深基坑基礎樁偏移控制技術

□文/李艾華

1 工程概況

天津市文化中心商業體項目，地下2層，基礎均采用柱下樁基，對樁位的偏移要求較高，特別是2條地鐵通道處的樁位，要求的樁位偏移≯70 mm。地質條件相對單一，除地表以下4 m內存在大量的舊建筑基礎外，其余地層均為淤泥層、粉土、粉質粘土及粉質砂土，屬于比較典型的軟土地基。

2 工程特點及難點

1）場地條件復雜，盡管前期已對場地進行了翻槽，但地下的舊建筑基礎仍然較多，需要多次反復定位。

2）工程量大、工期緊，共有基礎樁2 643根，60 d完成，定位的工程量相對較大，很容易導致樁位的偏移。

3）基坑深，成孔的垂直度偏差導致樁位偏移不易控制，基坑深度在11.6～15.0 m，為保證開槽后樁位的準確，鉆機的成孔傾斜度要控制在0.5%以內，要求較高。

4）機械設備多、相互影響大，容易造成樁位偏移。本工程現場布置26臺鉆機、3臺履帶吊、2臺汽車吊、4臺挖掘機以及混凝土運輸車、泥漿車。各種機械在施工時，都會對樁位產生擠壓、碰撞而造成偏移。

5）由于設計的原因，造成支撐格構柱樁后施工，設計的格構柱樁與工程樁的外皮間距最小達到20 cm，施工難度較大。施工正值雨季，頻繁的下雨導致地下水含量增大，場地變軟，車輛行走困難，很容易導致樁位移動。

3 施工方法

為滿足工程質量和進度的需要，根據本工程的特點和以往的施工經驗，采取組合式分類施工，利用工程鉆機和潛水鉆機的不同特性，完成不同部位的工程樁。

1）工程鉆機主要施工單樁、邊樁。主要施工樁長為27、34.5、42 m的鉆孔灌注樁，成孔深度超過40 m，主要為單樁和邊樁，特別是地鐵通道兩側的工程樁。工程鉆機主要是利用自重，通過鉆斗的旋轉、削土、提升，反復循環而成孔，原土造漿，護壁能力強，技術成熟。整個鉆桿絲扣連接的整體性較好，操作簡單，容易控制，垂直度好，適用于粘性土、粉質土、砂土等土層施工。

樁機對位是施工中的重點，對位前埋設護筒，將樁位用十字線引出，護筒周圍土要壓實，局部地方可以墊鐵板，在鉆機的施工過程中，需反復多次調平。

施工前兩根樁時，要試成孔，低速運轉，掌握地層的實際情況，以便確定該地質條件下的鉆進參數。

2）潛水鉆機施工承臺樁和群樁。潛水鉆機與工程鉆機的成孔工藝是一樣的，區別在于成孔時的驅動力點不一樣，工程鉆機的驅動力在鉆機平臺上，利用自重下切土層，而潛水鉆機的動力點在鉆頭上，成孔時由電機驅動鉆頭，產生自傳，擺動性大，很容易產生偏移，造成垂直度偏差大，優點是電機轉速快，成孔速度快。潛水鉆機的垂直度，一直是控制的重點。

（1）成孔初期特別重要。吊鉆成孔，上下反復移動鉆機，及時檢測，進行垂直度修正是控制成孔垂直度的最關鍵的第一步。

（2）在鉆機上安裝扶正器，其高度一般為2.0 m左右，直徑較樁徑小2 cm，其在成孔的過程中，通過扶正器能夠有效地糾正垂直度。

（3）施工過程的控制。及時檢測垂直度，每節鉆桿均需檢測，發現偏移及時修正，通過調整鉆機的平整度或者調整控制鉆桿的合箱滑輪，控制垂直度。

（4）密切注意地層的變化，通過試成孔確定施工參數，在地層多變處，要減小進尺速度，上下移動鉆機，修正垂直度。

（5）供水位置的控制。選擇內走水電機，讓清水從鉆頭的中間出來，便于清水與泥漿的均勻攪拌，有利于成孔的垂直度。

（6）控制鉆桿接頭的磨損量。潛水鉆機的鉆桿是插銷式連接，磨損較大，盡管有合箱控制，仍有很大的活動量，通過鉆桿加壓成孔時，容易造成偏移，所以潛水鉆機的最大缺點是成孔垂直度差，通過垂直度檢測，發現磨損量大時，及時修正或者更換鉆桿，減少由于鉆桿磨損而造成的垂直度偏差。

3）格構柱樁的施工。由于設計原因，格構柱樁在工程樁后施工，只能在工程樁間布設。由于兩條16 m寬的地鐵通道通過整個構筑物，導致局部的格構柱樁調整的范圍非常小，離工程樁最近的外皮尺寸只有20 cm，施工難度較大。

（1）場地處理。由于二次施工，再加上雨季，場地較軟，用渣石或者鐵板修建施工場地及臨時道路，保證樁機施工的穩定性。

（2）樁位測定。利用全站儀測定樁位，增加護筒的埋設深度，保證樁位的準確，樁位誤差＜1 cm，確保孔口附近的穩定。

（3）設備的選定。挑選垂直度易控的工程鉆機。

（4）樁機垂直度的測定。嚴格控制樁機的垂直度，每進尺2 m，測定一次垂直度，發現偏差立即吊鉆上下移動，進行修正。

（5）施工速度的控制。由于是在工程樁間穿插施工，特別是基坑的上部，存在沒有澆筑混凝土的樁孔，導致地質的不穩定，易塌孔，成孔速度要降低一半且泥漿密度要加大，保證良好的護壁。

（6）深部障礙物的處理。由于與工程樁相距較近，局部可能由于原工程樁施工時的塌孔，導致格構柱樁成孔困難，這時需要加大泥漿密度，調整進尺速度，及時檢查和更換鉆頭，將探出的混凝土清除，反向調整垂直度。

4）土方的開挖。采用中心島式開挖，便于應力的均勻釋放，也可提高開挖速度。對于天津的軟土地基來說，控制土方開挖對樁位的影響，必須注意以下幾點。

（1）注意降水效果，深基坑灌注樁施工時，上部樁孔中滯留大量的泥漿，對土層有液化作用，影響土質的穩定性。另外，天津地區許多基坑有大量的淤泥質土，滲透系數小，一定要注意監測降水效果。隨著土體水量的減少，能夠充分保證土體的固結，減少開挖時土的側壓力對樁的影響。

（2）邊開挖邊施工墊層，保持坑底的穩定性，避免坑底土體的移動，造成樁位的偏移。

（3）合理分層開挖，根據地質情況，注意開挖深度，保持坑底開挖的坡度，避免由于挖土的高差形成的一側卸荷的側向推力，土體易產生一定的水平移動，造成已施工完的樁產生平移或傾斜，軟土地區很容易發生。天津市文化中心商業體的挖土共分3層開挖，見圖1。

圖1 分層開挖

4 測量控制措施

4.1 測量控制網測定

建筑物樁基礎定位測量，一般是根據建設單位或設計單位所提供的測量控制點，在場地內建立導線控制網，本工程共設4個控制點，每個控制點采用不少于0.5 m3混凝土澆筑，中間放置埋件，在埋件上刻十字作為軸線引測點，每邊長度在200 m左右，在樁基施工過程中，每天應對現場測量控制點進行校核并作好有效保護。

4.2 工程樁樁位的測定

隨著科技的進步，工程樁的定位技術也逐漸發展，早期一般是通過控制網測定軸線控制點，再由軸線控制點測定樁位，測定的站點較多，人為因素導致的誤差較大；后期一般使用全站儀，利用控制網，直接測定樁位，誤差較小；現在隨著先進測量儀器的普及，GPS設備可以直接測設工程樁的樁位，既簡單又準確，解決了樁基施工時，現場不通視條件的限制，便于操作。在天津市文化中心商業體項目中，由于遇上天津市的雨季，現場設備較多，相互間的影響較大，為了保證工程樁的測量精度，首先通過樁位圖的電子版坐標，測定樁位后，用十字線引出，挖完護筒后及時恢復樁位，再進行復核，對于環境影響較大的部位，必須用全站儀或者GPS直接定位復核，定位準確后再安裝鉆機，這樣就保證了施工前樁位的準確。

5 關鍵技術質量控制

1）地質條件造成的樁孔傾斜，成孔后孔不豎直，出現偏差。

（1）及時清除障礙物，重新定位，低速鉆進。

（2）安裝鉆機時要使轉盤和底座水平，起重滑輪緣、固定鉆桿的卡孔和護筒中心樁位三者應在同一軸線上并經常檢查校正。

（3）在軟硬地層鉆進時，應吊住鉆桿控制進尺，低速鉆進，上下移動鉆頭多次。

（4）在偏斜處吊住鉆頭，上下反復掃孔，使孔垂直或者在偏斜處回填砂粘土，待沉積密實后再鉆。

（5）場地處理時，一定要壓實，確保場地的地耐力能夠滿足施工的需要。保證鉆機底座的水平。

2）人為因素造成的樁孔位移，開槽后，發現樁位與設計中心不符。

（1）對測量人員進行交底考核，堅持做好第三方的復核工作。

（2）認真按設計圖紙放好樁位，做好明顯的標志并做好保護及復查工作。

3）鉆孔設備的不同造成的樁位偏移，不同的成孔工藝和設備，最后的樁位偏移量是不一樣的。

（1）對于深基坑，成孔深度和直徑較大的樁，一定要選擇自重大的設備，便于保持樁機的穩定性。

（2）控制成孔速度，施工前一定要試成孔，摸清地質情況，通過成孔檢測，確定合理的施工參數。

（3）工程鉆機的送漿一般是通過鉆桿來控制的，漿液從鉆頭中間向四周擴散便于成孔，而潛水鉆機的漿液是由水龍帶從孔的側邊送到孔底，漿液在孔的一側流出，為了保證孔的垂直度，選擇內走水的鉆機。

（4）鉆桿接頭逐個檢查，發現磨損及時修理。

（5）盡量選擇垂直度容易控制的設備，對于濕作業成孔來說，旋挖鉆機的垂直度最高，工程鉆機的垂直度較潛水鉆機高。

4）不科學的土方開挖，也容易造成樁位偏移。

（1）開挖時避免對樁體產生碰撞，對于超灌的樁，必須用機械破除，嚴禁用挖掘機碰撞，造成樁體傾斜。

（2）對槽底部的地耐力不能滿足設備正常行走時，及時鋪設鐵板，增大受力面積，減少設備行走或自重對樁產生的側壓，而導致樁傾斜移位。

6 效果分析

天津市文化中心商業體項目樁基工程中，共使用2種不同設備施工，開槽后的樁位偏移情況見表1。

表1 樁位偏移情況

7 結語

深基坑基礎樁施工中的樁位偏移，是完全可以預控的，選擇先進的設備，用方案指導施工，加強技術管理，提高施工人員的素質，采取一定的控制措施，就能夠保證工程樁的施工質量，最大限度地控制質量隱患的發生。同時也發現不同的設備，對樁位的偏移影響很大，不確定的因素仍然存在，潛水鉆機的垂直度還有待于提高，在深基坑中要有選擇地使用。