灌注桩在软土基坑支护中的应用研究

石 磊 熊 昭

（中交广州航道局有限公司，广东 广州 510000）

我国地大物博，很多地区的土质情况都不同，软土是众多土质中的一种。其一般特点是压力高、承载力低、易变形、含水率高，对工程建设特别是基础设施建设的安全影响很大。对于土质松软的软土来说，基坑工程就显得非常重要，如果基坑围护的方案不够完美，那么就会产生很多可怕的后果，这些负面影响轻则影响到该工程的工期，重则造成巨大的经济损失，甚至还会对施工人员的生命安全造成极大的危害。然而，由于基坑工程的广泛性，一般用作临时工程，但是对于那些在实际工程中是软土的，其后果也是不可估量的，往往都是摸索前进。笔者查阅了大量的国内外资料，经过文献显示，国内外学者对软土地区基坑支护结构的安全设计提出了许多建议。一些专家对软土中46个深基坑的变形和开挖深度进行了综合比较，提出了一种新的安全评价方法。一些专家研究了基坑施工技术与软土地基变形控制的关系，提出了一种新的支护结构技术方法。

根据基坑工程地质特征，从支护、止水效果、施工方便性和安全性等方面选择了灌注桩三轴水泥土搅拌桩的支护形式，并对基坑周围建筑物的复杂性进行了研究。在稳定性验算的基础上，预测和比较了数值模拟对基坑围护结构的影响。

1 基坑地址情况

工程周围有许多相邻的建筑物和管道，施工环境相对狭窄。地上建筑有 层住宅、1个8层住宅和 层住宅。这个工程还包含两个地下车库。坑形基本不规则，周长约，开挖面积约9230m2。基坑开挖深度约为，开挖区土层以流体塑性粘土为主，为二次基坑。具体情况见表1。

表1 基坑支护设计参数表

2 基坑方案

基坑开挖面积不大，因此需要对支护结构和周围环境进行附加变形控制。为了保证基坑支护结构和周围防护结构的安全，基坑支护结构必须严格控制基坑和地下室施工过程中的变形，同时考虑施工成本、施工周期、操作和方便性。尽量减少对邻近建筑物和周围道路的影响，确保整个项目的顺利实施。分析了灌注桩的优缺点。桩长和桩径可根据设计荷载自由选择。施工噪声小，对周围环境影响小。工程造价高，基坑开挖复杂，止水效果不明显。另外，还需要增加水幕，施工过程中排出的泥浆量较大。中国深基坑的水平支护一般采用钢筋混凝土支护和钢支撑这两个方式。钢筋混凝土故名思议，材料的变形非常小，抵抗形变能力很强，支持效果不错。这种方式使用范围非常广，是当下非常热门的方式。钢支撑的方式，可以极大的辅助钢筋混凝土，这种方式非常的好，可以极大的应对基坑工程。当然，现阶段的支护操作也很简单，能迅速形成支护效果，大大缩短支护体的无支护暴露时间，同时，施加应力后，可大大降低支护体的变形程度，便于基础的后续拆除。坑。从而缩短了施工周期的要求。钢支撑体系的采用主要存在以下缺点：钢支架抵抗形变能力还是可以的，但是，在载荷比较大的情况下，在极限荷载作用下易发生较大变形，不利于基坑附近建筑物的保护。

基坑支护体系采用灌注桩支护结构，这是一种钢筋混凝土灌注桩以及在桩顶的压顶梁和腰梁形成的支护结构体系。可以非常有效的起到支护的作用，对于周围建筑物的影响可以很大的减小。具体规划如下图1和2所示。

图1 第1道支撑示意图

图2 第2道支撑示意图

3 数值模拟计算

基于上述分析，对基坑施工工况进行设计，分 3 次开挖，第 1 次开挖至-1.050 m，并在-0.650 m 处设置第 1 道支撑，第 2 次开挖至-5.60 m，并在-5.20 m 处设置第 2 道支撑，第 3 次开挖至坑底，底板浇筑后在-8.80 m 处第 1次换撑，-4.90 m 处第 2 次换撑，回填至±0处拆撑。具体施工工况顺序如图 3 所示。

图3 施工工况顺序图（单位：m）

计算坑底抗隆起。安全系数：2.45，要求安全系数：2.2。坑底抗隆起计算满足安全性要求。

计算地基承载力：

式中 Nq、Nc为承载力系数、Ru为修正后承载力 。

安全系数：5。要求安全系数：2.5。满足安全要求。

计算抗倾覆安全系数：

要求0。抗倾覆计算满足安全要求。

如表 2所示。在该分析中，基坑的竖向方向受到全自由度的约束，横向方向受正方向的约束。同时，根据矿渣车在基坑施工过程中满负荷或超载运行情况。

表2 分析单元类型与本构模型表

图9 有限元模型图

图10 最大水平位移

图11 地表最大沉降

图12 建筑物基础沉降

4 现阶段软土基坑中的现状及针对措施

施工技术是影响施工质量的主要因素，也是可以通过人为的干预加强给软土基坑工程的支护施工质量。在软土基坑中，是支护工程中一个非常复杂且重要的的东西，对于施工要求非常的高，只有将工程技术充分的掌握才能避免各种问题的出现。在施工的过程中，遇见不同的问题，就会需要相应的技术来解决这些问题，这就需要施工人员掌握全面的知识，在遇见不同的问题时，可以使用不同的技术解决，不然，就会造成一些严重的后果，导致建筑质量整体下降，很多施工企业在建筑工程的时候，为了加快工程的速度，节约时间成本，往往都会有很多不规范的操作，这就会对给支护工程造成极严重的后果，进而影响工程的质量。

软土基坑支护施工的时候，可能存在很多问题。这些问题极有可能是施工企业管理不规范造成的，有些施工企业在施工的时候都是根据以往的经验来进行给支护工程，在之前成功的施工中，也没有使用先进的科学思想和管理方式，故而觉得不需要具备科学的思想和理论，也能够将给支护工程施工的非常好，殊不知，这是一个极其错误的思想，这也是埋下隐患的一个重要原因。在给支护工程施工过程中，没有科学的知识和理论作为指导，那么很多施工工作都是错误的，很多管理方案都是极为不可行的，这就会促进施工企业的加速衰亡。

如果想从根本上避免软土基坑工程支护施工中出现问题，避免埋下隐患，避免安全事故的发生，那少不了监管这一部分。任何个人都有惰性，每一个人内心中都有善良的一面，也要邪恶的一面，在没有人管理的时候，每个人的内心中恶魔就会占据主导位置。在软土基坑工程支护施工前，要有一些专业人士组成的小组对其选用的材料进行审核，对其安装的方案进行考量，施工人员对现场情况的了解和对该建筑工程的掌握也是考核的一个地方。当审核通过的时候，才能进行支护施工。当施工人员在现场施工的时候，专业小组成员要不定期的巡视，有效的监督其工作，确保其保质保量的完成给支护施工的安装工作。

想要促进施工企业重视给软土基坑工程支护施工，那么有关部门必须加强严管，让建筑企业在施工前做出充分的准备，在脑海中就具有强烈的安全意识，在进行施工的时候，时时刻刻将安全牢记心中。软土基坑工程支护施工管理的要求非常的高，施工企业要将每一个步骤细化到个人，将每一份责任都明确，施工企业也要制定相应的制度，对于施工人员的行为做出指导。施工企业在开始施工之前，要对每一位施工人员进行培训，让他们清楚自己所做工作的关键之处，容易出现问题的地方，让他们明确自己工作的目标，当遇见非常专业，施工单位解决不了的复杂问题时，可以外聘技术高超的人员进行指点，让给软土基坑工程支护施工不再出现问题。软土基坑工程支护施工的材料选择是非常重要的，建筑企业切不可贪图便宜，选购便宜的材料，这些便宜的材料可能质量非常差，在投入使用的时候，容易引发给软土基坑工程支护施工的严重问题。

5 结语

本工程经过仔细分析，采用灌注桩效果非常好，极大的提高整个建筑的整体质量，也会促进人民的居住体验提升。随着科技的发展，现代建筑发展越来越迅速，人民对建筑的质量也越来越高，对于软土基坑采用灌注桩是建筑工程中非常重要的一环节，在施工过程中要引起施工企业的重视。只有这样，才能促进建筑行业的长远发展，为我国社会主义建设添砖加瓦。