基坑開挖支護施工中的不同樁基礎支護技術

秦繼英

基坑開挖支護施工中的不同樁基礎支護技術

秦繼英

以實際工程為例，針對沉降量和水平位移的管控要求，在基坑開挖支護施工中組合應用的不同樁基礎支護技術，消除緊靠基坑民房和高壓線鐵塔等建筑物的影響，為擴建施工營造相對安全的施工環境。

一、工程概況

作為城鄉水利防災減災工程的補充項目，于2008年開始計劃改建。改建內容包括：新建泵房（含主、副廠房）建筑裝飾工程，自排閘、檢修閘、前池、出水池等工程，拆除及修復工程，舊站改造工程，臨時工程；泵房設備及安裝，高低壓配電工程，電纜電氣設備及安裝，照明系統、監控系統，防雷接地系統，閘門設備安裝，生活給排水系統，其他附屬工程等。

本工程的基坑開挖施工，存在三個方面的施工技術難點：

1.環境復雜；2.水文地質條件復雜；3.預埋件及預留孔洞較多。

二、案例工程基坑開挖組合應用不同樁基礎支護技術的建議

為解決以上的技術難點，筆者結合工程現場實際情況，建議在基坑開挖支護施工中，組合應用水泥攪拌樁、灌注樁主副樁交替、單雙排布置和高壓旋噴樁組合支護技術，并歸納總結了以下兩方面的技術建議：

1.不同樁基礎支護技術優劣勢對比

考慮到工程地質環境的復雜性，不同地質條件下需要借助相應的樁基礎支護技術，下面將對各種樁基礎支護技術的優劣勢進行對比，為施工提供理論依據。

（1）水泥攪拌樁。利用深層攪拌機，強制攪拌軟土、水泥漿、石灰粉、粉煤灰，適用于軟土地基加固。其優點是適用土質類型廣，加固深度大和適用工程范圍廣，基本能夠滿足淤泥、粉土、砂性土等飽和軟黏土以及含水量比較高的地基加固需求，加固深度最深可達到30m。本工程利用水泥攪拌樁形成的支護結構為重力式擋土墻，呈格柵狀，受力集中在樁體上部，具有良好的技術經濟效益和社會效益。然而，水泥攪拌樁在本工程中的支護施工中存在一定的問題，具體表現為施工時，一般沒有完整的應力場和變形場數據作為支撐，容易出現堵土斷樁的現象。

（2）灌注樁。灌注樁承載性能強，施工時不會產生振動影響，且地面不會出現隆起現象，適合在砂性土、黏性土、碎石類圖層和巖層中施工，并可以在施工過程中，根據地質的具體情況，靈活控制樁長、樁徑和樁截面，有利于提高樁身的強度。由于灌注樁屬于隱蔽性工程，因此質量控制的難度相對比較大，而且容易產生建筑垃圾。

（3）高壓旋噴樁。高壓旋噴樁是以高壓旋噴的方法，往土層和土體內注入水泥漿，水泥漿和土體混合后，形成水泥加固體，所形成的排樁，可以起到擋土、止水等作用。相比于水泥攪拌樁，高壓旋噴樁可避免振動和噪音污染，但造價比較高，而且不適合在地下水流動速度太快的地層以及沒有填充物的巖溶區域，這些地層區域在噴樁水泥漿后一般無法有效凝固，反而容易造成污染。

2.不同樁基礎支護技術在本工程的應用

根據以上不同樁基支護技術的優缺點分析結果，結合本工程的施工特點，筆者歸納總結了不同樁基礎支護技術在本工程的應用方法：

（1）水泥攪拌樁與高壓旋噴樁結合。本工程位于大路旁，出水口緊鄰大橋、左右岸靠近已建道路和居民建筑物、廠房上部有高壓線通過，且有一座高壓線鐵塔在新建主泵房正前方，緊挨前池；基坑周邊城市管網種類、數量多，協調十分復雜，若基坑施工變形過大，將直接影響高壓輸變電運營、城市交通及周圍居民生命和財產安全。由于毗鄰居民區，如何降低施工對周邊居民生活的影響、合理安排工序搭接、減少待工、保證施工進度、保障老泵站的正常運行，都將對施工管理者的綜合協調能力和施工組織設計能力提出很高要求。在進行高壓線鐵塔旁的支護樁施工時，發現支護樁距離鐵塔僅有1.5m，鐵塔天然基礎底下為砂層，為盡可能地降低支護施工對鐵塔的影響，我們建議此處采用的水泥攪拌樁止水樁改為振動小、噪音低的高壓旋噴樁，既可止水，又能兼做擋土結構。監測結果表明，基坑施工未對高壓線鐵塔造成明顯影響，保證了高壓輸變電的正常運營。為減少工程施工對附近居民的影響，我們選用低噪音設備和工藝，如：以液壓工具代替沖擊工具、給振動大的設備使用減震基座等，同時使施工道路保持平坦順暢，減小施工設備行進過程中震動引起的噪聲；我們對施工作業也進行了科學調配，盡量安排噪音較大的施工設備作業時間避開居民休息時段。合理的組織協調產生了良好的效果，整個施工期間未接到一起附近居民投訴。

（2）灌注樁和水泥攪拌樁相結合。本工程處于典型軟基地帶上，土層從上至下為素填土、淤泥質土、粉質黏土、細砂、強風化泥質粉砂巖和中風化泥質粉砂巖層，地質力學特征值內摩擦角、凝聚力極小，且地下水較為豐富，基坑開挖施工中出現坍塌滑動乃至大的滑坡現象屢見不鮮，確保基坑開挖邊坡的穩定，是珠江三角洲地區水利工程的施工技術難題，在初步設計專家審查時，多次提到需重點解決基坑開挖岸坡支護施工問題，因此解決好邊坡穩定是工程進度的重要保證。為制定出科學合理的基坑開挖邊坡支護方案，在開工之前業主、設計、監理和施工方多次溝通交換意見，最終確定采用采用灌注樁和水泥攪拌樁相結合的邊坡支護方式，剛性灌注樁主要起支護作用，而半剛性水泥攪拌樁可解決細砂層滲水問題。由于樁基達到強度有齡期要求，因此樁基施工在基坑開挖前打足了提前量，從而保證了本工程基坑開挖的順利進行，節約了施工工期，不過在珠江軟基地區其他地方施工，沒有處理好支護與基坑開挖的關系，造成邊坡失穩、工期嚴重拖后的情況是存在的。

（3）水泥攪拌樁、灌注樁主副樁交替、單雙排布置和高壓旋噴樁組合支護技術。該泵站主泵房基坑平面為長方形，長27.5m、寬25.0m，開挖最大深度為9.65m（高程3.90～－5.75m）、進水口段深5.55m、前池段深5.85m、檢修閘段深6.16m、出水口段深6.10m。根據地質鉆孔揭露，主要含水層為細砂層（高程－2.30～－4.10m），厚度較厚，屬強透水層，地下水量豐富。本工程地處南方豐水地區，受徑流、潮汐共同影響，地下水的主要補給來源為大氣降水和側向徑流，地下水潛水面隨漲退潮而升降，且地下水位較高，并與臨近的東江有一定的水力聯系，基坑開挖過程中，極易產生地下水的突涌和基坑管涌等不良現象。

由于基坑緊鄰道路、民房和高壓線鐵塔等建筑物，無放坡空間，不能進行常規的放坡開挖，同時周邊建筑物對沉降量和水平位移都有嚴格要求，因此必須采取絕對安全的支護方式，以保證周邊建筑物處于穩定狀態。基坑支護設計的實質是變形控制設計，目的是控制基坑開挖影響范圍內邊坡土體的變形，另外還要考慮基坑地下水位高，采取有效的止水措施對周邊土體地下水進行封閉，以利于地下工程在干燥環境下施工。在綜合考慮了各種影響因素后，決定選用水泥攪拌樁、灌注樁主副樁交替、單雙排布置和高壓旋噴樁組合支護技術進行基坑支護，泵房、前池、檢修閘基坑四周均采用水泥攪拌樁進行封閉式止水，灌注樁作支護兼做永久結構，其中泵房基坑左右側采用雙排灌注樁支護，其余為單排。

三、結語

文章通過研究，基本明確了該泵站基礎開挖支護施工中不同樁基礎支護技術的組合應用方法，可為其他工程提供以參考借鑒，但考慮到不同基礎開挖支護工程施工條件的差異性，以上方法在其他工程中應用時，需要緊扣具體工程的施工情況，予以因地制宜的應用，方可保證這些方法的適用性。

（作者單位：河南建筑職業技術學院）