文／王超 廣州協(xié)安建設(shè)工程有限公司 廣東廣州 510000

引言：

隨著社會(huì)發(fā)展，我國(guó)沿海城市人口和城市生活圈也不斷擴(kuò)大，地下空間的開發(fā)與利用顯得越來越重要，隨之而來的深開挖工程也越來越多。本文結(jié)合工程實(shí)際，探討深厚淤泥質(zhì)軟土地區(qū)內(nèi)支撐梁及基坑開挖施工技術(shù)及控制要點(diǎn)。

1、項(xiàng)目概況

本技術(shù)主要應(yīng)用于番禺糧食儲(chǔ)備有限公司港口糧庫(kù)擴(kuò)建二期工程，該工程位于廣州市南沙區(qū)欖核鎮(zhèn)。本工程樁采用預(yù)制管樁，地下室1 層，局部2 層，場(chǎng)地內(nèi)有深厚的淤泥質(zhì)土層。

1.1 深厚淤泥質(zhì)軟土地區(qū)施工重點(diǎn)難點(diǎn)

（1）在淤泥質(zhì)軟土上施工混凝土支撐梁，混凝土梁由于自重過大，軟弱的淤泥質(zhì)土層的承載力根本無法支撐混凝土內(nèi)支撐梁，混凝土內(nèi)支撐梁會(huì)隨著土體承載力的不同，產(chǎn)生不均勻的沉降，從而使混凝土內(nèi)支撐梁扭矩、傾斜、變形，嚴(yán)重影響施工質(zhì)量。大體積混凝土支撐梁由于外觀變形，改變了原有深基坑支護(hù)的傳力形式，使深基坑支護(hù)存在嚴(yán)重安全隱患；

（2）一般而言，預(yù)制管樁的施工如果是在深厚淤泥的條件下，有可能會(huì)因?yàn)殚_挖方法的錯(cuò)誤，導(dǎo)致樁體出現(xiàn)嚴(yán)重的傾斜，部分情況下甚至?xí)斐蓴鄻兜那闆r，這就需要對(duì)深厚淤泥軟土地區(qū)所造成的問題科學(xué)解決。

2、深厚淤泥質(zhì)軟土地區(qū)混凝土內(nèi)撐梁施工技術(shù)

2.1 水泥硬化淤泥質(zhì)土工法

（1）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，將水泥與在施工現(xiàn)場(chǎng)取得的淤泥進(jìn)行拌合，分別測(cè)定不同水泥摻量的淤泥隨時(shí)間的強(qiáng)度變化情況，試驗(yàn)結(jié)果表明,在相同的養(yǎng)護(hù)時(shí)間下,無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨水泥摻量的增加而增加。從圖 1 可知,28d 的強(qiáng)度增加量大于14d 的強(qiáng)度增加量。從變化的趨勢(shì)看,添加水泥后,很大程度上提高了土體的強(qiáng)度。

圖1 不同水泥摻量對(duì)淤泥固化土強(qiáng)度的影響

（2）考慮到施工進(jìn)度問題，拌合的水泥的淤泥齡期控制在7d 以內(nèi)，則重點(diǎn)分析7d 內(nèi)的泥漿強(qiáng)度。齡期為7d 時(shí),不同水泥摻量的淤泥固化土應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系見圖 2。試驗(yàn)結(jié)果表明,原狀土的強(qiáng)度是應(yīng)變的增大,應(yīng)力也在增加,但是隨著水泥摻量的增加,應(yīng)變的增大,應(yīng)力是先增加后減小,水泥用量增加越多,變化的幅度越大。同時(shí)從圖 2 可以看出,隨著水泥摻量的增加,土體的彈性模量也在增加,由此趨勢(shì)可知添加水泥后使土體由塑性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈云茐?破壞時(shí)的應(yīng)變逐漸變小。

圖2 齡期 7 d 時(shí)淤泥固化土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

（3）根據(jù)本工程的成本要求、施工進(jìn)度要求，主要是選擇普通硅酸鹽水泥進(jìn)行施工，同時(shí)在水泥含量上控制在2%的標(biāo)準(zhǔn)，減少過多水泥摻量帶來的問題。地質(zhì)勘探報(bào)告方面比較多元化，不同厚度淤泥的條件下，針對(duì)水泥數(shù)量的用量也存在較大的不同。比如，華南國(guó)際港服務(wù)中心二期項(xiàng)目的建設(shè)方面，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的淤泥層在劃分的時(shí)候，主要是將50 平方米作為1 個(gè)區(qū)域，結(jié)合區(qū)域范圍內(nèi)的淤泥層厚度特點(diǎn)，選擇對(duì)應(yīng)的水泥用量，具體如圖3 所示?，F(xiàn)場(chǎng)的挖掘機(jī)應(yīng)用時(shí)發(fā)揮了較好的拌和效果，針對(duì)施工項(xiàng)目基坑內(nèi)部的支撐施工提供了較多的幫助。支撐施工主要是按照分段施工的方法進(jìn)行優(yōu)化，拌和以后還要靜置至少7 天時(shí)間，針對(duì)抗壓強(qiáng)度要有效的測(cè)量，最少要達(dá)到150Kpa 的標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)度方面要滿足工人施工、機(jī)械施工，然后才能在后續(xù)的工程建設(shè)方面得到理想的成績(jī)，減少傳統(tǒng)建設(shè)帶來的問題和隱患。

圖3 不同區(qū)域水泥摻量圖

圖4 挖掘機(jī)拌合淤泥與水泥

圖5 淤泥與水泥拌合后

2.2 素混凝土墊層支撐內(nèi)支撐梁技術(shù)

（1）墊層澆筑施工的時(shí)候應(yīng)做好前期準(zhǔn)備工作，澆筑前建議通過全站儀進(jìn)行有效的定位處理，定位完畢以后要通過大概1m 的長(zhǎng)短鋼筋，有效插入墊層澆筑的4 個(gè)角落位置，并且針對(duì)鋼筋進(jìn)行有效的固定，一直到達(dá)基坑地步的位置。接下來，還要通過全站儀針對(duì)墊層面的標(biāo)高進(jìn)行仔細(xì)分析，針對(duì)鋼筋方面、基坑邊方面，都要通過彩筆進(jìn)行合理的標(biāo)記，而后要通過施工線的作用，針對(duì)兩根鋼筋之間的拉線定位，有效作為墊層上層的標(biāo)高線，最終在支撐梁的混凝土墊層位置、混凝土墊層標(biāo)高方面有效的明確，堅(jiān)持在基礎(chǔ)施工方面得到較多的保障。

（2）由于墊層厚度較小，直接用木方作為側(cè)模板，澆筑中中部起拱1/1000。用鐵鍬鋪混凝土，厚度略高于找平堆，隨即用平板振搗器振搗，做到不漏振，確保混凝土密實(shí)。

圖6 內(nèi)支撐梁梁底澆筑素混凝土墊層

（3）使用水平木刮杠進(jìn)行刮平處理，表面施工的時(shí)候，通過木抹子進(jìn)行搓平處理，提高平整度。針對(duì)有坡度要求的地面施工，要求嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行操作，針對(duì)坡度進(jìn)行合理的把控。如果是已經(jīng)完成的混凝土墊層部分，建議在12 小時(shí)左右的時(shí)候進(jìn)行覆蓋施工、澆水施工，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不能少于7 天，避免造成施工裂縫的情況。

2.3 墊層與支撐梁快速分離技術(shù)

（1）覆蓋澆水養(yǎng)護(hù)應(yīng)在混凝土澆筑完畢后的12h 內(nèi)進(jìn)行，對(duì)于墊層的養(yǎng)護(hù)采用的是200＊1.5m 寬的聚乙烯吹塑工程養(yǎng)護(hù)膜，養(yǎng)護(hù)完成后不掀開，直接作為支撐梁與墊層的隔離層。墊層寬度2m,而內(nèi)支撐梁寬度1m，需保證墊層中間位置墊層的質(zhì)量與平整度，薄膜中心線與墊層中心線平。

（2）薄膜端部與格構(gòu)柱或基坑邊緊貼，中間每各2m 用木方壓住，防止薄膜背風(fēng)吹走，覆蓋澆水養(yǎng)護(hù)應(yīng)在混凝土澆筑完畢后的12h內(nèi)進(jìn)行，混凝土的澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)間，不得少于7d。澆水次數(shù)應(yīng)根據(jù)能保持混凝土處于濕潤(rùn)的狀態(tài)來決定，保持薄膜內(nèi)濕潤(rùn)狀態(tài)。

圖7 薄膜養(yǎng)護(hù)素混凝土墊層

（3）支撐梁澆筑方法

一般而言，支撐梁的澆筑方法應(yīng)用，主要是從一端開始施工，建議通過“趕漿法”進(jìn)行操作，可根據(jù)梁體的高度實(shí)施分層澆筑，澆筑成階梯效果，并且伴隨著階梯不斷的延伸，加強(qiáng)梁體混凝土的連續(xù)澆筑操作，提高澆筑的質(zhì)量。針對(duì)混凝土開展?jié)仓臅r(shí)候，應(yīng)觀察細(xì)節(jié)因素帶來的影響，比如模板施工、鋼筋施工、預(yù)埋件施工等，主要是觀察這些部分是否出現(xiàn)了移動(dòng)的情況、變形的情況、堵塞的情況，發(fā)現(xiàn)相應(yīng)問題后要快速的處理，同時(shí)要求在已經(jīng)澆筑的混凝土凝結(jié)以前進(jìn)行解決，這樣才能提高支撐梁的澆筑水平。

（4）養(yǎng)護(hù)

混凝土的養(yǎng)護(hù)工作非常重要，澆筑工作結(jié)束以后，建議在12 小時(shí)以內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，主要是通過覆蓋養(yǎng)護(hù)、澆水養(yǎng)護(hù)的方法來應(yīng)對(duì)，澆水的次數(shù)應(yīng)合理把控，保持混凝土處于濕潤(rùn)的狀態(tài)，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范操作，養(yǎng)護(hù)的時(shí)間最少不能低于7 晝夜。針對(duì)外加劑進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不能少于14 晝夜，確保養(yǎng)護(hù)工作的質(zhì)量更好的提升。

圖8 隨著開挖進(jìn)行墊層自動(dòng)剝離

3、深厚淤泥質(zhì)土層條件下防止預(yù)制管樁傾斜斷樁的開挖技術(shù)

3.1 均勻破除表面硬殼層

處于淤泥土質(zhì)的狀態(tài)下，要按照均勻破除的方法，針對(duì)表面的硬殼土層或者是整體表層土進(jìn)行開挖操作。施工的過程中要考慮到土層內(nèi)部應(yīng)力帶來的影響，應(yīng)力向上釋放的狀態(tài)下，會(huì)促使約束層有效的解除，此時(shí)釋放的應(yīng)力比較多，主要是由于預(yù)制樁的壓入作用，導(dǎo)致淤泥層內(nèi)部的應(yīng)力增加，借助這部分應(yīng)力，可以減少與泥土層的流動(dòng)問題，但是對(duì)于已經(jīng)壓入的管樁會(huì)產(chǎn)生一定的影響。為此，現(xiàn)場(chǎng)施工的時(shí)候，要先將表面硬殼層體進(jìn)行開挖操作，而后同步施工釋放出淤泥層內(nèi)部的應(yīng)力，確?；A(chǔ)工作得到更好的完善。

圖9 土方開挖前后應(yīng)力變化圖

3.2 先行開挖淤泥層面明顯較高部位

淤泥層面比較高的位置在開挖的時(shí)候，應(yīng)選擇淤泥層面起伏較大的地方進(jìn)行操作，或者是存在明顯高的地方實(shí)施開挖工作，確保施工現(xiàn)場(chǎng)的內(nèi)部淤泥層面，能夠表現(xiàn)出一致的狀態(tài)，避免因?yàn)楦卟钸^大的問題，造成內(nèi)部土層的嚴(yán)重滑動(dòng)。

3.3 分緩坡薄層逐層開挖，邊挖邊曬

土方開挖工作的開展，建議針對(duì)每一層挖土的厚度不能超過1m 的范圍，曾與層之間要做出合理的預(yù)留，主要是預(yù)留出一定寬度的工作面，尤其是在開挖的天氣情況方面要高度關(guān)注，確保淤泥層的開挖施工可以得到良好的晾曬效果，對(duì)其中的水分快速的蒸發(fā)處理。與此同時(shí)，要結(jié)合土質(zhì)情況的影響，合理完成放坡工作，加強(qiáng)淤泥層的流動(dòng)控制水平。通過合理的開挖方式，針對(duì)預(yù)制樁偏移的問題、預(yù)制樁傾斜問題、預(yù)制樁斷樁問題有效的解決，由此在施工質(zhì)量上得到了較多的保障。

3.4 合理設(shè)計(jì)坑內(nèi)出土運(yùn)輸?shù)缆?/h3>

選用小型履帶式挖機(jī)輔以鋼板開挖，以減小對(duì)土體的局部壓強(qiáng)。嚴(yán)禁挖機(jī)在樁頂來回走動(dòng)，防止對(duì)樁頂產(chǎn)生屢次沖擊，且保留基底以上30cm 人工開挖?；油谕敛簧畹那闆r下可用長(zhǎng)臂挖機(jī)站在遠(yuǎn)離樁位的位置開挖。深基坑在接近坑底時(shí)應(yīng)采取交替開挖。

3.5 降水措施

針對(duì)地質(zhì)資料及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)降水排水措施。開挖內(nèi)側(cè)采用井點(diǎn)降水和明坑排水。在土方開挖區(qū)域內(nèi)設(shè)置降水管井，同時(shí)觀測(cè)管井中水位的變化。土方開挖應(yīng)在地下水位控制在開挖面500mm 后進(jìn)行，每個(gè)開挖區(qū)域設(shè)置簡(jiǎn)易排水明溝和集水坑，并及時(shí)抽排土層水和地下水，配合管井加快表層土疏干。

結(jié)語：

深厚淤泥質(zhì)軟土地區(qū)內(nèi)支撐梁及基坑開挖施工技術(shù)，從基坑內(nèi)支撐梁混凝土觀感質(zhì)量來看，混凝土表面平整、密實(shí)，筆直，其位置尺寸得到了有效保證，同時(shí)保證了預(yù)制管樁的施工質(zhì)量，在一定程度上加快了工程的施工進(jìn)度、節(jié)約了施工成本?？赏茝V至類似的深厚淤泥質(zhì)軟土地區(qū)，具有良好的應(yīng)用前景。