康劍偉

(福州市勘測(cè)院 福建福州 350108)

基坑封底后施工方法研究

康劍偉

(福州市勘測(cè)院 福建福州 350108)

基坑封底后施工工況通常包括回填、拆撐及拔樁等，施工時(shí)往往只重視基坑開(kāi)挖到底，底板澆筑完之前的工況，而忽視了基坑封底后施工的重要性，從而導(dǎo)致事故發(fā)生。文章探討了回填、拆撐、拔樁等工況對(duì)基坑施工的影響，分析基坑事故原因，并就基坑封底后施工出現(xiàn)的一些問(wèn)題及其處理措施提出看法。

基坑;封底后施工;回填;拆撐;拔樁

1 概況

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的出行、商業(yè)等功能的需要，在用地愈發(fā)緊張的城市中心，地下空間的開(kāi)發(fā)成為必然的趨勢(shì)，因此就產(chǎn)生了越來(lái)越多的深大基坑。施工單位的傳統(tǒng)觀念中通常認(rèn)為基坑開(kāi)挖到底，底板澆筑完成，這個(gè)基坑就算施工完成，而忽視了之后工序的施工，問(wèn)題也就隨之發(fā)生了，導(dǎo)致近年來(lái)基坑事故頻發(fā)，大家也越來(lái)越重視基坑的開(kāi)挖。

把基坑開(kāi)挖到底，底板澆筑完之前的工況統(tǒng)稱為基坑封底前施工，之后的工況統(tǒng)稱為基坑封底后施工?；臃獾缀笫┕ぶ饕ɑ靥睢⒉饟?采用內(nèi)支撐體系時(shí)，有此工況)、拔樁(采用可回收的樁型時(shí)，有此工況)。基坑封底后施工的回填、拆撐、拔樁是最容易出現(xiàn)問(wèn)題的3個(gè)環(huán)節(jié)。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)一些圍護(hù)結(jié)構(gòu)未完全清除，如冠梁、錨桿等未完全清除，也經(jīng)常導(dǎo)致若干年后其余項(xiàng)目的施工遇到不必要的麻煩。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)[1]，基坑封底后施工中上述幾種工況導(dǎo)致的基坑事故率如圖1所示。

圖1 基坑事故率

筆者在近幾年來(lái)所參與的工程中發(fā)現(xiàn)，基坑施工單位，甚至設(shè)計(jì)人員，往往忽視了基坑封底后的處理，以為基坑開(kāi)挖到底，底板澆筑完就萬(wàn)事大吉，相安無(wú)事，結(jié)果導(dǎo)致了不必要的事故發(fā)生。基此，筆者根據(jù)這幾年從事基坑支護(hù)設(shè)計(jì)、研究時(shí)發(fā)現(xiàn)的一些問(wèn)題，談?wù)劵臃獾缀笫┕さ膸c(diǎn)注意事項(xiàng)，并提出問(wèn)題的解決辦法，供類似項(xiàng)目參考。

2 回填的影響

基坑回填是基坑封底后施工中必不可少的步驟之一，基坑回填的質(zhì)量至關(guān)重要[2]。如地下結(jié)構(gòu)外墻的肥槽回填，在地震荷載和風(fēng)荷載等水平荷載作用下，肥槽回填土可以分擔(dān)一定比例的水平荷載，從而減小樁頂所受的剪力，減輕上部結(jié)構(gòu)的反應(yīng)。但近年來(lái)，很多施工單位往往忽視了肥槽回填土的質(zhì)量，為了偷工，經(jīng)常未分層夯實(shí)直接全部回填，導(dǎo)致后期回填土沉降，進(jìn)而引起路面下陷、散水破壞等問(wèn)題，尤其是給樁基結(jié)構(gòu)在遭遇地震或風(fēng)載作用時(shí)留下安全隱患。

基坑肥槽回填土的質(zhì)量雖然不影響基坑的安全，但會(huì)影響周邊構(gòu)筑物的后期使用及原有結(jié)構(gòu)的安全性。因此，施工單位應(yīng)重視基坑肥槽的回填，設(shè)計(jì)人員也應(yīng)強(qiáng)調(diào)基坑肥槽回填的相關(guān)要求。為了保證肥槽回填土的質(zhì)量，回填土應(yīng)分層夯實(shí)，必要時(shí)還可加入土工格柵以提高其回填質(zhì)量。

3 拆撐的影響

采用內(nèi)支撐系統(tǒng)的圍護(hù)方式在深基坑開(kāi)挖中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。內(nèi)支撐體系的使用往往伴隨著施工后期內(nèi)支撐的拆除，拆撐也就成為了內(nèi)支撐系統(tǒng)施工中不可避免的一道工序，而拆撐通常是在地下結(jié)構(gòu)周邊回填完進(jìn)行的。拆撐順序不對(duì)或者拆撐的施工方法不對(duì)，都會(huì)導(dǎo)致基坑事故的發(fā)生[3]?；?，本文擬以某工程為案例以佐證。

一泵房基坑，長(zhǎng)約20m，寬約15m，深12m，離現(xiàn)狀道路約3m，基坑周邊分布有20m厚淤泥質(zhì)軟土，設(shè)計(jì)采用SMW工法樁+2道混凝土支撐。按設(shè)計(jì)要求，原本應(yīng)先拆除第二道支撐，然后進(jìn)行換撐，再拆除第一道支撐。而施工單位為了圖方便，直接拆除全部支撐，土壓力瞬間釋放。此時(shí)，SMW工法樁由于支撐被全部拆除，變成了懸臂樁，導(dǎo)致樁身變形過(guò)大，路面隨之開(kāi)裂。而且，拆撐時(shí)，施工單位采用破路機(jī)進(jìn)行拆撐，破路機(jī)的震動(dòng)機(jī)頭破除支撐時(shí)，造成了支撐的劇烈震動(dòng)，并引起支撐受拉，支撐又連接著冠梁、腰梁及圍護(hù)樁，導(dǎo)致樁體水平位移過(guò)大，引起路面開(kāi)裂。

此見(jiàn)，內(nèi)支撐體系的施工質(zhì)量關(guān)乎著一個(gè)基坑施工的成敗，然而拆除內(nèi)支撐的過(guò)程也同樣重要。鑒于上述問(wèn)題，建議拆除支撐過(guò)程中可以采取如下措施：

(1)盡量保留支撐，直至地下結(jié)構(gòu)周邊的土體回填完。但有時(shí)候即使支撐阻礙了地下結(jié)構(gòu)的施工，也不能冒然拆除支撐，此時(shí)可采取側(cè)壁留洞的辦法，即在地下結(jié)構(gòu)的側(cè)壁留一孔洞，如圖2所示，讓支撐穿過(guò)地下結(jié)構(gòu)體，待結(jié)構(gòu)體做完、回填完再拆除支撐，但孔洞的防水措施要做好。

圖2 基坑支護(hù)剖面圖

(2)采用非震動(dòng)方式的靜態(tài)切割法進(jìn)行支撐拆除，如繩鋸切割[4]等。其實(shí)，現(xiàn)在很多工地都采用繩鋸進(jìn)行支撐拆除，這樣不僅大大降低了拆撐時(shí)震動(dòng)的影響，而且加快了施工速度、噪音低、無(wú)粉塵。

4 拔樁的影響

基坑開(kāi)挖是工程項(xiàng)目中的耗資較大的一個(gè)工序，為了減小基坑開(kāi)挖的耗費(fèi)，經(jīng)常采用可以回收重復(fù)利用的樁型，因此拔樁也成為了基坑封底后施工的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是一個(gè)基坑施工接近尾聲的環(huán)節(jié)。然而，正是這一環(huán)節(jié)，大部分施工單位忽視了其重要性，導(dǎo)致事故發(fā)生[5]。

如：某地下室基坑開(kāi)挖，長(zhǎng)約220m，寬約160m，深度約6m，基坑外有深厚軟土，采用SMW工法樁+一道混凝土撐，直至基坑開(kāi)挖到底，地下室底板做好。根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，基坑都未發(fā)生明顯的變位，然而，就在地下室側(cè)壁周邊回填完拔除型鋼后，基坑發(fā)生了明顯的水平位移，基坑頂水平位移了10cm，超出了設(shè)計(jì)所提供的報(bào)警值，導(dǎo)致基坑周邊路面開(kāi)裂，路基下沉。經(jīng)查明原因，是施工單位型鋼拔除過(guò)快，拔除型鋼時(shí)，在原有的三軸水泥攪拌樁中形成孔洞，孔洞未按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行跟蹤水泥注漿(即邊拔樁邊注水泥漿)及時(shí)填充，雖然型鋼拔除后周邊有三軸水泥攪拌樁，由于水泥攪拌樁是脆性樁，抗剪強(qiáng)度弱，型鋼拔除后，由于淤泥的流塑性，土體很快流動(dòng)，形成了較大的動(dòng)土壓力，從而導(dǎo)致水泥攪拌樁的孔洞被擠壓，進(jìn)而引起基坑頂過(guò)大的水平位移。

再如：某項(xiàng)目擬開(kāi)挖一橋臺(tái)，臺(tái)后與路基相接，路基采用水泥攪拌樁加固，橋臺(tái)下部采用樁基礎(chǔ)，基坑深5m，場(chǎng)地表層有20m厚的淤泥，基坑尺寸約15m×30m，基坑采用拉森鋼板樁+對(duì)撐進(jìn)行支護(hù)。施工單位原本以為基坑較小，而且直到基坑開(kāi)挖到底，橋臺(tái)臺(tái)座做完，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，基坑都未發(fā)生明顯的變位。就在橋臺(tái)回填完拔除拉森鋼板樁后，基坑發(fā)生了明顯的水平位移，橋臺(tái)位移了30cm，樁頂水平位移了20cm，臺(tái)后路基下部的水平攪拌樁斷裂。經(jīng)查明原因，是施工單位拉森鋼板樁拔除過(guò)快，拔除拉森鋼板樁的同時(shí)由于淤泥的粘性，連同淤泥一起帶出，導(dǎo)致土體形成孔洞，而且拔除過(guò)程中未按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行跟蹤水泥注漿(即邊拔樁邊注水泥漿)。由于淤泥的流塑性，土體流動(dòng)并填滿孔洞，瞬間形成了較大的動(dòng)土壓力，從而導(dǎo)致橋梁樁基、橋臺(tái)位移過(guò)大，水泥攪拌樁斷裂。

上述2個(gè)案例都是由于拔樁而導(dǎo)致基坑出現(xiàn)事故，其因在于：拉森鋼板樁與周邊土體直接接觸，拔除時(shí)會(huì)帶出土體，因此，拉森鋼板樁的拔除應(yīng)引起高度重視。而SMW工法樁的H型鋼周邊包圍著水泥攪拌樁，未與土體直接接觸，使得施工單位以為拔樁后可以不做處理，導(dǎo)致事故發(fā)生。實(shí)際情況表明，2種樁型的拔除過(guò)程都要采取有效措施保證基坑安全。

鑒于拔樁過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，建議可以采取如下措施：

(1)拔樁時(shí)可以先來(lái)回插拔，使得原本粘附與樁側(cè)的土體松動(dòng)，減少拔樁時(shí)帶出土體。

(2)拔樁時(shí)可以采用跳拔，如隔三拔一等，使得土體不會(huì)形成連續(xù)的滑裂面，減小動(dòng)土壓力的影響。

(3)拔樁時(shí)采用跟蹤注漿，即邊拔樁邊注水泥漿，使得拔樁時(shí)，土體不會(huì)有孔洞。

5 其他

除了上述3個(gè)基坑封底后施工中最容易出現(xiàn)問(wèn)題的環(huán)節(jié)后，近年來(lái)還發(fā)現(xiàn)一些圍護(hù)結(jié)構(gòu)未完全清除導(dǎo)致若干年后其余項(xiàng)目的施工遇到不必要的麻煩。如：管廊的基坑項(xiàng)目，位于主干道上，由于混凝土冠梁后期施工未拆除干凈，導(dǎo)致后期路基軟硬不均，使得道路后期產(chǎn)生了不均勻沉降，冠梁位置處的路基沉降明顯小于其他地方，導(dǎo)致道路在冠梁側(cè)產(chǎn)生裂縫。還有一項(xiàng)目，因工程造價(jià)及用地所限，經(jīng)相關(guān)單位同意，錨桿采取超紅線施工，但要求基坑施工完錨桿必須回收處理，但后期施工單位為省事，未對(duì)錨桿進(jìn)行回收，后期該處擬修建地鐵隧道，導(dǎo)致地鐵盾構(gòu)施工遇到麻煩，盾構(gòu)刀片被錨桿卡住，延誤了地鐵的施工工期。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，基坑封底后施工是非常關(guān)鍵的，尤其是回填、拆撐、拔樁，這些工況的順利完成，一個(gè)基坑的施工才算完成。施工單位不但要重視基坑的封底前施工，也要重視基坑的封底后施工，任何環(huán)節(jié)都不能疏忽。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)文件中也應(yīng)交代基坑封底后施工的一些注意事項(xiàng)，從源頭斷絕基坑事故的發(fā)生。

[1] 王自力.深基坑工程事故分析與防治[J].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2016.

[2] 姚俊斌, 吳學(xué)軍, 張騫.多懸挑結(jié)構(gòu)的深基坑肥槽回填施工[J].建筑科技情報(bào), 2010 (1): 27-30.

[3] 王忠, 丁百湛, 劉鵬.透視某深基坑支護(hù)拆除工程樓板裂縫現(xiàn)象及處理方案[J].建筑安全, 2016, 31(6): 55-58.

[4] 童曉剛, 裘國(guó)榮, 諸國(guó)娟.繩鋸切割法在基坑支撐拆除工程中的應(yīng)用[J].浙江建筑, 2016, 33(6): 39-43.

[5] 肖紅渠.五龍嶺大跨連拱隧道施工監(jiān)測(cè)及變形特性分析[J].隧道建設(shè), 2001, 21(1): 1-6.

Study on methods of Post-Construction of Foundation Pit

KANGJianwei

(Fuzhou investigation and surveving institute，F(xiàn)uzhou 350108)

Post-construction of the foundation pit usually includes backfill, dismantling temporary supports and pull pilling pile, but the designers and construction workers are often only pay attention to the excavation, and the importance of post-construction of the foundation pit is often neglected.The impact of the post-construction of the foundation was discussed, and the causes of foundation pit accident were analyzed, then measures in the construction of the foundation pit were given.

Foundation pit; Post-construction; Backfill; Dismantling temporary supports; Pull pile

康劍偉(1987.12- )，男，工程師。

E-mail:260243910@qq.com

2017-05-04

TU753

A

1004-6135(2017)09-0059-03