基坑开挖中软弱土地基支护与桩基础施工研究

张承恩

摘 要：在建筑工程中，基坑开挖与支护工程施工直接影响整个工程的施工质量，其重要性不言而喻。由于基坑开挖与支护工程施工涉及技术种类多、工序复杂，因此，在实际施工过程中，往往会面临各种各样的问题。为此，我国建筑业对此高度重视，把软弱土地基支护与桩基础工程技术运用于工程施工建设中。本文以具体建设案例探讨基坑开挖中软弱土地基支护与桩基础施工，以期为工程建设提供借鉴。

关键词：基坑开挖;软弱土地基;桩基础工程

中图分类号：TU753文献标识码：A文章编号：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、车站、码头及房屋建筑等工程中，桩基础以及各种桩体支护结构被广为运用。运用灌注桩支护深基坑工程在技术上是可行的以及保持成本合理的有效举措;预制桩沉桩工程中，合适的打桩顺序、间隔时间及可行的施工工艺是确保沉桩质量的关键因素;基坑放坡开挖时，由于土压力对邻近桩体的作用，容易使桩基础产生很大的偏移，或者是裂开。对于建筑工程而言，基坑开挖与支护工程施工技术能直接影响整个工程的施工质量，其重要性不言而喻。由于基坑开挖与支护工程施工技术涉及技术种类多、工序复杂，因此，在实际施工过程中，往往面临各种各样的问题。基于此，为了确保工程施工质量以及安全性，需要对当前基坑开挖与支护工程施工技术进行不断创新与完善，从而提高整个建筑工程施工质量。

1 深基坑灌注桩支护

1.1 施工概述

在应用钻孔灌注桩技术过程中，应当严格依照事前设计好的建筑图纸，合理选择桩孔位置。只有确保每个桩孔的位置满足图纸需求，才能保证每个钻孔灌注桩都均匀受力。为保证钻孔灌注桩符合工程计划，在软弱土地基施工过程中，工程施工企业要做好基坑开挖支护工作。在工程实施进程中，要密切关注两个方面，即排桩式支护挡墙的位移、支撑梁轴力与桩位的偏移。建筑公司应当对这两个方面的施工进行严格监测。同时，在实际工程进程中，为保证对坡面进行基坑支护时避免影响基坑自身的稳定性，工程企业可采取灌注桩技术对基坑进行支护。

1.2 工程施工注意事项

施工企业在对软弱土地基开展支护工作的进程中，应密切关注以下事项：第一，在工程进程中，有关人员应严格依照设计需求对钻孔灌注桩的桩孔施工进行有效监控，从而保证每一个钻孔灌注桩都可以均衡受力;第二，保证灌注桩的长度满足设计需求，并且控制桩位因受力因素所导致的偏移，桩体挡土墙可以承受较小的压力;第三，钻孔要间隔施工，在临近桩砼浇筑24 h后方可进行其他临近桩的钻进施工;第四，依据工程现场的实际要求对桩基础钢筋笼的钢筋焊接进行必要的管理，依据钢筋笼的标准来为其设立相应的维护层分离混凝土块，确保混凝土的厚度满足于计划的需求[1]。

2 施工准备工作

2.1 复核施工组织计划

一项工程的顺利开展，其关键在于施工组织计划。桩基础施工中的质量控制人员要熟悉设计的图纸，做好图纸会审工作，对于桩位图、复核桩设计承载力、地质勘察报告等都要仔细研究，再认真复核施工组织计划，确认其与实际情况是否完全相符，操作是否可以顺利进行，并且还要评估和优化施工计划的可行性。此外，还要充分了解施工现场的气候、地质、水文条件等。

2.2 体系审查

在施工开始前，需要对现场项目管理机构的技术管理体系、质量管理体系、施工安全保证体系等进行严格审查;还要对各种职能管理人员和特种作业人员的资格证、上岗证进行审查，以保证参与施工、管理的人员都具有一定技术水平。

2.3 进场施工材料的监控

在施工前，质量控制人员应让供货方提交施工材料的规格、型号、产地等基本信息，并且严格复核施工材料的力学及化学性能、出场日期及合格证、复检报告[2]。对于中砂和碎石者两种材料，监理要亲自到产地去采样，然后进行筛分试验，同时还要对碎石进行压碎试验。为了使施工质量得到保证，在材料选择上严格把关，建材不达标不准进入工地。

2.4 了解施工机械的实际运行情况

在整个桩基础施工过程中，要应用大量的机械设备。为了确保各机械相互配合，顺利完成桩基础施工，施工人员要及时了解机械设备在开始施工前的运行状况。此外，质量控制人员还要对施工机械、施工方案进严格复核，控制关键工序的施工质量，包括控制桩位和钻孔。

3 基坑开挖及桩基础工程施工案例

本工程位于郑州市金水区中州大道与青年路交界处西南侧，总用地面积12 570 m2，车站建筑面积10 100 m2。本车站为地下两层岛式车站，标准段埋深为15.2 m，端头井埋深为16.3 m。基坑开挖范围的土层主要为杂填土、粉土、细砂等;基底处的土层主要为细砂，采用明挖法施工。本工程包含地铁车站基坑开挖和边坡支护工程，场地地理位置优越，交通便利。

3.1 基坑开挖及桩基础施工

采用钻孔灌注桩+钢支撑的方案，钻孔桩按Ф1 000@1 300的方式布置，桩间挂钢筋网，喷射混凝土，桩顶设冠梁（兼做压顶梁）;围护桩外侧采用Ф850@600三轴搅拌桩作为止水帷幕。标准段基坑设置三道支撑，均采用Ф609，t=16 mm的钢管，第一道水平支撑中心间距约6 m，第二、三道支撑间距约3 m;斜撑采用混凝土支撑。车站主体围护结构桩基础均由2台旋挖钻机分2个工作面顺时针同步进行，至另一端終点合拢。当每区冠梁施工完毕后，开始按段进行开挖，与结构施工段相适应，并适当前延4～5 m。每个作业面土方开挖采用1台长臂挖掘机、2台普通挖掘机和2台小型挖掘机联合接力作业逐段进行。对挖掘机接力开挖作业不能完成的部分土方，采用挖掘机开挖、龙门吊吊斗出土的方法进行施工。采用“纵向分段，竖向分层，放坡开挖”的方法施工，并且每次开挖深度控制在支撑中心线以下0.5 m停止开挖，及时进行钢管支撑架设施工，桩间网喷支护随分层开挖跟随进行，基底以上30 cm采用人工清理。

3.2 质量控制

3.2.1 做好护筒的埋设及安装工作。要准确安装护筒。为了检查能更加方便，一般将骑马桩设在护筒边，之后要用棉线将其拉直，以相交点为桩位的中心点。尤其要注意的是，施工前应该对该点进行反复校正，确保骑马桩没有出现位移的情况。

3.2.2 制作静压预应力管桩。配制预应力钢筋必须要沿圆周进行，并且要保持其配制的均匀性，按设计图纸来确定规格、间距、端部锚固钢筋，预应力张拉要达到基本要求。在骨架成型后，对各部分尺寸的要求如下：最大的预应力筋间距偏差为5 mm，不得超过这一数值;架力圈的间距偏差最大是20 mm，数值不能再大。对管桩的要求是：达到设计强度的100%可以出厂运输，达到70%可起吊。一般可以采用两头勾吊法或两支点法来进行管桩吊装，做到轻起轻放，运输时保证平稳[3]。

3.2.3 监督钻孔的过程。每次在钻孔前，为了确保准确无误，要对该桩位及标高进行重新复核，对终孔的孔深、孔斜度、孔径及二次清孔后的沉浆密度、沉渣厚度进行充分的检测。钻孔中容易出现一些质量问题，如缩孔、坍孔、断桩等。孔口坍塌多是因为现场成孔过快、泥浆护壁来不及形成泥膜，所以对护壁起不到护壁作用。根据坍孔的原因，质量控制要及时下达指令，要求施工人员将护筒尽快拆除并立即回填钻孔，对护筒重新埋设，夯实护筒周围土，之后再重新钻孔。

3.2.4 终孔和清孔。如果孔位的地质情况与设计图纸的实际要求是相符的，那么就可以按设计来标高终孔。如果设计图纸与真实地质情况有较大差距，质量控制人员要通知设计单位变更桩长。不仅如此，还应认真对待嵌岩桩。为了保证嵌岩桩嵌入基岩的深度，需要多次取样，以掌握岩性情况。在终孔后，应测量实际孔深，重点检查孔位的平面偏差及垂直度这两方面[4]。检查完终孔后，要进行清孔处理，由此可以避免长时间停留而造成过多的泥浆沉积问题，甚至是塌孔问题。

3.3 工程施工验收

3.3.1 对桩的检测。对桩进行检测，主要是检测桩身质量、桩位偏差、桩的承载力等方面。目前，桩基检测手段不断增多，为施工质量控制工作开展提供了便利条件。质量控制人员要利用这些检测手段，严格控制桩基质量。此外，桩位偏差应确保能达到设计及验收规范的要求，并积极做好承载力试验。

3.3.2 质量评价。桩基础施工完成后，质量控制人员可以将桩基础施工过程记录、成桩检测及试块试验结果等作为依据，做出一份施工质量评价报告，并且详细说明工程中可能会出现的质量问题及所采取的有效处理建议。

4 结语

在深基坑开挖过程中，施工环境具备一定的交叉性、复杂性，所以，经常会出现与设计图纸不符的状况，要保证深基坑施工顺利展开，就要采用科学、合理的工程施工方案与技术措施，施工时严格按规定和设计文件执行。在预制桩沉桩施工过程中，对间隔时间、打桩顺序予以合理的控制，并且严格依照施工方案实施，以使沉桩挤土效应所带来的影响降至最低，保证桩基础位移与设计要求相符。在深基坑开挖进程中，挤土效应容易使邻近桩产生位移及倾斜等状况，甚至可能会产生断桩。因此，必须采取综合措施才能控制桩基础位移在规范内。

参考文献：

[1]张中炜，童怀峰.复杂环境条件软土地基处理与基坑工程实例[C]//中国建筑学会地基基础分会2008年学术年会.2009.

[2]杨何，汤明高，李东明.软土地基围堤外侧桩基础施工时机[J].水运工程，2016（4）：175-181.

[3]刘飞禹，李玲玉，王军，等.阳极灌浆溶液对电渗加固软土地基的影响[J].中国公路学报，2019（3）：48-56.

[4]李雷.钢管桩单桩复合地基加固隧道软土地基试验研究[J].地震工程学报，2019（1）：69-75.