程永新 陳勝超

摘要：隨著國內(nèi)城市建設(shè)的飛速發(fā)展，土地資源日益緊張，臨海灘涂、沼澤的開發(fā)利用程度逐漸加大，臨海多軟弱土層深基坑支護技術(shù)是影響市政項目建設(shè)安全的重要因素。因此，本文介紹和分析了基坑工程的施工技術(shù)，結(jié)合作者的工作經(jīng)驗，提出了提高常用鉆孔灌注樁支護施工質(zhì)量的措施。

關(guān)鍵詞：臨海軟基;鉆孔灌注樁;支護施工

一、前言

近年來，隨著國內(nèi)城市建設(shè)的飛速發(fā)展，土地資源日益緊張，臨海灘涂、沼澤的開發(fā)利用程度逐漸加大，為合理利用空間，地下空間的開發(fā)需求亦日益強烈，如何為淤泥質(zhì)土地層深基坑提供一種施工快、成型好、耐久性強、強度及抗剪能力均高的支護結(jié)構(gòu)，成為基坑圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)注的焦點。

鋼筋混凝土灌注樁是一種常用的支護形式，可通過改變樁深、樁徑、配筋、混凝土標號提高圍護結(jié)構(gòu)的抗剪、抗傾覆能力，增強維護結(jié)構(gòu)的強度及耐久性，成樁規(guī)則，軸線易于調(diào)整，形成的基坑形狀受控，可較好地解決深基坑邊坡穩(wěn)定性差的問題，廣泛用于基礎(chǔ)處理、基坑圍護等項目。但在淤泥質(zhì)土地層條件下，因地下水含量豐富、含沙量大，易發(fā)生塌孔、擴孔、群樁串孔等情況，對成樁質(zhì)量影響大，且易造成臨近孔難以成孔，影響施工進度，塌孔后處理難度大，這就對施工企業(yè)提出了更高的要求。

二、深基坑支護施工的特點

2.1 安全隱患大

深基坑支護施工最明顯的特點就是基坑深度較大易發(fā)生安全事故。一般情況下，基坑基底低于地下水位。由于高層及超高層建筑、大型市政結(jié)構(gòu)的不斷增多，使得荷載隨之增加，為了滿足工程建設(shè)的需要，基坑的深度也不斷增加，工程基礎(chǔ)所承受的壓力也隨之增大，而臨海軟弱地基受不同地質(zhì)層影響，基礎(chǔ)承載力低、邊坡穩(wěn)定差、地下水豐富。因此深基坑常常利用灌注排樁進行支護，通過鋼筋混凝土灌注樁及其冠梁支撐，并在樁之間布置旋噴樁止水帷幕。

2.2易受地質(zhì)環(huán)境與水文因素的影響

要確保深基坑工程質(zhì)量就必須對施工場地內(nèi)的水文及地質(zhì)情況進行充分考慮。在臨海軟弱地層淤泥及淤泥質(zhì)土是最常見的地質(zhì)情況，臨海灘涂多年沉積的淤泥深厚，較之內(nèi)陸地區(qū)更為復雜，粉砂層、砂礫層摻雜情況也時有發(fā)生，加上臨海地下水豐富，導致土體穩(wěn)定性差，一旦支護不到位，很容易發(fā)生坍塌等安全事故。因此在進行深基坑施工時，要充分考慮水文及地質(zhì)環(huán)境的影響。

2.3深基坑具有多樣性

深基坑支護工程還具備多樣性的特點，其多樣性主要體現(xiàn)在區(qū)域性、風險性及遞增性。區(qū)域性是指深基坑支護工程受到區(qū)域環(huán)境的影響，如施工范圍內(nèi)的水文、地質(zhì)條件，施工臨近區(qū)域既有的建筑、人口密度、交通情況等;風險性是指深基坑工程施工周期較長，在施工過程中可能受到環(huán)境、氣候等因素的影響，導致工期可能出現(xiàn)延誤，并且深基坑工程危險性較大，風險因素眾多;遞增性是指伴隨近年來建筑高度、大型工程結(jié)構(gòu)、體量不斷增加，對基礎(chǔ)的負荷能力提出了更高的要求，使得深基坑工程深度隨之遞增。

三、鋼筋混凝土灌注樁施工重點及要點

3.1優(yōu)選施工設(shè)備

針對軟基地質(zhì)條件，常用的沖擊鉆機、反循環(huán)鉆機因為鉆機沖擊效果、功率大等問題，易發(fā)生鉆孔破壞?？蛇x擇小型正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆、潛水電鉆等設(shè)備。采用潛水電鉆成孔鉆機，由電力作為鉆機動力，避免風動、水動鉆機因排風、排水對地層擾動影響，降低塌孔、擴孔風險，減少超灌、提高成孔質(zhì)量。可滿足水下鉆孔施工，克服地下水水位較高的地層條件鉆孔。

小型正循環(huán)鉆機、潛水電鉆設(shè)備重量較輕，對地基承載要求低，適用范圍更廣。

3.2 鉆機成孔

（1）鉆機就位前，要進行孔口護筒埋設(shè)，根據(jù)地層條件確定孔口護筒長度，最短不小于2.0m，防止鉆機施工過程中的振動造成孔口塌陷等。護筒上端單側(cè)預留進（出）漿口，確保護壁泥漿進（出）孔通暢。

（2）鉆機就位后需進行試車，觀察停機位基礎(chǔ)牢固程度，發(fā)現(xiàn)異常及時處理，地基不足以承載的情況下，設(shè)置鋼墊板增大承載面積。試車時還需檢查設(shè)備運轉(zhuǎn)情況，無異常方可進行施工。

（3）鉆進過程中，及時對鉆進速度、鉆桿偏斜角度、進出漿量、鉆進深度等參數(shù)進行進行記錄，異常情況的記錄盡量詳細，以方便、準確地判定不良地層高程及情況。

（4）護壁泥漿要根據(jù)地層含水情況進行調(diào)整，調(diào)整的依據(jù)則為對出漿的檢測結(jié)果。

（5）成孔技術(shù)要求：孔位偏差不得大于5cm，孔徑不小于-0.1D且不小于-5cm。施工時及時檢查鉆頭磨損情況，補焊鉆頭，保證孔徑的要求;鉆進過程中，控制鉆桿垂直度，保證孔垂直度不大于1%的要求。

3.3棄漿、棄渣處理

（1）成孔棄渣隨鉆進排至泥漿池，及時安排專人清理棄渣。

（2）在成孔及澆注混凝土時，孔內(nèi)泥漿應按事先挖好的泥漿溝排放，排放時應由專人進行疏導。

（3）泥漿池內(nèi)泥漿應隨時外運，保證樁孔內(nèi)泥漿排放暢通，避免泥漿外溢。

（4）需要外運廢棄的泥漿選用區(qū)內(nèi)環(huán)衛(wèi)清潔密封罐車，以保證外運及時，并符合環(huán)保和市場要求。

3.4鋼筋籠制作與安裝

（1）根據(jù)鉆孔情況記錄確定擴孔、坍塌高程段，采用特制橡膠護筒、自制白鐵皮護筒，包裹在鋼筋籠外側(cè)并做支撐及固定，護筒長度根據(jù)分析地層缺陷高度確定;護筒和鋼筋籠連接采用焊接方式和鉚釘方式;設(shè)置護筒可以起到限制超灌、預防塌孔的作用，節(jié)約了混凝土灌注量，可以有效地控制了串樁、擴樁等問題。

（2）鋼筋籠焊接接頭采用單面搭接焊，搭接長度為10d，同一截面上，焊接接頭不超過主筋的1/2。

（3）加強筋與主筋點焊牢固，在鋼筋籠吊點處應加強，避免吊放時開焊。

（4）箍筋與主筋交點處均應綁扎牢固，綁扎數(shù)量不少于50%。

（5）保證鋼筋籠保護層厚度不小于5cm，應在鋼筋籠上每4.0m沿圓周綁扎三處混凝土墊塊。

（6）護筒與鋼筋籠之間墊塊高度與鋼筋保護層厚度一致。

（7）吊放鋼筋籠時，鋼筋籠要求垂直入孔，不得碰刮孔壁。

3.5混凝土灌注

（1）灌注前要認真清孔，沉渣厚度小于20cm。

（2）當下放鋼筋籠后、灌注混凝土前沉渣厚度仍較大，或孔壁變形造成鋼筋保護層不足時，使用塌孔清掃器進行孔內(nèi)清掃，確保鋼筋保護層和孔內(nèi)混凝土灌注質(zhì)量。

（3）整個灌注過程中應認真做好各項記錄，包括灌注起止時間、停待料時間、天氣及灌注中的非正常因素等，記錄要完整、準確、及時。對灌注中的有關(guān)問題絕對不能隱瞞不報，而貽誤處理時間。

（4）混凝土采用導管法連續(xù)灌注，避免灌注過程中對孔壁的沖刷，導管為絲扣連接。導管底口與孔底距離控制在0.5m左右。為保證成樁質(zhì)量，灌注過程中導管埋深不得小于2.0m。灌注全過程需保證導料管豎直。

（5）采用一種導料管單向自動限位裝置，導料管提升定位無需人工操作，降低安全風險，減少固定過程所用時間。解決灌注樁導料管拆卸過程中，下部導料管固定困難且固定效率低下的技術(shù)問題，該裝置不僅提高了工作效率，而且確保了施工安全。

（6）灌注混凝土至樁頂時，應適當超過樁頂設(shè)計標高30～50cm，以保證在鑿除浮漿后，樁頂標高和樁頭強度能符合設(shè)計要求。

（7）隨混凝土灌注高度的上升，盡量連續(xù)不間斷，并保證單樁灌入量。如有特殊情況受限，灌注時間間斷不得超過30min。最好是將混凝土從混凝土罐車中直接均勻投入到導管的料斗中。

（8）混凝土的檢測試驗，每一批商品混凝土進入施工現(xiàn)場后，除攪拌站按規(guī)范出據(jù)混凝土試件報告、施工現(xiàn)場復驗外，必須對混凝土塌落度進行檢測，檢測方法采用目測配合塌落度筒測試法。每施工15-20根樁應制備混凝土試件1組，以供檢驗需要，并提交試驗報告，原件存檔。

四、針對軟弱地基施工技術(shù)總結(jié)

結(jié)合河北省唐山市豐南臨港經(jīng)濟開發(fā)區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目，雨水泵站、污水廠、再生水廠、市政管網(wǎng)等眾多臨海軟弱地區(qū)深基坑施工經(jīng)驗，在鋼筋混凝土鉆孔灌注樁施工階段總結(jié)了一系列專利技術(shù)并成功運用，明確了深基坑支護結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

4.1孔內(nèi)護筒防護技術(shù)

采用一種灌注樁鋼筋籠孔內(nèi)防護裝置（ZL202022726566.6），根據(jù)地質(zhì)條件及鉆孔過程記錄情況，預判塌孔、擴孔等特殊情況的地層高度范圍，在鋼筋籠加工時，采用特制橡膠護筒、自制白鐵皮護筒，包裹在鋼筋籠外側(cè)并做支撐及固定，確保鋼筋保護層厚度。鋼筋籠入孔后起到限制混凝土超灌、防止繼續(xù)塌孔影響混凝土澆筑質(zhì)量、預防澆筑過程竄孔影響相鄰孔施工質(zhì)量等問題。

4.2塌孔清掃技術(shù)

采用一種灌注樁塌孔鋼筋籠清掃裝置（ZL201921491830.3），對于特殊地質(zhì)條件下，成孔后或已安放鋼筋籠后，但未澆筑混凝土之前出現(xiàn)的塌孔情況進行孔內(nèi)清掃處理，降低鋼筋籠浪費或重新開孔的損失。

（1）塌孔清掃裝置構(gòu)成

灌注樁塌孔清掃裝置，由中軸、鉆頭和清掃器組成。中軸由鉆桿鋼管改裝和頂部連接扣件組成，中軸管徑同回轉(zhuǎn)鉆機鉆桿尺寸;鉆頭由梳齒鉆尖部、梳齒長條、梳齒短條組成;清掃器由加固環(huán)及支撐、清掃刷組成。清掃刷與加固環(huán)采用焊接。

（2）塌孔清掃裝置工作原理

使用本裝置時，通過中軸與鉆機鉆桿連接獲取動力。鉆頭配置長、短梳齒條，切碎、細碎土體顆粒，形成均勻漿液排出。利用鋼絲繩清掃刷對鋼筋籠后的土體進行清掃，達到保護層清理的目的。

（3）技術(shù)優(yōu)點

通過對鉆孔灌注樁施工中出現(xiàn)的特殊塌孔情況的研究及分析，采用本裝置可有效的處理一些鋼筋籠變形量小的塌孔情況，減少因鋼筋籠清理難產(chǎn)生的廢孔、補樁施工等問題，起到節(jié)約成本、促進工期，保證設(shè)計意圖及工程質(zhì)量的優(yōu)點。

4.3混凝土連續(xù)澆筑技術(shù)

采用一種導料管單向自動限位裝置（專利號ZL201820764520.3），解決灌注樁導料管拆卸過程中，下部導料管固定困難且固定效率低下的技術(shù)問題，確?；炷翝仓┕みB續(xù)進行，保證灌注樁混凝土澆筑質(zhì)量，提高施工效率。

（1）導料管單向自動限位裝置構(gòu)成

自動限位裝置分為固定底座、活動卡板和連接螺栓三部分。所有構(gòu)件均采用普通鋼板、方鋼制作而成;固定底座由槽鋼焊接而成，居中橫向連接桿件間距滿足混凝土導料管穿過，且居中縱向連接桿件在此處不貫通，固定底座上設(shè)置固定螺栓孔;活動卡板由方鋼焊接而成，固定端方鋼設(shè)置活動螺栓孔，另一端設(shè)置弧形卡槽;弧形卡槽弧形直徑略大于導料管外徑，略小于加勁肋直徑，可卡于加勁肋下部;活動卡板通過連接螺栓與固定底座相連，并可繞連接螺栓進行轉(zhuǎn)動。

（2）導料管單向自動限位裝置工作原理

使用本裝置時，將本裝置放置中心與已經(jīng)鉆好的灌注樁孔中心對齊?；顒涌ò鍨閷ΨQ兩塊，限位部分為弧形卡槽，并輔助焊接方鋼進行加固，為對開結(jié)構(gòu);澆筑前弧形卡槽置于導料管加勁肋下方，限制導料管下移;澆筑過程中提升導料管，帶動活動卡板向上打開;下一節(jié)導料管加勁肋通過弧形卡槽后，活動卡板在重力作用下自動關(guān)閉，繼續(xù)限制導料管下移，此時可拆卸上部導料管?；炷翝仓^程無需人工進行導料管的限位，快捷安全。

（3）與傳統(tǒng)技術(shù)對比

與現(xiàn)有技術(shù)相比，優(yōu)點是：該裝置結(jié)構(gòu)簡單，制作、操作方便，可提高灌注樁導管拆卸的工作效率及安全性。

四、結(jié)束語

臨海軟弱地基灌注樁施工技術(shù)涉及內(nèi)容多，針對地質(zhì)、水文、氣象、工程構(gòu)造、施工現(xiàn)場的不同情況應加強深基坑支護的專業(yè)設(shè)計及計算，超危大工程應進行專家論證。在施工過程中材料、施工工藝、施工管理等方面應嚴加管控，做到因地制宜，精心設(shè)計，管理嚴密，以充分發(fā)揮支護技術(shù)的作用。

參考文獻：

[1]吳明莉.市政深基坑支護施工關(guān)鍵技術(shù)研究[J].農(nóng)業(yè)科技與信息，2019（21）：117-119.

[2]荊瑞珍.市政工程深基坑施工工藝及質(zhì)量控制研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2020（06）：161-162.

[3]呂崗崗. 鄭州某深基坑工程圍護設(shè)計與施工研究[D].安徽理工大學，2020.