后，立即采取成品保護(hù)措施。對(duì)于成樁空洞采用素土回填并夯實(shí)。在所有樁位均壓入PHC管樁后，養(yǎng)護(hù)7天，然后進(jìn)行沉樁質(zhì)量檢測(cè)。成品樁的外觀應(yīng)滿足以下標(biāo)準(zhǔn)：表面平整，顏色均勻，掉角深度小于10mm，蜂窩面積小于總面積0.5%。

3靜力壓樁常見問題及處理

在PHC預(yù)制管樁的靜力壓樁施工中，由于設(shè)備工況、材料質(zhì)量、地質(zhì)條件、施工技術(shù)等因素的影響，不可避免會(huì)出現(xiàn)各種突發(fā)問題，需要施工人員準(zhǔn)確分析問題原因，并采取妥善的處理方法。在本次深基坑支護(hù)施工中，遇到的問題和處理方法如下。

3.1液壓樁機(jī)的液壓缸活塞動(dòng)作遲緩

分析原因可能與油壓偏低、液壓油粘度過高或者是液壓泵、操作閥出現(xiàn)泄露有關(guān)。施工人員首先按照說明書要求排放掉粘度偏高的液壓油，然后重新添加新的液壓油，使液壓油在油箱內(nèi)的油位得到規(guī)定高度；檢查操縱閥，未發(fā)現(xiàn)泄露問題；將濾油器、吸油管拆下并在清洗后重新安裝。完成上述處理后，沖重新啟動(dòng)液壓樁機(jī)，液壓缸活塞動(dòng)作恢復(fù)正常。

3.2PHC管樁壓入難度大

在沉樁過程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)PHC管樁沉入一定長(zhǎng)度后，在壓力不變的情況下壓入速度變慢。分析其原因，可能與施工降水過低，土體中孔隙水排出導(dǎo)致超靜水壓力的“潤(rùn)滑”作用失效，沉樁阻力增加有關(guān)；或者是PHC管樁的下端樁尖在進(jìn)入夾砂層后遇到堅(jiān)硬巖石，導(dǎo)致管樁的下沉受阻。針對(duì)上述兩種原因，分別采取了以下措施：第一，關(guān)閉一部分降水井，使地下水水位適當(dāng)；第二，在發(fā)現(xiàn)沉樁速度變慢、壓力示數(shù)增加后，施工人員改變了液壓樁機(jī)的工作模式。以最大壓樁力作用在樁頂，采用停車再開、忽停忽開的方式，讓樁尖碰撞、破碎夾砂層[5]。完成上述處理后，PHC管樁能夠正常壓入，問題得以解決。

3.3樁身發(fā)生傾斜或位移

在施工過程中，有4根樁的樁身垂直度超過了允許值。分析其原因，歸結(jié)為兩方面：其一是上下兩節(jié)PHC管樁的中心軸線未對(duì)準(zhǔn)，導(dǎo)致沉樁過程中受力不均勻進(jìn)而造成傾斜；其二是遇到孤石等體積較小的障礙物，樁尖向一側(cè)滑移導(dǎo)致樁身發(fā)生傾斜。對(duì)于上述第一種情況，施工人員在焊接兩根PHC管樁時(shí)，必須要仔細(xì)核對(duì)中心軸線是否對(duì)齊，在上下兩根管樁的中心軸線完全重合后再焊接，保證沉樁過程中受力一致，未再出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象。對(duì)于上述第二種情況，如果障礙物的埋藏位置不深，可以使用機(jī)器將障礙物挖出后再進(jìn)行沉樁。如果障礙物較深，可采取沖擊鉆進(jìn)的方式予以破碎，對(duì)于無法破碎的或者是歪斜嚴(yán)重的，將PHC管樁拔出后另外選擇合適位置重新壓入。

4深基坑PHC管樁支護(hù)施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

在本次PHC管樁的施工中，對(duì)各施工環(huán)節(jié)的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)量控制，分別從施工前、施工中和施工后采取了質(zhì)量管控措施，確保了深基坑支護(hù)任務(wù)的順利完成。在施工前，安排專人進(jìn)行材料、設(shè)備的質(zhì)量驗(yàn)收。對(duì)于PHC管樁，除了檢查表觀質(zhì)量是否合格外，還要仔細(xì)核對(duì)參數(shù)與施工方案是否一致。液壓樁機(jī)、起重機(jī)等設(shè)備，以及壓力表、經(jīng)緯儀等儀器，也要檢查確保正常工作。在施工中，首先是在移動(dòng)、吊裝PHC管樁過程中加強(qiáng)保護(hù)，避免出現(xiàn)管樁受損的情況。沉樁前清理樁體表面的泥沙、油污，減小沉樁阻力。采用二點(diǎn)吊法勻速吊裝，先試吊，確定牢固后再正式吊裝，避免吊裝過程中發(fā)生掉落等事故。其次是在靜力壓樁過程中密切關(guān)注沉樁速度、壓力示數(shù)，在發(fā)現(xiàn)沉樁速度變慢、壓力示數(shù)異常后，第一時(shí)間分析原因，避免造成PHC管樁的受損。在施工后，按照相關(guān)的規(guī)范進(jìn)行成樁質(zhì)量檢查，保證樁頂標(biāo)高、樁位偏差以及貫入度、完整性等均符合要求。通過全程把控施工技術(shù)要點(diǎn)，確保了PHC管樁支護(hù)任務(wù)的順利完成，為后續(xù)深基坑的開挖作業(yè)創(chuàng)設(shè)了安全環(huán)境。

4結(jié)語

PHC管樁是深基坑支護(hù)中常用的技術(shù)，相比于地下連續(xù)墻支護(hù)、排樁支護(hù)等，具有環(huán)保無污染、適用范圍廣、施工效率高等優(yōu)勢(shì)。在深基坑工作中應(yīng)用PHC管樁時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)把控材料質(zhì)量的檢查，做好管樁的運(yùn)輸、起吊以及沉樁和接樁等方面的施工技術(shù)，并在施工結(jié)束后及時(shí)成品保護(hù)和成樁檢測(cè)，確保符合深基坑支護(hù)的施工要求。

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