謝毅勇

(中建三局集團(tuán)有限公司)

社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，越來(lái)越多的超高層建筑需要建設(shè)地下車庫(kù)或商業(yè)空間，這需要進(jìn)行大范圍、超大規(guī)模的深基坑施工。與普通基坑相比深基坑開(kāi)挖深度大、受周邊環(huán)境影響復(fù)雜，對(duì)施工技術(shù)和支護(hù)結(jié)構(gòu)提出了更高要求。其中樁基圍護(hù)作為一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。樁基圍護(hù)直接決定著基坑開(kāi)挖過(guò)程中的整體穩(wěn)定性，其設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量對(duì)深基坑工程安全至關(guān)重要。然而實(shí)際工程中由于對(duì)樁基圍護(hù)施工規(guī)范不夠了解一些重大質(zhì)量安全事故時(shí)有發(fā)生。

1 深基坑樁基圍護(hù)概述

1.1 深基坑與樁基圍護(hù)簡(jiǎn)介

深基坑是建筑工程中為了打造地下空間而需要深挖的大型基坑。深基坑開(kāi)挖需要處理好支護(hù)體系，樁基圍護(hù)是利用預(yù)制混凝土抗拔樁或現(xiàn)澆混凝土樁構(gòu)成的圍護(hù)墻來(lái)支撐基坑。抗拔樁按照一定間距和排列方式預(yù)先灌注在基坑四周，然后進(jìn)行基坑挖掘。樁基圍護(hù)系統(tǒng)能夠有效控制基坑開(kāi)挖造成的地層位移和變形，確保施工質(zhì)量和安全?；铀闹懿恍枰加眠^(guò)多空間來(lái)搭設(shè)大型支撐結(jié)構(gòu)。無(wú)論采用何種支護(hù)方式，都需要嚴(yán)格的施工監(jiān)測(cè)和質(zhì)量控制，確?；蛹爸苓叚h(huán)境的安全。

1.2 施工流程概述

深基坑樁基圍護(hù)的施工可以劃分為四個(gè)主要階段。施工準(zhǔn)備階段進(jìn)行全面的巖土勘察明確地基土的性質(zhì)、地下水分布等情況。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行樁基圍護(hù)體系的整體設(shè)計(jì)確定合理的樁型、樁徑和樁距等參數(shù)計(jì)算內(nèi)力變化和位移大小。進(jìn)入樁基施工階段后要嚴(yán)格掌握樁基施工工藝控制好樁身質(zhì)量，完成樁基施工后進(jìn)行承載力檢測(cè)。在基坑開(kāi)挖階段隨著挖深的增加要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求分層、分階段進(jìn)行支護(hù)如加設(shè)層間撐桿、預(yù)應(yīng)力錨桿等。最后在支護(hù)拆除階段根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)判斷內(nèi)力滿足條件后分步拆除基坑內(nèi)部的支撐系統(tǒng)完成樁基圍護(hù)體系的恢復(fù)。

圖1 深基坑樁基圍護(hù)施工流程

2 施工前準(zhǔn)備

2.1 基坑勘察與設(shè)計(jì)

深基坑施工前需要經(jīng)過(guò)詳盡的地質(zhì)勘察和科學(xué)設(shè)計(jì)。通過(guò)鉆探取樣、測(cè)試取樣等方式了解地下土壤的層位、力學(xué)參數(shù)和地下水分布。室內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)一步確定土壤的物理和力學(xué)特性。在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)結(jié)合土壤情況和開(kāi)挖深度，選擇合適的支護(hù)結(jié)構(gòu)，如支撐墻或樁基承臺(tái)，并滿足承載要求。需要進(jìn)行地表沉降分析，以估計(jì)對(duì)周圍環(huán)境的潛在影響，并充分考慮抗震和防水設(shè)計(jì)。進(jìn)行環(huán)境與社會(huì)影響評(píng)估，制定減少負(fù)面影響的措施。

2.2 施工方案制定

在完成設(shè)計(jì)后，施工單位必須根據(jù)具體情況制定詳盡的施工方案，包括了一系列關(guān)鍵內(nèi)容，如支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工步驟、層間支撐的參數(shù)與拆除時(shí)間、開(kāi)挖分段計(jì)劃以及支護(hù)監(jiān)測(cè)因素等。如果涉及附近建筑物的保護(hù)，還需要制定監(jiān)測(cè)與防護(hù)措施方案。施工方案的制定必須全面考慮機(jī)械、材料、人員協(xié)作等因素，以確保在安全、高效、經(jīng)濟(jì)的條件下進(jìn)行。應(yīng)提前制定緊急應(yīng)對(duì)措施，以應(yīng)對(duì)出現(xiàn)的突發(fā)情況，從而保障工程的順利進(jìn)行。

2.3 材料準(zhǔn)備與采購(gòu)

施工單位需要明確工程所需的主要材料種類及各自的用量，以及相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備，并編制詳細(xì)的材料及設(shè)備采購(gòu)清單。對(duì)重要的基礎(chǔ)材料，一定要進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)，確保材料質(zhì)量符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在采購(gòu)混凝土?xí)r，要考慮混凝土的運(yùn)輸時(shí)間和水化時(shí)間，保證其工作性。準(zhǔn)備的機(jī)械設(shè)備要根據(jù)作業(yè)需求仔細(xì)選擇，并檢查設(shè)備狀況，確保能正常使用。設(shè)備和材料運(yùn)抵工地后，要分類堆放，并做好防潮、防銹等保護(hù)措施，通過(guò)定期盤點(diǎn)后續(xù)補(bǔ)給，確保材料儲(chǔ)備充足。

3 樁基選型原則與質(zhì)量控制

3.1 樁基選型原則

樁基的選型根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的作用載荷確定樁基的承載力需求，并對(duì)土質(zhì)條件進(jìn)行全面調(diào)查，了解地基土的力學(xué)特性。根據(jù)不同樁基類型的適用土層范圍、承載力大小、施工難易程度等因素進(jìn)行比選，選擇技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最優(yōu)的樁基類型。混凝土樁需考慮混凝土強(qiáng)度等級(jí)和配合比，鋼管樁需考慮管壁厚度等。要考慮樁基的間距及布置形式，確保承載力均勻。在滿足設(shè)計(jì)需求前提下，應(yīng)優(yōu)先選擇施工簡(jiǎn)便、對(duì)環(huán)境影響小的樁基形式。

3.2 樁基質(zhì)量控制

樁基工程的質(zhì)量直接影響上部結(jié)構(gòu)的安全，必須嚴(yán)格把控每個(gè)施工環(huán)節(jié)。對(duì)樁基材料進(jìn)行檢測(cè)，混凝土要檢測(cè)強(qiáng)度等級(jí)、坍落度等，鋼管樁要檢測(cè)管壁厚度、直度等?；炷翉?qiáng)度檢測(cè)按照以下公式進(jìn)行：

其中，F(xiàn)C為混凝土抗壓強(qiáng)度(MPa)，F(xiàn)為混凝土試塊破壞荷載(N)，A為試塊橫截面面積(mm2)。

對(duì)樁身進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)樁位、樁徑、樁身質(zhì)量等。樁身要求垂直度偏差不大于1%，保證承載力均勻。灌注混凝土進(jìn)行檢測(cè)，控制水灰比和坍落度，保證混凝土密實(shí)。灌進(jìn)行包括靜載荷試驗(yàn)、動(dòng)載荷試驗(yàn)等在內(nèi)的檢測(cè)，確保樁基承載力符合設(shè)計(jì)要求。對(duì)樁基界面進(jìn)行處理，墻身與樁頂連接處進(jìn)行涂油，增加粘結(jié)力。

4 樁基施工技術(shù)

4.1 沉樁

沉樁是一種先將預(yù)制樁打入地下,然后灌注混凝土形成樁基的施工技術(shù)。振夯過(guò)程中,控制每分鐘擊次數(shù)為40～50 次。根據(jù)地基情況,確定合適的起重機(jī)提升高度,監(jiān)測(cè)樁身垂直度偏差Δ：

其中，Δ 為樁身垂直度偏差，h為實(shí)測(cè)偏差值，H為樁長(zhǎng)?？刂痞ぁ?%。

待樁基打入至設(shè)計(jì)深度后,再利用工作臺(tái)將空心預(yù)制樁內(nèi)部清理干凈，然后從樁內(nèi)頂部連續(xù)灌注C30 混凝土，灌注壓力不超過(guò)0.5MPa。灌注時(shí)要連續(xù)灌注，保證混凝土具有足夠工作性。

4.2 接樁

接樁是一種利用旋挖或敲擊的方式先打孔，然后再放入預(yù)制樁的施工技術(shù)。挖接樁是用螺旋鉆頭打孔，鉆孔過(guò)程要嚴(yán)格控制，監(jiān)測(cè)鉆頭轉(zhuǎn)速、推力等參數(shù)。挖孔接樁是用反復(fù)打擊方式挖掘樁孔，需要選擇合適的鉆頭。完成鉆孔后，立即放入預(yù)制樁，灌注混凝土。灌注時(shí)要從底部開(kāi)始，采用連續(xù)灌注，避免冷縫產(chǎn)生。接樁法需監(jiān)測(cè)樁身是否側(cè)移及混凝土灌注質(zhì)量。接樁法適用土層較硬，不適合液性土地基。

4.3 送樁

送樁法是利用高壓水射流或擠壓將預(yù)制樁直接送入地基的施工技術(shù)。高壓水射流送樁利用高壓水沖刷溶蝕地基土，使樁身下沉。要嚴(yán)格控制水壓和水量，避免對(duì)周圍環(huán)境影響過(guò)大。樁身沉放過(guò)程中，要密切監(jiān)測(cè)垂直度。擠壓送樁則使用靜壓力或動(dòng)壓力將樁基擠入地基，沉樁精度較高。送樁后同樣需灌注混凝土，完善樁基。

5 深基坑圍護(hù)技術(shù)

5.1 施工技術(shù)措施

深基坑施工首先需要進(jìn)行圍護(hù)體系設(shè)計(jì)，確定支撐結(jié)構(gòu)形式、預(yù)計(jì)基坑內(nèi)外沉降量等?；娱_(kāi)挖過(guò)程中，要分層次、分階段進(jìn)行，嚴(yán)格控制挖深速度。同時(shí)做好積水防治，防止危及施工安全。如采取“中墻先行”法，則要控制中間墻體沉降速度，減緩中間墻與基坑兩側(cè)的失穩(wěn)。施工中要注意觀測(cè)附近建筑物沉降及內(nèi)力變化情況，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。底板澆筑時(shí)要防止底板水化，嚴(yán)格控制混凝土強(qiáng)度。施工結(jié)束后還要繼續(xù)觀測(cè)基坑處結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期沉降情況。

5.2 鋼板樁基坑支護(hù)

鋼板樁基坑支護(hù)是利用鋼板樁構(gòu)建的支護(hù)墻來(lái)實(shí)現(xiàn)。沿基坑周邊按設(shè)計(jì)要求先后垂直打入鋼板樁，同時(shí)測(cè)量樁位誤差控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。鋼板樁內(nèi)可以灌注混凝土或漿液以增加其穩(wěn)定性。在鋼板樁外側(cè)開(kāi)挖土方，形成基坑。施工中需要監(jiān)測(cè)板樁的變形情況、基坑內(nèi)外側(cè)沉降情況，以及基坑開(kāi)挖對(duì)周圍環(huán)境的影響等。板樁連接處要求嚴(yán)密，防止漏土、積水。如需加固，可以采用加密鋼板樁、灌漿等措施。鋼板樁基坑支護(hù)構(gòu)造簡(jiǎn)單，快速形成圍護(hù)效果，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。但其抗拉能力較差，對(duì)軟弱地基的適用性較差。

6 實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

廈門市中醫(yī)院新院區(qū)地處填海造地區(qū)域，地質(zhì)情況復(fù)雜，水文條件較差，施工難度大。由于周邊存在密集的道路、橋梁以及在建高層建筑，對(duì)基坑施工提出了嚴(yán)格的安全穩(wěn)定性要求。經(jīng)過(guò)詳細(xì)勘察,地層按深度劃分粉土、粉質(zhì)粘土、粘土、粗粒土4層。

針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)，設(shè)計(jì)采用矢板樁+層間預(yù)應(yīng)力錨桿的支護(hù)結(jié)構(gòu)。施工前進(jìn)行了詳細(xì)的巖土勘察和測(cè)量，并預(yù)先監(jiān)測(cè)周邊環(huán)境?；娱_(kāi)挖分階段進(jìn)行，嚴(yán)格控制挖進(jìn)速度和分層支護(hù)。同時(shí)進(jìn)行地下水治理，減小水壓對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響。施工過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)基坑內(nèi)外沉降等情況，并及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)。

為控制影響，采取小口徑洞爆、分級(jí)分區(qū)爆破以及爆破監(jiān)測(cè)等措施，確保爆破顆粒入侵率控制在準(zhǔn)許范圍內(nèi)。該項(xiàng)目堅(jiān)持理論與實(shí)踐相結(jié)合，通過(guò)嚴(yán)密的施工組織設(shè)計(jì)、精細(xì)化的施工過(guò)程控制，有效保證了基坑及周邊環(huán)境的安全穩(wěn)定。

7 結(jié)束語(yǔ)

深基坑樁基圍護(hù)施工需要進(jìn)行充分勘察、嚴(yán)密設(shè)計(jì)和精心組織各個(gè)環(huán)節(jié)都需要嚴(yán)格質(zhì)量控制才能確?；蛹爸苓叚h(huán)境的安全。同時(shí)在復(fù)雜工況下必須緊密結(jié)合理論與實(shí)踐才能取得施工質(zhì)量和效果。全文突出強(qiáng)調(diào)了在該類工程中進(jìn)行充分勘察、科學(xué)設(shè)計(jì)的重要性，同時(shí)需要根據(jù)具體情況制定合理的施工方案，并采取嚴(yán)密的過(guò)程監(jiān)控，從而確保施工質(zhì)量。