灌注樁在軟土基坑支護中的應用研究

石 磊 熊 昭

（中交廣州航道局有限公司，廣東 廣州 510000）

我國地大物博，很多地區的土質情況都不同，軟土是眾多土質中的一種。其一般特點是壓力高、承載力低、易變形、含水率高，對工程建設特別是基礎設施建設的安全影響很大。對于土質松軟的軟土來說，基坑工程就顯得非常重要，如果基坑圍護的方案不夠完美，那么就會產生很多可怕的后果，這些負面影響輕則影響到該工程的工期，重則造成巨大的經濟損失，甚至還會對施工人員的生命安全造成極大的危害。然而，由于基坑工程的廣泛性，一般用作臨時工程，但是對于那些在實際工程中是軟土的，其后果也是不可估量的，往往都是摸索前進。筆者查閱了大量的國內外資料，經過文獻顯示，國內外學者對軟土地區基坑支護結構的安全設計提出了許多建議。一些專家對軟土中46個深基坑的變形和開挖深度進行了綜合比較，提出了一種新的安全評價方法。一些專家研究了基坑施工技術與軟土地基變形控制的關系，提出了一種新的支護結構技術方法。

根據基坑工程地質特征，從支護、止水效果、施工方便性和安全性等方面選擇了灌注樁三軸水泥土攪拌樁的支護形式，并對基坑周圍建筑物的復雜性進行了研究。在穩定性驗算的基礎上，預測和比較了數值模擬對基坑圍護結構的影響。

1 基坑地址情況

工程周圍有許多相鄰的建筑物和管道，施工環境相對狹窄。地上建筑有 層住宅、1個8層住宅和 層住宅。這個工程還包含兩個地下車庫。坑形基本不規則，周長約，開挖面積約9230m2?；娱_挖深度約為，開挖區土層以流體塑性粘土為主，為二次基坑。具體情況見表1。

表1 基坑支護設計參數表

2 基坑方案

基坑開挖面積不大，因此需要對支護結構和周圍環境進行附加變形控制。為了保證基坑支護結構和周圍防護結構的安全，基坑支護結構必須嚴格控制基坑和地下室施工過程中的變形，同時考慮施工成本、施工周期、操作和方便性。盡量減少對鄰近建筑物和周圍道路的影響，確保整個項目的順利實施。分析了灌注樁的優缺點。樁長和樁徑可根據設計荷載自由選擇。施工噪聲小，對周圍環境影響小。工程造價高，基坑開挖復雜，止水效果不明顯。另外，還需要增加水幕，施工過程中排出的泥漿量較大。中國深基坑的水平支護一般采用鋼筋混凝土支護和鋼支撐這兩個方式。鋼筋混凝土故名思議，材料的變形非常小，抵抗形變能力很強，支持效果不錯。這種方式使用范圍非常廣，是當下非常熱門的方式。鋼支撐的方式，可以極大的輔助鋼筋混凝土，這種方式非常的好，可以極大的應對基坑工程。當然，現階段的支護操作也很簡單，能迅速形成支護效果，大大縮短支護體的無支護暴露時間，同時，施加應力后，可大大降低支護體的變形程度，便于基礎的后續拆除?？?。從而縮短了施工周期的要求。鋼支撐體系的采用主要存在以下缺點：鋼支架抵抗形變能力還是可以的，但是，在載荷比較大的情況下，在極限荷載作用下易發生較大變形，不利于基坑附近建筑物的保護。

基坑支護體系采用灌注樁支護結構，這是一種鋼筋混凝土灌注樁以及在樁頂的壓頂梁和腰梁形成的支護結構體系。可以非常有效的起到支護的作用，對于周圍建筑物的影響可以很大的減小。具體規劃如下圖1和2所示。

圖1 第1道支撐示意圖

圖2 第2道支撐示意圖

3 數值模擬計算

基于上述分析，對基坑施工工況進行設計，分 3 次開挖，第 1 次開挖至-1.050 m，并在-0.650 m 處設置第 1 道支撐，第 2 次開挖至-5.60 m，并在-5.20 m 處設置第 2 道支撐，第 3 次開挖至坑底，底板澆筑后在-8.80 m 處第 1次換撐，-4.90 m 處第 2 次換撐，回填至±0處拆撐。具體施工工況順序如圖 3 所示。

圖3 施工工況順序圖（單位：m）

計算坑底抗隆起。安全系數：2.45，要求安全系數：2.2?？拥卓孤∑鹩嬎銤M足安全性要求。

計算地基承載力：

式中 Nq、Nc為承載力系數、Ru為修正后承載力 。

安全系數：5。要求安全系數：2.5。滿足安全要求。

計算抗傾覆安全系數：

要求0?？箖A覆計算滿足安全要求。

如表 2所示。在該分析中，基坑的豎向方向受到全自由度的約束，橫向方向受正方向的約束。同時，根據礦渣車在基坑施工過程中滿負荷或超載運行情況。

表2 分析單元類型與本構模型表

圖9 有限元模型圖

圖10 最大水平位移

圖11 地表最大沉降

圖12 建筑物基礎沉降

4 現階段軟土基坑中的現狀及針對措施

施工技術是影響施工質量的主要因素，也是可以通過人為的干預加強給軟土基坑工程的支護施工質量。在軟土基坑中，是支護工程中一個非常復雜且重要的的東西，對于施工要求非常的高，只有將工程技術充分的掌握才能避免各種問題的出現。在施工的過程中，遇見不同的問題，就會需要相應的技術來解決這些問題，這就需要施工人員掌握全面的知識，在遇見不同的問題時，可以使用不同的技術解決，不然，就會造成一些嚴重的后果，導致建筑質量整體下降，很多施工企業在建筑工程的時候，為了加快工程的速度，節約時間成本，往往都會有很多不規范的操作，這就會對給支護工程造成極嚴重的后果，進而影響工程的質量。

軟土基坑支護施工的時候，可能存在很多問題。這些問題極有可能是施工企業管理不規范造成的，有些施工企業在施工的時候都是根據以往的經驗來進行給支護工程，在之前成功的施工中，也沒有使用先進的科學思想和管理方式，故而覺得不需要具備科學的思想和理論，也能夠將給支護工程施工的非常好，殊不知，這是一個極其錯誤的思想，這也是埋下隱患的一個重要原因。在給支護工程施工過程中，沒有科學的知識和理論作為指導，那么很多施工工作都是錯誤的，很多管理方案都是極為不可行的，這就會促進施工企業的加速衰亡。

如果想從根本上避免軟土基坑工程支護施工中出現問題，避免埋下隱患，避免安全事故的發生，那少不了監管這一部分。任何個人都有惰性，每一個人內心中都有善良的一面，也要邪惡的一面，在沒有人管理的時候，每個人的內心中惡魔就會占據主導位置。在軟土基坑工程支護施工前，要有一些專業人士組成的小組對其選用的材料進行審核，對其安裝的方案進行考量，施工人員對現場情況的了解和對該建筑工程的掌握也是考核的一個地方。當審核通過的時候，才能進行支護施工。當施工人員在現場施工的時候，專業小組成員要不定期的巡視，有效的監督其工作，確保其保質保量的完成給支護施工的安裝工作。

想要促進施工企業重視給軟土基坑工程支護施工，那么有關部門必須加強嚴管，讓建筑企業在施工前做出充分的準備，在腦海中就具有強烈的安全意識，在進行施工的時候，時時刻刻將安全牢記心中。軟土基坑工程支護施工管理的要求非常的高，施工企業要將每一個步驟細化到個人，將每一份責任都明確，施工企業也要制定相應的制度，對于施工人員的行為做出指導。施工企業在開始施工之前，要對每一位施工人員進行培訓，讓他們清楚自己所做工作的關鍵之處，容易出現問題的地方，讓他們明確自己工作的目標，當遇見非常專業，施工單位解決不了的復雜問題時，可以外聘技術高超的人員進行指點，讓給軟土基坑工程支護施工不再出現問題。軟土基坑工程支護施工的材料選擇是非常重要的，建筑企業切不可貪圖便宜，選購便宜的材料，這些便宜的材料可能質量非常差，在投入使用的時候，容易引發給軟土基坑工程支護施工的嚴重問題。

5 結語

本工程經過仔細分析，采用灌注樁效果非常好，極大的提高整個建筑的整體質量，也會促進人民的居住體驗提升。隨著科技的發展，現代建筑發展越來越迅速，人民對建筑的質量也越來越高，對于軟土基坑采用灌注樁是建筑工程中非常重要的一環節，在施工過程中要引起施工企業的重視。只有這樣，才能促進建筑行業的長遠發展，為我國社會主義建設添磚加瓦。