復(fù)雜地層中樁基及基坑支護(hù)施工方法

摘要：樁基及基坑支護(hù)在土木工程建設(shè)中具有至關(guān)重要的地位。其設(shè)計(jì)和施工應(yīng)充分考慮基礎(chǔ)穩(wěn)定性、施工安全、周邊環(huán)境、工程質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)效益等因素。通過(guò)科學(xué)合理的設(shè)計(jì)和嚴(yán)格的施工質(zhì)量控制，確保工程的穩(wěn)定性和安全性，提高工程的質(zhì)量水平，降低工程成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙重提升。從工程勘察、設(shè)計(jì)優(yōu)化、施工方法、材料選擇及樁基選擇、信息化施工、應(yīng)急預(yù)案、環(huán)境保護(hù)等方面進(jìn)行了分析，并探討了復(fù)雜地層中樁基及基坑支護(hù)施工方法。

關(guān)鍵詞：樁基施工；工程勘察；工程建筑1工程勘察

1.1地層巖性勘察

地層巖性勘察是樁基及基坑支護(hù)施工工程勘察的基礎(chǔ)工作。其主要任務(wù)是確定地層的巖性組成，包括巖石、土壤、砂石等，了解其分布規(guī)律、物理性質(zhì)和工程特性，為后續(xù)的樁基設(shè)計(jì)和基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)選擇提供依據(jù)。

1.2地質(zhì)構(gòu)造勘察

地質(zhì)構(gòu)造勘察是了解地層中地質(zhì)構(gòu)造的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)勘察，可以確定地質(zhì)構(gòu)造的類型、規(guī)模、分布和活動(dòng)性，評(píng)估其對(duì)樁基及基坑支護(hù)施工的影響。此外，地質(zhì)構(gòu)造勘察還有助于發(fā)現(xiàn)潛在的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，如斷層、滑坡等，為施工安全提供保障。

1.3地下水狀況勘察

地下水狀況對(duì)樁基及基坑支護(hù)施工具有重要影響?？辈靸?nèi)容包括地下水位、水壓、水質(zhì)等參數(shù)，了解地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件。通過(guò)對(duì)地下水狀況的勘察，可以為設(shè)計(jì)提供合理的水文地質(zhì)參數(shù)，有效預(yù)防和減少因地下水引起的施工問(wèn)題。

1.4土層力學(xué)性質(zhì)勘察

土層力學(xué)性質(zhì)勘察是評(píng)估地層承載能力和穩(wěn)定性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過(guò)勘察，可以了解土層的容重、壓縮性、剪切強(qiáng)度等力學(xué)性質(zhì)，為樁基設(shè)計(jì)和基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)選擇提供依據(jù)。同時(shí)，還可以對(duì)土層的應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行分析，評(píng)估施工中的地層穩(wěn)定性。

1.5周邊環(huán)境勘察

周邊環(huán)境勘察主要是關(guān)注施工區(qū)域周邊的建筑物、道路、管線等設(shè)施。通過(guò)勘察，了解周邊環(huán)境的現(xiàn)狀和潛在影響，評(píng)估施工對(duì)周邊環(huán)境的影響程度，為制定合理的施工方案提供依據(jù)。此外，周邊環(huán)境勘察還有助于發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，如周邊建筑物的裂縫、傾斜等，為施工安全提供保障。

1.6樁基設(shè)計(jì)參數(shù)勘察

樁基設(shè)計(jì)參數(shù)勘察是為樁基設(shè)計(jì)提供詳細(xì)的工程地質(zhì)參數(shù)?？辈靸?nèi)容包括樁基持力層的承載能力、變形特性等參數(shù)，為樁基的合理設(shè)計(jì)提供依據(jù)。此外，還應(yīng)考慮樁基施工方法對(duì)地層的影響，為選擇合適的施工方法提供數(shù)據(jù)支持。

1.7基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)勘察

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)勘察是為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供工程地質(zhì)參數(shù)?？辈靸?nèi)容包括基坑側(cè)壁的穩(wěn)定性分析、土壓力計(jì)算等，為選擇合適的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式和材料提供依據(jù)。此外，還應(yīng)考慮基坑開挖對(duì)周邊環(huán)境的影響，為制定合理的環(huán)境保護(hù)措施提供數(shù)據(jù)支持。

1.8施工條件與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

施工條件與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是對(duì)施工過(guò)程中的各種條件和潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合分析。評(píng)估內(nèi)容包括施工環(huán)境條件、施工難度、技術(shù)可行性、安全風(fēng)險(xiǎn)等方面。通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，可以制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施，確保施工安全和質(zhì)量。同時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估還有助于優(yōu)化施工方案，提高施工效率和經(jīng)濟(jì)性。

2設(shè)計(jì)優(yōu)化

2.1樁基選型

根據(jù)地層勘察結(jié)果，選擇合適的樁基類型。在復(fù)雜的地層中，可能需要采用特殊類型的樁基，如擴(kuò)基樁、抗拔樁等［1］。選型時(shí)應(yīng)考慮以下因素：地層承載能力、施工條件、經(jīng)濟(jì)性。

2.2優(yōu)化布置

對(duì)樁基進(jìn)行優(yōu)化布置，以提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。優(yōu)化布置時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：

（1） 荷載分布：根據(jù)建筑物的荷載分布，合理布置樁基，使其承載能力得到充分發(fā)揮。

（2） 地層穩(wěn)定性：分析地層應(yīng)力場(chǎng)，確保樁基布置不會(huì)導(dǎo)致地層失穩(wěn)。

（3） 施工便利性：考慮施工設(shè)備的可達(dá)性和操作空間，提高施工效率。

2.3支護(hù)結(jié)構(gòu)

支護(hù)結(jié)構(gòu)的主要作用是維護(hù)基坑穩(wěn)定，防止土方坍塌。在復(fù)雜地層中，支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需經(jīng)過(guò)詳細(xì)計(jì)算，確保其具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性［2］。選擇支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：

（1） 土壓力分布：根據(jù)土壓力分布情況，選擇能夠穩(wěn)定承受作用力的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式。

（2） 材料與穩(wěn)定性：選擇強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好的支護(hù)結(jié)構(gòu)材料。

（3） 環(huán)境影響：評(píng)估支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)周邊環(huán)境的影響，確保施工安全。

3施工方法選擇

在復(fù)雜地層中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的施工方法。例如，在地層穩(wěn)定性較差的情況下，可以采用分段開挖、分階段支護(hù)的施工方法，以降低對(duì)地層的擾動(dòng)。此外，應(yīng)積極探索和應(yīng)用新型施工機(jī)械和方法，提高施工效率和質(zhì)量。

4材料選擇及樁基選擇

4.1材料選擇

（1） 材料的物理和力學(xué)性能：具有良好的抗壓、抗拉、抗剪切性能。

（2） 材料的耐久性和穩(wěn)定性：對(duì)于復(fù)雜地層，應(yīng)選擇能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定工作的材料。

（3） 材料的環(huán)保性：優(yōu)先選擇環(huán)保、可回收利用，減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。

4.2樁基選擇

在復(fù)雜地層中，選擇合適的樁基類型需要綜合考慮多個(gè)因素，包括地質(zhì)條件、施工環(huán)境、施工設(shè)備、技術(shù)要求和經(jīng)濟(jì)因素等。

（1） 了解地質(zhì)條件。對(duì)地層進(jìn)行詳細(xì)的勘察和分析，了解土層的分布、強(qiáng)度、滲透性和液化特性。特別注意軟弱地層、不良地質(zhì)條件和特殊巖土層，這些地層對(duì)樁基的選擇和設(shè)計(jì)有較大影響。

（2） 選擇合適的樁基類型。根據(jù)地質(zhì)條件和設(shè)計(jì)要求，選擇適合的樁基類型。常見的樁基類型包括預(yù)制樁、灌注樁、擴(kuò)基樁等，每種類型有其適用的地質(zhì)條件和設(shè)計(jì)要求［3］。

（3） 考慮施工環(huán)境。了解施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件，包括施工場(chǎng)地的大小、交通狀況、施工噪音和排放等。這些因素可能影響樁基的選擇和施工方法。

（4） 評(píng)估施工設(shè)備。評(píng)估施工設(shè)備的能力和限制，包括打樁機(jī)、灌注設(shè)備、泥漿處理設(shè)備等。這些設(shè)備的性能和效率將影響施工速度和樁基質(zhì)量。

（5） 技術(shù)要求?？紤]設(shè)計(jì)要求和技術(shù)要求，例如單樁承載力、沉降要求、抗拔要求等。這些因素對(duì)樁基類型和設(shè)計(jì)有直接影響。

（6） 經(jīng)濟(jì)因素。評(píng)估不同樁基類型的成本效益，包括材料成本、施工成本、維護(hù)成本等。在選擇樁基類型時(shí)，應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)因素并與設(shè)計(jì)要求相平衡。

5信息化施工

5.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地層動(dòng)態(tài)

在復(fù)雜地層中進(jìn)行樁基及基坑支護(hù)施工時(shí)，需要對(duì)地層動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)埋設(shè)傳感器、使用雷達(dá)和鉆孔攝影等技術(shù)，可以及時(shí)獲取地層位移、應(yīng)力變化和地下水位等信息。這些數(shù)據(jù)能夠反映地層的實(shí)際狀態(tài)，為信息化施工提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

5.2記錄和分析數(shù)據(jù)

對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和分析是信息化施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過(guò)專業(yè)的軟件系統(tǒng)，可以對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取關(guān)鍵指標(biāo)，如地層位移速率、應(yīng)力變化率等，這些指標(biāo)可以反映施工對(duì)地層的影響，幫助施工人員判斷施工安全性和可行性。

5.3預(yù)測(cè)可能風(fēng)險(xiǎn)及優(yōu)化設(shè)計(jì)

基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，可以預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，如地層滑坡、基坑隆起等，進(jìn)而通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、調(diào)整施工參數(shù)等方式降低這些風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性。此外，還可以通過(guò)建立數(shù)值模型，模擬不同施工方案下的地層響應(yīng)，為施工提供科學(xué)依據(jù)。

5.4調(diào)整施工方法和參數(shù)

在施工過(guò)程中，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整施工方法和參數(shù)是必要的。通過(guò)信息化施工，可以實(shí)時(shí)獲取施工數(shù)據(jù)，如樁基承載力、泥漿比重等。這些數(shù)據(jù)可以幫助施工人員判斷施工效果，及時(shí)調(diào)整施工方法和參數(shù)，提高施工質(zhì)量。

5.5反饋施工效果

信息化施工還要求對(duì)施工效果進(jìn)行及時(shí)反饋。通過(guò)對(duì)比分析實(shí)際施工數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，可以評(píng)估施工效果的好壞。對(duì)于存在的問(wèn)題，可以及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，確保施工質(zhì)量和安全。

5.6智能預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)用

在信息化施工中，智能預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用至關(guān)重要。該系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，自動(dòng)發(fā)出預(yù)警信息，提醒施工人員注意潛在的風(fēng)險(xiǎn)。此外，智能預(yù)警系統(tǒng)還可以根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，提前發(fā)出預(yù)警，為預(yù)防和控制風(fēng)險(xiǎn)提供時(shí)間上的優(yōu)勢(shì)。

6應(yīng)急預(yù)案

針對(duì)可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)和問(wèn)題，制定出詳細(xì)的應(yīng)急預(yù)案。預(yù)案應(yīng)包括預(yù)警機(jī)制、應(yīng)急處置流程、人員和物資調(diào)配等內(nèi)容。通過(guò)應(yīng)急預(yù)案的制定和實(shí)施，可以有效地降低事故發(fā)生的概率和影響程度。

7環(huán)境保護(hù)

7.1減少噪聲污染

在樁基及基坑支護(hù)施工過(guò)程中，應(yīng)優(yōu)先選擇低噪聲的施工設(shè)備，如液壓打樁機(jī)、靜壓樁等。對(duì)于需要使用高噪聲設(shè)備的場(chǎng)所，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)母粢舸胧?，如設(shè)置隔音屏障、使用消音器等。同時(shí)，合理安排施工時(shí)間，避免在夜間或居民休息時(shí)進(jìn)行高噪聲作業(yè)。

7.2控制泥漿排放

樁基施工中的泥漿排放是影響環(huán)境的重要因素之一。為了控制泥漿排放，應(yīng)盡可能選擇泥漿排放量小的施工方法，如螺旋鉆孔、地下連續(xù)墻等。對(duì)于需要排放的泥漿，應(yīng)進(jìn)行沉淀處理，減少懸浮物含量。合理規(guī)劃施工場(chǎng)地，設(shè)置泥漿池，確保泥漿能夠得到妥善處理和儲(chǔ)存。

7.3生態(tài)環(huán)境保護(hù)

在樁基及基坑支護(hù)施工過(guò)程中，應(yīng)合理規(guī)劃施工場(chǎng)地，減少對(duì)周圍土壤的擾動(dòng)和破壞。對(duì)于裸露的土壤，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行覆蓋和綠化，以防止水土流失。在施工過(guò)程中，應(yīng)采取必要的防塵措施，如灑水降塵等。

施工過(guò)程中產(chǎn)生的廢水應(yīng)進(jìn)行妥善處理，符合相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)后方可排放，同時(shí)應(yīng)盡可能減少對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境的破壞和污染。

參考文獻(xiàn)：

［1］劉寧波，周清忘.生態(tài)庫(kù)區(qū)超厚硬巖條件下大直徑長(zhǎng)樁樁基施工關(guān)鍵技術(shù)［J］.施工技術(shù)（中英文），2024，53（13）：83-87.

［2］王瑞芳，李闖.武漢長(zhǎng)江一級(jí)階地基坑的設(shè)計(jì)分析與實(shí)踐［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2024（3）：133-137.

［3］吳安康.基坑開挖中軟土地基支護(hù)與樁基施工探究［J］.城市建筑空間，2022，29（增刊2）：892-893.

作者簡(jiǎn)介：晏磊，男，湖北武漢人，工程師，本科，研究方向：土木工程與巖土工程。