試論軟弱土地區管樁基礎的基坑挖土施工技術

文/鄭飛 蘇州立誠建筑設計院有限公司 江蘇蘇州 215000

試論軟弱土地區管樁基礎的基坑挖土施工技術

文/鄭飛 蘇州立誠建筑設計院有限公司 江蘇蘇州 215000

本文結合筆者多年的勘察設計及現場施工問題處理經驗，就軟弱土地區的管樁基礎基坑挖土施工技術進行分析，文章講述了在這種地基之上設置的預應力混凝土管樁，它具有強度高，而且適應能力好，較高的穿透性等等的一些優勢特征，但該種樁型抗剪能力差，挖土不當容易造成樁身斷裂或者傾斜，提出了相應基坑挖土控制方法及采取的技術措施。

軟弱土；預應力混凝土管樁；土釘

1、引言

在東南沿海地帶工程地基大部分都是軟弱地基，在開挖基坑時常常是淤泥質粘土或者是淤泥，因為抗剪強度低，孔隙比大，含水量高，所以工程在開挖地基時達到一定深度后需要做圍護結構。另外，軟弱地基的開挖必須遵循合理科學的施工方法，這樣能有效防止安全事故的發生，促進工程質量的提高，甚至基坑內的工程樁會斷裂傾斜，或者是圍護結構產生裂縫最后導致地基的塌陷，最后釀成巨大的事故。本文主要討論了軟弱地基的施工技術和遵循的原則。

2、施工工藝特點

軟弱地基因為有著較大的壓縮性和空隙很大，所以抗剪性很小，如果遇到橫向的水平的力的情況下，地基會很容易發生變形。當地基受到擠壓時，會出現很大的壓力，并且在很短的時間之內無法擴散。軟弱地基固結系數較小，時間長，所在受到干擾時，復原時間長，而且無法恢復到原來的樣子。擠土樁型是預應力管樁主要的使用類型，并且施工速度快，所以在施工區域很容易發生擠土現象。管樁具有很大的抗壓性，但是抗彎性很小，不同質地的土層，都會受到水平力，所以很容易出現斷裂現象。因此，軟弱地基的特性會影響項目的實施。在開挖地基時，嚴格按照相關規范和標準進行，嚴格控制應力的釋放過程以及土體的位移變化能有效防止地基應力釋放過快，土體荷載太大的情況發生。

3、土方的施工過程

3.1 施工步驟

不同的工程圍護結構不一樣，所以不同的工程建設開挖步驟也很不一樣。大部分建設項目的施工是按照以下步驟進行的：平整和加固場地—嚴格管樁施工—針對不同土層實施開挖和施工—準備施工原材料。

3.2 有效會劃挖土工作

（1）根據相關資料得出，一般在軟弱地基的施工地區管樁基礎的置換率是4%上下，施工之前需要了解工程的現狀，結合具體實際情況進行規劃布局，進而確定實施方案。

（2）地基的開挖，是按照一定的層次進行的。在基坑內挖土時要分級進行，同時留設臺階，臺階的寬度和高度之比在3:1以上。

（3）基坑內設置坡道時盡量避開軟弱區域，如果坡道的放坡系數小于1:1.5時就需要考慮采用混凝土進行護坡施工，如果土質情況不是太好，可以增加6.5@200x200 鋼筋網狀結構。在施工過程中盡量避免在坡道兩側設置工程樁，如果無法避免就必須進行噴錨加固或灌芯，也可以用鋼結構棧橋來代替土方坡道。

（4）盡量避免壓樁與挖地基同時進行，開挖地基和樁基的施工時間應該大于15天，最好可以在30天以上。

（5）如果若承臺區域也等于軟弱土質結構，可以采用人工方式開展，這樣能把設備荷載對土體產生的影響降低到最小。

（6）用該提前考慮安排截樁。挖掘施工前，需要截掉表層的樁。開挖時，分段進行施工。

（7）車輛以及挖機盡量選擇小型機械設備，避免使用大型機械，比如小于PC100。基坑內的車輛最好在10噸以下。

（8）基坑挖掘時需要布置好路線，盡量減少機械設備的重復來回碾壓。不得在邊坡附近堆放土方。

4、基坑的開挖形式

基坑的開挖應該根據圍護結構和土層土質的不同情況，可分為三種方式，分別是盆式開挖、中心島式開挖以及分層式開挖，施工過程中應做到限時開挖、對稱、分塊、分層。另外，在進行基坑開挖時應該根據五邊法進行施工：邊砌磚胎膜、邊澆混凝土墊層、邊鋪碎石墊層或片石、邊鑿超高樁、邊挖土。

4.1 基坑內的挖土方法

基坑的挖掘一般有3種方法，第一種是大面積進行分層挖土，每一層的厚度小于2米，這種挖掘方式比較適合圍護基坑的情況，但是存在一定的缺點，那就是挖掘出淤泥質粘土或者是淤泥的空間需要回填鋼質路基板、建筑垃圾或者是塘渣，不然的話施工的機械很容易陷入軟土層，無法繼續施工。第二種方法是中心島方式進行分層挖土，也就是說首先在基坑的四周進行分層挖掘，挖掘到土釘墻或者是支撐底的最底排，然后再對中心島進行挖掘，一般使用多輛反鏟接力式將土方傳送出基坑直達路面，挖掘的每一層厚度也是小于2米，并且邊坡的坡度控制在1/3-1/2范圍內，臨時堆土的高度小于0.6米。臺階式基坑挖土的剖面圖見圖1。第三種方法是盆式分層挖土，一般主要是在基坑周圍有留置三角土或者是斜撐用于支撐圍護結構的基坑。

圖1 臺階式基坑分層挖土剖面示意圖

4.2 位于基坑下方的土方挖掘方式

位于基坑下部的挖土形式有兩種，第一種是使用小型反鏟挖掘機在支撐的下部進行挖掘，接著采用接力式把土傳送到自卸汽車內，這種方法主要用于可挖土層厚度在3米以上，這樣才能保證挖機有足夠的操作空間。第二種方法是通過利用長臂反鏟機在支撐頂部進行挖掘，在挖掘之前需要回填鋼質路基板或者是塘渣，另外還需要保證機械底部的土層穩固，防止在施工時因為荷載太大導致壓斷支撐，這樣就必須在自卸汽車行駛在支撐上，加固對支撐的截面，同時提高支撐的立柱一定的承載力。

4.3 保護圍護樁墻及工程樁的技術措施

在挖掘時必須對工程樁進行重點保護，特別是抗側移能力較差的混凝土預應力管樁，更要保護好。具體的保護技術措施如下：

（1）標記較大的或者是超高的管樁，高度引起工作人員的注意，在整個開挖過程中道路路面施工盡量避開超高樁。如果管樁的標高大于2米，則需要進行2次截樁，避免挖掘時由于移動土體引起工程樁斷裂或者是偏移。

（2）基坑的邊坡坡度一般控制在小于1/2，如果淤泥土質，則必須控制在1/3以內。

（3）避免挖機的鏟頭與超高工程樁碰撞，首先在靠近機械的一側進行開挖，然后再挖掘其他三方的土方。

（4）挖土機需要旋轉180°后把挖土裝載到自卸汽車上，這樣就必須防止邊坡受到過大的壓力。

（5）如果天氣情況糟糕，盡量不要進行施工，僅為雨水會將土層軟化，導致邊坡發生塌方或者是位移。

（6）運土坡道的角度一般保證小于15°，采用建筑垃圾或者塘渣進行鋪墊，加大坡道與機械的摩擦力。

（7）土方開挖24小時之內必須對基地墊層進行砌筑和澆筑，保證維護樁墻的穩定性。

（8）嚴禁撐底超挖，如果支撐下部的空間很小，還要用機械進行挖掘，必然導致超挖現象。基坑挖掘到底板墊層時，立刻用混凝土進行澆搗，接著切割承臺地梁位置的墊層，用人工進行開挖地梁和承臺的土方。

（9）當基坑的落差比較大時，需要使用長臂反鏟機挖土，機械需要站在較遠一點的位置，離開松木排樁或攪拌樁擋墻。

（10）為了加強保護圍護樁墻，避免較大的變形或者位移的產生，可以采取分塊跳挖的方式，把跳挖間距控制在10米以內，當挖完土方完成后，須及時對混凝土墊層進行澆搗。

4.4 人工修土方式

采取機械開挖土方之后，仍然需要人工對土方進行清理，因此必須保證足夠的勞動力，邊運土邊清理，清理出來的土方用機械運走，保證土方開挖和基坑支護形成連續的作業，盡量減小坑底的暴露時間。

5、樁身的修正措施

（1）基地開挖完成后，如果樁體出現了位移時，必須采用相應的措施進行修正。如果樁身沒有斷裂，可以采用千斤頂進行固定。盡量清空樁身前面的土方，糾正位移之后，盡快用鋼筋混凝土進行灌芯，并同時檢測承載力的大小。

（2）如果樁身有縫隙的出現，也可以采用灌芯的方式來修正，如果檢測承載力不符合設計標準，就需要采取補樁措施。

結語：

綜上所述，在軟弱土區域進行管樁施工中，預應力管樁該項建設工藝被廣泛的應用，因為它具有建設速度非常快的特點，在施工中被大規模的設置之后，由于其是擠土樁，土中孔隙水壓力過高，如果不能采取有效措施進行處理，將會導致工程質量有損，進而影響工期，比如斷裂、傾斜等。因此，施工中要根據具體的施工狀態，在其建設和挖掘的時候采取有效的方法，以保證樁基的質量及基坑挖土效率。

[1]邵建東.預應力管樁在靖江地區高層建筑中的應用[J].泰州職業技術學院學報，2010，（01）.

[2]高海燕，樹立華，李宏建，等.從低應變檢測結果分析揚州地區基樁常見質量問題[J].揚州職業大學學報，2009，（01）.