深厚淤泥质软土地区内支撑梁及基坑开挖施工技术

2022-02-01王超广州协安建设工程有限公司广东广州510000

中国房地产业 2022年35期

关键词：淤泥垫层基坑

文／王超广州协安建设工程有限公司广东广州 510000

引言：

随着社会发展，我国沿海城市人口和城市生活圈也不断扩大，地下空间的开发与利用显得越来越重要，随之而来的深开挖工程也越来越多。本文结合工程实际，探讨深厚淤泥质软土地区内支撑梁及基坑开挖施工技术及控制要点。

1、项目概况

本技术主要应用于番禺粮食储备有限公司港口粮库扩建二期工程，该工程位于广州市南沙区榄核镇。本工程桩采用预制管桩，地下室1 层，局部2 层，场地内有深厚的淤泥质土层。

1.1 深厚淤泥质软土地区施工重点难点

（1）在淤泥质软土上施工混凝土支撑梁，混凝土梁由于自重过大，软弱的淤泥质土层的承载力根本无法支撑混凝土内支撑梁，混凝土内支撑梁会随着土体承载力的不同，产生不均匀的沉降，从而使混凝土内支撑梁扭矩、倾斜、变形，严重影响施工质量。大体积混凝土支撑梁由于外观变形，改变了原有深基坑支护的传力形式，使深基坑支护存在严重安全隐患；

（2）一般而言，预制管桩的施工如果是在深厚淤泥的条件下，有可能会因为开挖方法的错误，导致桩体出现严重的倾斜，部分情况下甚至会造成断桩的情况，这就需要对深厚淤泥软土地区所造成的问题科学解决。

2、深厚淤泥质软土地区混凝土内撑梁施工技术

2.1 水泥硬化淤泥质土工法

（1）现场试验，将水泥与在施工现场取得的淤泥进行拌合，分别测定不同水泥掺量的淤泥随时间的强度变化情况，试验结果表明,在相同的养护时间下,无侧限抗压强度随水泥掺量的增加而增加。从图 1 可知,28d 的强度增加量大于14d 的强度增加量。从变化的趋势看,添加水泥后,很大程度上提高了土体的强度。

图1 不同水泥掺量对淤泥固化土强度的影响

（2）考虑到施工进度问题，拌合的水泥的淤泥龄期控制在7d 以内，则重点分析7d 内的泥浆强度。龄期为7d 时,不同水泥掺量的淤泥固化土应力应变关系见图 2。试验结果表明,原状土的强度是应变的增大,应力也在增加,但是随着水泥掺量的增加,应变的增大,应力是先增加后减小,水泥用量增加越多,变化的幅度越大。同时从图 2 可以看出,随着水泥掺量的增加,土体的弹性模量也在增加,由此趋势可知添加水泥后使土体由塑性破坏转变为脆性破坏,破坏时的应变逐渐变小。

图2 龄期 7 d 时淤泥固化土的应力-应变关系

（3）根据本工程的成本要求、施工进度要求，主要是选择普通硅酸盐水泥进行施工，同时在水泥含量上控制在2%的标准，减少过多水泥掺量带来的问题。地质勘探报告方面比较多元化，不同厚度淤泥的条件下，针对水泥数量的用量也存在较大的不同。比如，华南国际港服务中心二期项目的建设方面，针对现场的淤泥层在划分的时候，主要是将50 平方米作为1 个区域，结合区域范围内的淤泥层厚度特点，选择对应的水泥用量，具体如图3 所示。现场的挖掘机应用时发挥了较好的拌和效果，针对施工项目基坑内部的支撑施工提供了较多的帮助。支撑施工主要是按照分段施工的方法进行优化，拌和以后还要静置至少7 天时间，针对抗压强度要有效的测量，最少要达到150Kpa 的标准，强度方面要满足工人施工、机械施工，然后才能在后续的工程建设方面得到理想的成绩，减少传统建设带来的问题和隐患。

图3 不同区域水泥掺量图

图4 挖掘机拌合淤泥与水泥

图5 淤泥与水泥拌合后

2.2 素混凝土垫层支撑内支撑梁技术

（1）垫层浇筑施工的时候应做好前期准备工作，浇筑前建议通过全站仪进行有效的定位处理，定位完毕以后要通过大概1m 的长短钢筋，有效插入垫层浇筑的4 个角落位置，并且针对钢筋进行有效的固定，一直到达基坑地步的位置。接下来，还要通过全站仪针对垫层面的标高进行仔细分析，针对钢筋方面、基坑边方面，都要通过彩笔进行合理的标记，而后要通过施工线的作用，针对两根钢筋之间的拉线定位，有效作为垫层上层的标高线，最终在支撑梁的混凝土垫层位置、混凝土垫层标高方面有效的明确，坚持在基础施工方面得到较多的保障。

（2）由于垫层厚度较小，直接用木方作为侧模板，浇筑中中部起拱1/1000。用铁锹铺混凝土，厚度略高于找平堆，随即用平板振捣器振捣，做到不漏振，确保混凝土密实。

图6 内支撑梁梁底浇筑素混凝土垫层

（3）使用水平木刮杠进行刮平处理，表面施工的时候，通过木抹子进行搓平处理，提高平整度。针对有坡度要求的地面施工，要求严格按照设计要求进行操作，针对坡度进行合理的把控。如果是已经完成的混凝土垫层部分，建议在12 小时左右的时候进行覆盖施工、浇水施工，养护时间不能少于7 天，避免造成施工裂缝的情况。

2.3 垫层与支撑梁快速分离技术

（1）覆盖浇水养护应在混凝土浇筑完毕后的12h 内进行，对于垫层的养护采用的是200＊1.5m 宽的聚乙烯吹塑工程养护膜，养护完成后不掀开，直接作为支撑梁与垫层的隔离层。垫层宽度2m,而内支撑梁宽度1m，需保证垫层中间位置垫层的质量与平整度，薄膜中心线与垫层中心线平。

（2）薄膜端部与格构柱或基坑边紧贴，中间每各2m 用木方压住，防止薄膜背风吹走，覆盖浇水养护应在混凝土浇筑完毕后的12h内进行，混凝土的浇水养护时间，不得少于7d。浇水次数应根据能保持混凝土处于湿润的状态来决定，保持薄膜内湿润状态。

图7 薄膜养护素混凝土垫层

（3）支撑梁浇筑方法

一般而言，支撑梁的浇筑方法应用，主要是从一端开始施工，建议通过“赶浆法”进行操作，可根据梁体的高度实施分层浇筑，浇筑成阶梯效果，并且伴随着阶梯不断的延伸，加强梁体混凝土的连续浇筑操作，提高浇筑的质量。针对混凝土开展浇筑的时候，应观察细节因素带来的影响，比如模板施工、钢筋施工、预埋件施工等，主要是观察这些部分是否出现了移动的情况、变形的情况、堵塞的情况，发现相应问题后要快速的处理，同时要求在已经浇筑的混凝土凝结以前进行解决，这样才能提高支撑梁的浇筑水平。

（4）养护

混凝土的养护工作非常重要，浇筑工作结束以后，建议在12 小时以内进行养护，主要是通过覆盖养护、浇水养护的方法来应对，浇水的次数应合理把控，保持混凝土处于湿润的状态，严格按照相关规范操作，养护的时间最少不能低于7 昼夜。针对外加剂进行应用时，养护时间不能少于14 昼夜，确保养护工作的质量更好的提升。

图8 随着开挖进行垫层自动剥离

3、深厚淤泥质土层条件下防止预制管桩倾斜断桩的开挖技术

3.1 均匀破除表面硬壳层

处于淤泥土质的状态下，要按照均匀破除的方法，针对表面的硬壳土层或者是整体表层土进行开挖操作。施工的过程中要考虑到土层内部应力带来的影响，应力向上释放的状态下，会促使约束层有效的解除，此时释放的应力比较多，主要是由于预制桩的压入作用，导致淤泥层内部的应力增加，借助这部分应力，可以减少与泥土层的流动问题，但是对于已经压入的管桩会产生一定的影响。为此，现场施工的时候，要先将表面硬壳层体进行开挖操作，而后同步施工释放出淤泥层内部的应力，确保基础工作得到更好的完善。

图9 土方开挖前后应力变化图

3.2 先行开挖淤泥层面明显较高部位

淤泥层面比较高的位置在开挖的时候，应选择淤泥层面起伏较大的地方进行操作，或者是存在明显高的地方实施开挖工作，确保施工现场的内部淤泥层面，能够表现出一致的状态，避免因为高差过大的问题，造成内部土层的严重滑动。

3.3 分缓坡薄层逐层开挖，边挖边晒

土方开挖工作的开展，建议针对每一层挖土的厚度不能超过1m 的范围，曾与层之间要做出合理的预留，主要是预留出一定宽度的工作面，尤其是在开挖的天气情况方面要高度关注，确保淤泥层的开挖施工可以得到良好的晾晒效果，对其中的水分快速的蒸发处理。与此同时，要结合土质情况的影响，合理完成放坡工作，加强淤泥层的流动控制水平。通过合理的开挖方式，针对预制桩偏移的问题、预制桩倾斜问题、预制桩断桩问题有效的解决，由此在施工质量上得到了较多的保障。