深基坑支護(hù)工程施工質(zhì)量缺陷分析及處理措施

摘要：深基坑支護(hù)工程一旦出現(xiàn)問題，不僅會影響建筑工程的施工質(zhì)量，也會對周邊環(huán)境造成破壞，分析原因及時(shí)采取合適的措施有著重要的意義。本文結(jié)合工程實(shí)例，分析了深基坑支護(hù)工程樁施工質(zhì)量缺陷的原因，根據(jù)實(shí)際情況制定了有效的加固處理方案，經(jīng)過觀察記錄，處理后的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全性得到了明顯提高。

關(guān)鍵詞：深基坑;支護(hù)樁;施工質(zhì)量;事故;加固處理

引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷增長，高層建筑的施工建設(shè)越來越多，基坑工程也因此罰站得更大、更深。但是由于施工過程不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)仍?，深基坑支護(hù)工程事故經(jīng)常發(fā)生，影響了建筑施工質(zhì)量安全和周邊環(huán)境。因此如何對支護(hù)工程的施工質(zhì)量缺陷進(jìn)行分析和采取處理措施成為了施工人員需要解決的問題。下面就結(jié)合實(shí)例對此進(jìn)行討論分析。

1"基坑工程概況

1.1"概述

某基坑大面積區(qū)域開挖深度15.0m，主樓區(qū)域16.95m，基坑中電梯深坑落深3.6m。安全等級為一級，平面形狀如圖1所示。

圖1"基坑平面形狀

1.2"工程水文地質(zhì)條件

對本工程建設(shè)有影響的地下水為上部的孔隙潛水和下部的微承壓水，其中潛水埋藏在13m以上的土層中，勘察期間水位1.33～2.63m;微承壓水主要埋藏在粉土層、1粉質(zhì)黏土～淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土粉土層中，水頭埋深2.08～2.12m。

圖2"基坑支護(hù)剖面示意圖

1.3"基坑支護(hù)型式

根據(jù)本工程的開挖深度及周邊環(huán)境情況，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用：鉆孔灌注樁（φ1100mm和φ1200mm，樁長36m、32m、21m不等）+三軸攪拌樁（φ850mm）止水帷幕，坑內(nèi)配兩道高強(qiáng)度混凝土支撐體系，局部分布有暗浜區(qū)域采取了坑內(nèi)水泥攪拌樁暗墩加固?？紤]到基坑四周環(huán)境較為寬松，設(shè)計(jì)將圍護(hù)樁樁頂及第一道支撐適當(dāng)落低。在圍護(hù)體頂部3.75m深度范圍內(nèi)具備放坡空間，則進(jìn)行放坡處理;不具備放坡空間的西側(cè)采用混凝土擋墻的圍護(hù)方式?；与娞菥渖?.6m，落深區(qū)四周采用2.65m寬三軸攪拌樁壩體進(jìn)行加固，并采用壓密注漿封底?；又ёo(hù)剖面圖示意圖如圖2所示。

降水采用真空深井降水共設(shè)降水深井72口，其中裙樓區(qū)域共設(shè)54口深井，主樓區(qū)域共設(shè)18口深井。由于坑底以下土質(zhì)較差，基坑降水深度為坑底以下5.0m，以此促使坑底下土體固結(jié)，提高⑥2粉土夾粉質(zhì)黏土層的土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

2"支護(hù)樁施工質(zhì)量缺陷分析

基坑于2012年5月開始進(jìn)行土方開挖，在進(jìn)行第二層土方開挖時(shí)發(fā)現(xiàn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)鉆孔灌注樁存在嚴(yán)重的質(zhì)量缺陷：露筋、樁身孔洞、樁面混凝土離析砂眼、表層夾泥、鋼筋損壞等，取芯芯樣亦印證了圍護(hù)樁存在混凝土夾雜、松散現(xiàn)象。實(shí)測個(gè)別樁間距達(dá)500mm（設(shè)計(jì)值200mm），部分鋼立柱垂直度及水平位移超出設(shè)計(jì)要求。這些質(zhì)量問題降低了圍護(hù)體抵抗變形的能力，進(jìn)而影響基坑整體安全性能，造成了基坑工程的安全隱患。圍護(hù)樁施工質(zhì)量缺陷如圖3所示。

圖3"圍護(hù)樁施工質(zhì)量缺陷

表1"鉆孔灌注樁質(zhì)量問題統(tǒng)計(jì)匯總表

表1為對436根鉆孔灌注樁表觀質(zhì)量缺陷問題統(tǒng)計(jì)匯總結(jié)果，其中116根樁存在缺陷。

3"原因分析

鉆孔灌注樁出現(xiàn)露筋、樁身孔洞、樁面混凝土離析砂眼夾泥等缺陷，施工取芯芯樣亦印證了圍護(hù)樁存在混凝土夾雜、松散現(xiàn)象。典型的鉆孔灌注樁在施工過程沒有控制好，出現(xiàn)塌孔、鉆孔偏移、鋼筋籠不能就位、導(dǎo)管堵塞等現(xiàn)象，最終導(dǎo)致鉆孔樁的成型質(zhì)量問題。

4"加固處理方法

鉆孔灌注樁為基坑外側(cè)土壓力的主要承受者，對防止基坑位移和坍塌具有至關(guān)重要的作用，樁身施工質(zhì)量直接影響基坑工程的安全性。必須對存在質(zhì)量缺陷的鉆孔灌注樁進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，并對二道支撐以下尚未開挖的鉆孔樁質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估。設(shè)計(jì)部門提出如下幾方面加固處理意見。

4.1"缺陷樁補(bǔ)強(qiáng)

根據(jù)取芯結(jié)果，樁身混凝土強(qiáng)度、樁長均滿足設(shè)計(jì)要求;根據(jù)表觀質(zhì)量缺陷檢查結(jié)果，按樁身表觀質(zhì)量問題，根據(jù)其缺陷程度分為“最嚴(yán)重”“嚴(yán)重”“一般”和“輕”4種缺陷等級。根據(jù)缺陷等級的不同對鉆孔灌注樁進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)處理。

“最嚴(yán)重缺陷”樁，在缺陷樁外側(cè)補(bǔ)2根φ900mm鉆孔灌注樁，缺陷樁與補(bǔ)樁頂部設(shè)置800mm厚鋼筋混凝土冠梁，增加補(bǔ)樁與缺陷樁的整體剛度，從而保證缺陷樁樁身如果發(fā)生失效的情況，新增樁能發(fā)揮擋土作用?！皣?yán)重缺陷”樁，在缺陷樁外側(cè)補(bǔ)1根φ900mm鉆孔灌注樁，缺陷樁與補(bǔ)樁頂部設(shè)置800mm厚混凝土冠梁，以此來提高補(bǔ)樁與缺陷樁的整體性，保證補(bǔ)樁充分受力，發(fā)揮補(bǔ)強(qiáng)作用。“一般缺陷”樁，在缺陷樁露筋位置加設(shè)400mm厚鋼筋混凝土墻體補(bǔ)強(qiáng)，墻體內(nèi)配雙層雙向16mm@100鋼筋網(wǎng)，補(bǔ)強(qiáng)高度保證露筋處外擴(kuò)不少于100mm，補(bǔ)強(qiáng)寬度為缺陷樁兩側(cè)外擴(kuò)1根樁。補(bǔ)強(qiáng)鋼筋混凝土與原圍護(hù)樁間通過20@300mm×300mm化學(xué)植筋連接?！拜p缺陷”樁，在缺陷樁露筋位置加設(shè)400mm厚鋼筋混凝土墻體補(bǔ)強(qiáng)，墻體內(nèi)配雙層雙向16@100鋼筋網(wǎng)，補(bǔ)強(qiáng)高度保證露筋處外擴(kuò)不少于100mm，補(bǔ)強(qiáng)寬度為缺陷樁兩側(cè)外擴(kuò)一根樁。其他較輕缺陷樁，圍護(hù)樁露筋及混凝土蜂窩麻面不密實(shí)，首先對露筋蜂窩麻面不密實(shí)處進(jìn)行混凝土面層鑿除，刷洗干凈后采用高一級配混凝土澆筑;灌注樁內(nèi)鋼筋損壞，應(yīng)采取恢復(fù)措施;灌注樁表層夾泥，采取清洗、補(bǔ)修措施。

在處理“最嚴(yán)重缺陷”樁和“嚴(yán)重缺陷”樁時(shí)，曾有專家建議除采取補(bǔ)樁外，還需在增補(bǔ)樁與缺陷樁之間增設(shè)錨桿的處理方法。設(shè)計(jì)院經(jīng)過反復(fù)咨詢論證，認(rèn)為在新舊樁之間增設(shè)錨桿對增加補(bǔ)樁與缺陷樁的整體性、充分發(fā)揮補(bǔ)樁的受力性能的幫助并不明顯。同時(shí)，設(shè)錨桿有如下缺點(diǎn)：

（1）錨桿須穿透止水帷幕進(jìn)入微承壓水層;

（2）在坑外設(shè)降壓井影響范圍較廣;

（3）施工質(zhì)量難以控制，施工操作難度大。對提高基坑安全性能效果不明顯。所以加固方案中采取了在缺陷樁外側(cè)補(bǔ)樁并在新舊樁樁頂設(shè)置鋼筋混凝土冠梁的處理方法，通過冠梁將增補(bǔ)樁與原缺陷樁形成一個(gè)整體，使增補(bǔ)樁與原缺陷樁共同受力，充分發(fā)揮增補(bǔ)樁的強(qiáng)度，提高基坑整體穩(wěn)定性和抵御變形的能力。

4.2"水平支撐及換撐加強(qiáng)

考慮到缺陷樁可能對圍護(hù)體整體結(jié)構(gòu)造成不利影響，對水平支撐及換撐進(jìn)行加固。

4.2.1"增加斜撐換撐

第2道撐與第1道撐之間間隔較大，為防止2道撐拆除時(shí)因圍護(hù)體樁身缺陷造成變形過大，在第2道支撐上方增設(shè)一道H型鋼斜拋撐，增加一次換撐可有效控制圍護(hù)體施工過程中的變形和側(cè)移。

4.2.2"基礎(chǔ)底板墊層加強(qiáng)

通過底板墊層厚度的增加，并在墊層內(nèi)部配筋，將底板作為一道補(bǔ)強(qiáng)支撐，提高基坑整體抗變形能力。

4.3"優(yōu)化開挖方案

（1）為控制基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形，第3層土方分區(qū)開挖，嚴(yán)格按照盆式開挖、留土護(hù)壁、分區(qū)分塊、時(shí)空效應(yīng)、放坡、對稱開挖，限時(shí)完成有效控制整個(gè)基坑變形，每個(gè)區(qū)靠近圍護(hù)樁邊先預(yù)留10～14m留土再抽條開挖。

（2）第3層土方開挖應(yīng)嚴(yán)格按照平面分區(qū)圖順序開挖，先開挖裙樓中間部分底板，待裙樓底板全部頂?shù)絿o(hù)樁后，塔樓深坑開挖。

（3）深坑集水井土方開挖：本工程圍護(hù)樁存在質(zhì)量缺陷，大底板以下坑中坑、集水井土方采取放坡開挖。塔樓深坑及裙樓基礎(chǔ)邊，塔樓深坑四周旋噴樁已施工完成，塔樓深坑邊300mm墊層，采用支模澆筑C40早強(qiáng)混凝土，側(cè)壁配筋。裙樓集水井四周土方開挖放坡按照1∶0.5放坡開挖，放坡處支模澆筑C40混凝土。

4.4"加強(qiáng)監(jiān)測

監(jiān)測對于及時(shí)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情、控制險(xiǎn)情意義重大，增加監(jiān)測單位與監(jiān)測頻率，增加監(jiān)測測點(diǎn)，由兩家監(jiān)測單位平行監(jiān)測，同時(shí)提供實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)給各方，每次提供速報(bào)必須對變形較大的點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)示及說明，以便各方分析檢查，及早發(fā)現(xiàn)采取措施。

5"基坑現(xiàn)狀

此深基坑按上述設(shè)計(jì)方案加固全部實(shí)施完成，現(xiàn)整個(gè)地下室頂板已澆筑完成，支撐已拆除，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示各項(xiàng)變形穩(wěn)定。

6"結(jié)語

總而言之，支護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量既是建筑施工的基礎(chǔ)，也是保障整個(gè)施工質(zhì)量安全的重要因素之一，我們在進(jìn)行深基坑支護(hù)施工時(shí)一定要建立完善的施工管理體系，做好施工質(zhì)量管理，才能有效地防止施工事故的發(fā)生。當(dāng)事故發(fā)生時(shí)必須及時(shí)分析并處理，保證施工的安全性。

參考文獻(xiàn)：

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