軟土區(qū)基坑支護(hù)工程施工技術(shù)研究

■朱立中

（淮安市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 江蘇淮安 223001）

軟土區(qū)基坑支護(hù)工程施工技術(shù)研究

■朱立中

（淮安市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 江蘇淮安 223001）

軟土區(qū)是水利工程建設(shè)常見(jiàn)問(wèn)題，在軟土區(qū)進(jìn)行基坑施工經(jīng)常遇到各種巖土問(wèn)題，主要有地基沉降速度較快，地基失穩(wěn)和地下水位難以控制等問(wèn)題。基坑支護(hù)工程是為基礎(chǔ)開(kāi)挖和施工采取的有效措施，利用基坑支護(hù)可降低軟土層對(duì)基坑形成的破壞力。本文總結(jié)了多年來(lái)設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)，分析了軟土區(qū)基坑支護(hù)工程特點(diǎn)，總結(jié)了軟土區(qū)主要病害問(wèn)題，提出切實(shí)可行的基坑支護(hù)施工技術(shù)方案。

軟土區(qū)危害性基坑支護(hù)

伴隨著國(guó)內(nèi)水利事業(yè)快速發(fā)展，為建立新型農(nóng)業(yè)和水利設(shè)施現(xiàn)代化水利設(shè)施改造進(jìn)程不斷加快。為了避免水利設(shè)施出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)隱患，加強(qiáng)軟土區(qū)水工建筑物基坑施工技術(shù)改造是不可缺少的，和基礎(chǔ)支護(hù)措施。基坑支護(hù)工程已經(jīng)成為現(xiàn)代水利基坑施工的功能性保障，擬定基坑支護(hù)方案有助于提升現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量水平。

軟土一般指外觀以灰色為主，天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限的細(xì)粒土。江蘇沿海灘涂地區(qū)屬于軟土層構(gòu)造，整體地質(zhì)條件較差，土層結(jié)構(gòu)大多屬于軟弱地基，地基承載力弱，為地面水利設(shè)施造成了諸多結(jié)構(gòu)性損壞。近幾年來(lái)隨著地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和水利現(xiàn)代化的建設(shè)，大量的水利設(shè)施建造，在軟土區(qū)基坑施工也積累了大量的數(shù)據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，各種施工措施得到了充分的使用和比較。

1 軟土區(qū)基坑主要病害

軟土地基具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、固結(jié)系數(shù)小、固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，其擾動(dòng)性大、透水性差、土層層狀分布復(fù)雜、土層物理力學(xué)性質(zhì)差異大，很容易對(duì)地面建筑物產(chǎn)生破壞性作用。隨著我國(guó)水利工程建設(shè)不斷加快，軟土地基對(duì)地面水利設(shè)施的危害性作用更加明顯。在多年的設(shè)計(jì)和施工實(shí)踐中，軟土區(qū)水利設(shè)施病害主要集中為沉降、裂縫、滲漏等，具體情況：

（1）沉降病害。地基結(jié)構(gòu)是水利設(shè)施不可缺少的支撐體系，也是地方水利項(xiàng)目建設(shè)中多發(fā)情況，由于軟土層含水率高、土層間隙大、粘合力弱，閘、泵站等建筑物的上部結(jié)構(gòu)對(duì)軟土地基極易造成沖擊，出現(xiàn)不同程度的沉降現(xiàn)象。沉降不是建筑物某一個(gè)部位下沉，而是具有整體性的下降趨勢(shì)，初期沉降幅度0.5-3mm，后期可超過(guò)5mm，對(duì)結(jié)構(gòu)損壞更大。

（2）裂縫病害。建設(shè)時(shí)間久，水工建筑物面臨著越高的病害風(fēng)險(xiǎn)，地基結(jié)構(gòu)承載力減弱而出現(xiàn)了諸多病害現(xiàn)象，影響到了水域架空結(jié)構(gòu)性能，并產(chǎn)生多種裂縫）。地基結(jié)構(gòu)裂縫形式多種多樣，橫向、縱向，一線形、八字形，這些都是水工建筑物上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)等部位主要裂縫形式。

（3）滲漏病害。由于水利建筑物多位于臨水處，開(kāi)挖地層復(fù)雜，受施工條件影響，基坑開(kāi)挖時(shí)，地下水和地表水均較高，易導(dǎo)致基坑發(fā)生滲漏現(xiàn)象,由于地基結(jié)構(gòu)承載力減弱，混凝土結(jié)構(gòu)形成極小的縫隙，部分混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)水流滲入現(xiàn)象。滲漏可發(fā)生于地基結(jié)構(gòu)的多個(gè)位置，長(zhǎng)期滲漏會(huì)引起破壞性事故，應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)滲漏處，避免滲漏過(guò)多造成的危害性。

2 基坑支護(hù)工程施工技術(shù)

基坑支護(hù)是為保證地下結(jié)構(gòu)施工及基坑周邊環(huán)境的安全，對(duì)基坑側(cè)壁及周邊環(huán)境采用的支擋、加固與保護(hù)措施。本人對(duì)江蘇地區(qū)基坑設(shè)計(jì)和施工總結(jié)發(fā)現(xiàn)，針對(duì)軟土區(qū)存在的病害風(fēng)險(xiǎn)，可利用基坑支護(hù)技術(shù)強(qiáng)化基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)性能，全面提升軟土區(qū)工程的抗害能力。本區(qū)常用的基坑支護(hù)工程施工技術(shù)如下：

（1）水泥圍護(hù)墻。深層攪拌水泥土圍護(hù)墻是比較實(shí)用的加固支護(hù)技術(shù)，在軟土區(qū)形成相對(duì)穩(wěn)定的圍擋區(qū)域，對(duì)基礎(chǔ)采取綜合加固處理。主要采用深層攪拌機(jī)就地將土和輸入的水泥漿強(qiáng)行攪拌，形成連續(xù)搭接的水泥土柱狀加固體擋墻。水泥漿用量、攪拌時(shí)間等標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)基礎(chǔ)加固需求為依據(jù)。水泥土樁可以對(duì)基礎(chǔ)形成良好保護(hù)，防治周圍受力作用產(chǎn)生的破壞性，抑制圍擋墻病害帶來(lái)的各種損耗。此技術(shù)適合要求止水效果較好的大中型水工建筑物。

（2）高壓旋噴樁。高壓旋噴樁所用的材料亦為水泥漿，它是利用高壓經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體混合形成水泥土加固體，現(xiàn)基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化噴漿操作處理。利用水泥漿與軟土層的相互攪合，待完全干燥之后形成相互搭接的排樁，用來(lái)?yè)跬梁椭顾傻挚管浲敛『Γ瑢?duì)其它病害也具有防護(hù)作用。此技術(shù)適合要求工期較緊，止水效果良好的中小型水工建筑物。

（3）鋼筋混凝土樁。鋼筋混凝土樁一般采用預(yù)制防樁或PHC管樁。在基坑中具一般是以柱列式間隔來(lái)布置，布置形式有兩種，一種是樁之間按一定距離的疏排布置形式，其次是樁之間以相切的密排布置形式。鋼筋混凝土樁具有良好的剛度，但需要注意的是樁與樁之間必須要有可靠的連接，需要在樁頂澆注較大截面的鋼筋混凝土冒梁。由于排樁支護(hù)往往會(huì)面臨地下水的滲入，所以在樁間或樁背要用高壓注漿，采用深層攪拌樁，旋噴樁等措施，或在樁后專門構(gòu)筑防水帷幕。由于鋼筋混凝土樁多為工廠中預(yù)先制備，因此此技術(shù)適合于地下水較低，基坑坑壁土層滲透性較低的水工建筑物。

（4）槽鋼鋼板樁。鋼結(jié)構(gòu)是基坑加固先進(jìn)技術(shù)，適用于基礎(chǔ)、橋臺(tái)、橋墩等多個(gè)位置。作為鋼板樁圍護(hù)墻的典型代表，槽鋼鋼板樁是比較實(shí)用的方式，由槽鋼正反扣搭接或并排組成。槽鋼長(zhǎng)6～8m，槽鋼型號(hào)根據(jù)軟土區(qū)勘測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算后確定，選擇合適長(zhǎng)度及型號(hào)參與基坑施工作業(yè)。不同于其他鋼結(jié)構(gòu)支護(hù)方式，此類鋼板加固具有循環(huán)利用特點(diǎn)，基坑施工完畢回填土后可將槽鋼拔出回收再次使用。此技術(shù)適合場(chǎng)地狹窄，開(kāi)挖面較小，止水效果良好的中小型水工建筑物。

（5）鉆孔灌注樁。鉆孔灌注樁圍護(hù)墻是排樁式中最為常用的一種，在現(xiàn)代軟土區(qū)基坑支護(hù)工程施工方案里得到普及推廣。利用機(jī)械鉆孔方式開(kāi)挖樁孔，將鋼筋籠、混凝土等放置于樁孔內(nèi)，形成穩(wěn)定的加固樁基，對(duì)橋梁支護(hù)加固作用明顯。現(xiàn)階段，其多用于坑深7～15m的基坑工程，在我國(guó)北方土質(zhì)較好地區(qū)已有8～9m的臂樁圍護(hù)墻。施工人員要根據(jù)不同地區(qū)地質(zhì)條件的差異性，選擇合適的鉆孔灌注樁加固施工方案。此技術(shù)適合開(kāi)挖深度大，止水效果較好好的各類水工建筑物。

3 結(jié)論

水利工程關(guān)系著社會(huì)交通事業(yè)發(fā)展水平，興建水利工程可提高用水效率，加強(qiáng)農(nóng)、林和漁等產(chǎn)業(yè)的收益。由于軟土區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的特殊性，水利工程往往面臨著不同程度的病害風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致水利工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)損耗過(guò)大，威脅著水利工程的安全性。為了進(jìn)一步優(yōu)化水利工程施工技術(shù)，施工單位需及時(shí)采取有效處理方案，利用基坑支護(hù)技術(shù)保護(hù)水利工程基礎(chǔ)，避免軟土區(qū)水利工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的危害性。

[1]田嬌，王曉艷，蔡永昌.無(wú)錫地鐵深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)受力變形特性研究 [J].地下空間與工程學(xué)報(bào).2011(06).

[2]楊佳，張志強(qiáng)，張強(qiáng)勇，張寧，李杰.深基坑安全監(jiān)測(cè)信息分析系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].地下空間與工程學(xué)報(bào).2010(06).

U655.4[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-11-365-1