劉江 黃婧

摘要：本文首先對(duì)基坑工程的特點(diǎn)與不確定的因素和懸臂式灌注樁的結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)例分析了懸臂式灌注樁在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用，并對(duì)其施工情況進(jìn)行簡(jiǎn)述，對(duì)施工進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而為工程安全提供可靠的信息。

關(guān)鍵詞：懸臂式灌注樁；深基坑支護(hù)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)： P123 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

基坑工程的特點(diǎn)和不確定因素

基坑工程的特點(diǎn)

（1）基坑工程向大面積、大深度方向發(fā)展，很多面積多達(dá)上萬(wàn)平方；

（2）基坑工程的順利完成要和很多部門(mén)展開(kāi)合作，例如地質(zhì)勘察單位、工程設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位、質(zhì)量監(jiān)督站等等；

（3）基坑工程的施工壞境經(jīng)常是場(chǎng)地狹窄、建筑密集，附近可能會(huì)有需要保護(hù)的市政設(shè)施和永久建筑，沒(méi)有過(guò)多的地方來(lái)放坡開(kāi)挖，這對(duì)基坑的設(shè)計(jì)有嚴(yán)格的要求；

（4）基坑工程相對(duì)整個(gè)主體工程來(lái)說(shuō)造價(jià)比較高，而且大多是臨時(shí)工程，甲方不愿投入大量的資金。但是出現(xiàn)事故后處理麻煩，造成的經(jīng)濟(jì)損失很大；

（5）在一些復(fù)雜壞境下進(jìn)行基坑開(kāi)挖，很容易產(chǎn)生樁體變位、土體滑移等問(wèn)題，對(duì)周?chē)慕ㄖ暗叵鹿艿赖鹊陌踩斐捎绊懀?/p>

（6）相鄰的場(chǎng)地施工的各項(xiàng)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生相互影響，誘發(fā)事故的增加；

（7）基坑工程的施工周期長(zhǎng)，有時(shí)會(huì)經(jīng)過(guò)多次雨雪、堆載、振動(dòng)、甚至施工不當(dāng)?shù)炔焕麠l件，導(dǎo)致存在著事故隱患；

（8）在眾多的基坑工程環(huán)節(jié)和影響因素中，其中的任何一項(xiàng)產(chǎn)生問(wèn)題都可能使整個(gè)工程前功盡棄。

（二）基坑工程的不確定因素：

（1）外力不確定性。雨雪、堆載、振動(dòng)、施工步驟等因素都會(huì)使作用的支護(hù)結(jié)構(gòu)上的外力發(fā)生變化。

（2）變形不確定性。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度、布置、結(jié)構(gòu)截面、間距，土體的性質(zhì)、地下水變化、管涌、潛蝕甚至施工質(zhì)量等都會(huì)導(dǎo)致變形的產(chǎn)生。

（3）土體不確定性。由于地下條件復(fù)雜，地質(zhì)勘測(cè)很難準(zhǔn)確的反應(yīng)地基土的分布情況，在不同的施工階段支護(hù)結(jié)構(gòu)的不同部位土體的性質(zhì)具有不確定性，這會(huì)是土體對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的作用力發(fā)生變化。

（4）未預(yù)料的情況不確定因素。土壓力的分布、障礙物、地下管線、施工環(huán)境改變等都會(huì)對(duì)基坑工程的施工產(chǎn)生影響。

二、懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)的類型與比較

懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)指的是沒(méi)有拉錨與內(nèi)支撐的排樁墻、板樁墻與地下連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)。通常采取抗拉強(qiáng)度很高的材料（例如鋼筋混凝土、鋼）抵抗土壓力。確保施工期間基坑側(cè)壁穩(wěn)定。依據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)采取的材料可分為：鋼筋混凝土板樁、鋼板樁、SMW工法、地下連續(xù)墻、鉆孔灌注樁等。

鋼筋混凝土板樁

因?yàn)殇摪鍢秲r(jià)格很貴，因此使用價(jià)格相對(duì)不高的預(yù)制鋼筋混凝土板樁來(lái)替換。鋼筋混凝土板樁其截面形狀有工方形薄壁、字形薄壁與矩形三種形式（圖1）。矩形板樁采取榫槽結(jié)構(gòu)，通常寬度為0.4~0.7 m，厚度為0.5 m，深度能達(dá)到20 m左右，板樁兩側(cè)設(shè)計(jì)陰陽(yáng)榫槽，板樁沉入土中后才能在接縫處注漿處理，避免地下水滲透。方形與工字形預(yù)制鋼筋混凝土板樁壁厚為0.08~0.12 m，截面尺寸為0.5 m×0.5 m。

圖1 鋼筋混凝土板樁

鋼板樁

對(duì)鋼帶進(jìn)行連續(xù)冷彎變形，形成截面為U形、Z形或其它形狀，能經(jīng)過(guò)鎖口互相連接的板材就是鋼板樁（圖2）。鋼板樁在淤泥質(zhì)土、飽和軟土、淤泥與地下水位偏高的深基坑支護(hù)。施工時(shí)用打樁機(jī)將鋼板樁打（壓）入地基，致使其互相連結(jié)成鋼板樁墻對(duì)坑壁土體進(jìn)行支擋。鋼板樁防水性能好，強(qiáng)度高，占用空間小，施工簡(jiǎn)便快速，同時(shí)可在完成基坑施工后拔出，可在下一工程繼續(xù)使用。然而鋼板樁價(jià)格偏貴，沒(méi)有內(nèi)支撐時(shí)變形大、剛度小，拔樁時(shí)容易發(fā)生土體移動(dòng)，導(dǎo)致周?chē)馏w產(chǎn)生沉降。當(dāng)基坑周?chē)h(huán)境要求低，開(kāi)挖深度≤5m，安全等級(jí)二、三級(jí)時(shí)，能夠采取懸臂式鋼板樁。

圖2 鋼板樁截面形狀

SMW工法

SMW工法工藝是在深層攪拌樁施工后，在水泥土混合體沒(méi)有結(jié)硬前插入鋼板或H型鋼作為其補(bǔ)強(qiáng)材料，直到水泥結(jié)硬，就構(gòu)成一道具有一定剛度與強(qiáng)度的、無(wú)接縫的、連續(xù)完整的地下墻體，該結(jié)構(gòu)極大地發(fā)揮了受拉材料與水泥土混合體的力學(xué)特征。SMW工法常用厚度0.6 m，成墻厚度0.5~1.3 m，成墻深度可到30~40 m。經(jīng)常采用的的布置型式如圖3所示。

圖3 SMW工法

（四）地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻是在地下工程施工時(shí)建設(shè)的處于地表之下的鋼筋混凝土墻，用于支撐周?chē)能浲翆?、擋水等目的。這項(xiàng)技術(shù)典型用于建筑物的基坑的四壁、地下隧道或車(chē)站的防水、大橋的懸索或斜拉鋼纜的錨坑施工、水庫(kù)大壩的防水心墻等等。

鉆孔灌注樁

當(dāng)在較硬的土層中開(kāi)挖基坑，鋼板樁與鋼筋混凝土板樁兩種板樁不容易被插入土層中，這時(shí)需采取大直徑鉆孔灌注樁對(duì)土體的水平推力進(jìn)行抵抗，通常灌注樁直徑為0.6~1.2 m。鉆孔灌注樁作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的經(jīng)常使用的平面布置形式如圖4所示。當(dāng)沒(méi)有地下水時(shí)，可以布置稀疏些，運(yùn)用土拱效應(yīng)支護(hù)周?chē)馏w，能采取一字形布置；當(dāng)?shù)叵滤黄邥r(shí)，可采取交錯(cuò)相切或搭接布置，然而因?yàn)闃妒┕r(shí)不容易保證垂直度，防水效果差，這時(shí)通常在鉆孔樁外側(cè)再增加設(shè)置阻水帷幕，內(nèi)側(cè)就需要采取稀疏布樁形式，阻水帷幕可采取旋噴樁、注漿處理或深層攪拌樁方式。

圖4 鉆孔灌注樁

工程實(shí)例概況

工程概況

某辦公樓，一層地下停車(chē)庫(kù)、地上五層的混合結(jié)構(gòu)辦公樓。由于辦公樓距東邊的汽車(chē)維修中心的距離較近，而且地基土土質(zhì)松散，不能采取放坡進(jìn)行基坑開(kāi)挖，因此采用了單排懸臂混凝土灌注樁支護(hù)，長(zhǎng)57.6m，寬19.8 米，開(kāi)挖深度為 5 米，分 3 層開(kāi)挖。概況如圖1所示。

圖1 某辦公樓基坑平面圖

工程地質(zhì)資料

土質(zhì)構(gòu)成和參數(shù)選取如下：第一層為原建筑殘留物及生活垃圾等回填土，土質(zhì)較差，深度為2.0m 左右；第二層為粉質(zhì)粘土， 深度為3.8m 左右；第三層為粘質(zhì)粉土， 深度為7m左右，厚度較大；地基下無(wú)管道、墓穴等影響。為了計(jì)算時(shí)方便，把各層土的各項(xiàng)系數(shù)按深度取加權(quán)平均數(shù)，取、、。

懸臂樁支護(hù)的設(shè)計(jì)

由于基坑與汽車(chē)維修中心間的距離大于基坑的開(kāi)挖深度，且汽車(chē)維修中心的基礎(chǔ)埋深才2.5m ，所以本工程將支護(hù)樁設(shè)計(jì)為單排混凝土懸臂支護(hù)樁。辦公樓支護(hù)樁樁徑選定為 600 mm，樁間距確定為1600mm，樁長(zhǎng)為9.3m 。灌注樁計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖2。

圖2 灌注樁計(jì)算示意圖

懸臂式灌注樁在深基層坑中的施工情況

本文所介紹的建筑占地面積小，地下深基坑的位置偏低，比較有助于人工地下施工。人工施工的好處較多，有助于施工器械資金投入少、噪音污染小、產(chǎn)出的垃圾與在地下的運(yùn)作等。然而工作人員在深基坑工作時(shí)，安全系數(shù)低。因此對(duì)于此類情況，一定要做好檢驗(yàn)措施與防護(hù)措施。

人工地下施工情況

準(zhǔn)備好施工工具，包含：水平挖土運(yùn)輸器材、垂直升降器械、混凝土方面的設(shè)備、應(yīng)急升降梯等等。

首先將安全梯、支架等物品進(jìn)行搭建。開(kāi)始進(jìn)行人工挖土工作，將混凝土運(yùn)送到升降點(diǎn)，隨著挖土工作的深入，孔會(huì)不斷的加大，這時(shí)要采取鼓風(fēng)設(shè)備進(jìn)行不斷的送風(fēng)工作，將支護(hù)設(shè)備準(zhǔn)備好，不斷支撐深基坑的面積，避免孔會(huì)不斷加大進(jìn)而坍塌。

不斷的進(jìn)行測(cè)量，不斷的將支護(hù)樁的深度、厚度與垂直度的數(shù)值報(bào)上去，要爭(zhēng)取精細(xì)準(zhǔn)確；對(duì)于支護(hù)樁鋼筋位置的放置要進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，滿足設(shè)計(jì)所需要的條件。

依據(jù)不同的位置，進(jìn)行混凝土懸臂灌注，滿足要求；支護(hù)樁要分段分位置進(jìn)行鉆孔工作，防止施工導(dǎo)致的負(fù)面影響，對(duì)于鉆孔要加強(qiáng)安全管理，洞口要嚴(yán)格進(jìn)行勘察，防止閑雜人等的進(jìn)入。

深基坑支護(hù)設(shè)備應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測(cè)

支護(hù)工程的成功與否直接關(guān)系到建筑工程所獲得的經(jīng)濟(jì)效益，更對(duì)周?chē)ㄖ锏陌踩幸欢ǖ挠绊懀龅骄_仔細(xì)的進(jìn)行深基坑支護(hù)設(shè)備的安全監(jiān)測(cè)，要爭(zhēng)取工程安全。

設(shè)置安全監(jiān)測(cè)點(diǎn)要沿著深基坑的位置相隔一段距離進(jìn)行，施工時(shí)每隔一段時(shí)間進(jìn)行一次監(jiān)測(cè)。

深基坑周?chē)M(jìn)行升降處理監(jiān)測(cè)。在基坑周?chē)扛粢欢尉嚯x就設(shè)置升降處理觀測(cè)點(diǎn)，經(jīng)常使用一定的儀器進(jìn)行觀測(cè)，力求監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)可靠安全。

在建筑物的上層與地下的空間內(nèi)設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行定期觀察研究。

對(duì)建筑物附近存在的問(wèn)題進(jìn)行監(jiān)測(cè)。對(duì)高層建筑物的地下管道、施工路面、停車(chē)場(chǎng)等小的環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，防止建筑物周?chē)霈F(xiàn)污染、水面滲透等不良現(xiàn)象。

對(duì)于影響安全的情況做好防護(hù)措施。針對(duì)出現(xiàn)緊急的情況時(shí)，不要慌張，要冷靜的進(jìn)行處理研究。

結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合實(shí)例對(duì)懸臂式灌注樁在深基坑中的應(yīng)用進(jìn)行分析，只有充分發(fā)揮懸臂式灌注樁的作用，才能保證工程施工效果，同時(shí)，為了保證工程順利進(jìn)行，保證其質(zhì)量的同時(shí)還要通過(guò)監(jiān)測(cè)保證其安全施工。

參考文獻(xiàn)

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