深厚淤泥質軟土地區內支撐梁及基坑開挖施工技術

文／王超 廣州協安建設工程有限公司 廣東廣州 510000

引言：

隨著社會發展，我國沿海城市人口和城市生活圈也不斷擴大，地下空間的開發與利用顯得越來越重要，隨之而來的深開挖工程也越來越多。本文結合工程實際，探討深厚淤泥質軟土地區內支撐梁及基坑開挖施工技術及控制要點。

1、項目概況

本技術主要應用于番禺糧食儲備有限公司港口糧庫擴建二期工程，該工程位于廣州市南沙區欖核鎮。本工程樁采用預制管樁，地下室1 層，局部2 層，場地內有深厚的淤泥質土層。

1.1 深厚淤泥質軟土地區施工重點難點

（1）在淤泥質軟土上施工混凝土支撐梁，混凝土梁由于自重過大，軟弱的淤泥質土層的承載力根本無法支撐混凝土內支撐梁，混凝土內支撐梁會隨著土體承載力的不同，產生不均勻的沉降，從而使混凝土內支撐梁扭矩、傾斜、變形，嚴重影響施工質量。大體積混凝土支撐梁由于外觀變形，改變了原有深基坑支護的傳力形式，使深基坑支護存在嚴重安全隱患；

（2）一般而言，預制管樁的施工如果是在深厚淤泥的條件下，有可能會因為開挖方法的錯誤，導致樁體出現嚴重的傾斜，部分情況下甚至會造成斷樁的情況，這就需要對深厚淤泥軟土地區所造成的問題科學解決。

2、深厚淤泥質軟土地區混凝土內撐梁施工技術

2.1 水泥硬化淤泥質土工法

（1）現場試驗，將水泥與在施工現場取得的淤泥進行拌合，分別測定不同水泥摻量的淤泥隨時間的強度變化情況，試驗結果表明,在相同的養護時間下,無側限抗壓強度隨水泥摻量的增加而增加。從圖 1 可知,28d 的強度增加量大于14d 的強度增加量。從變化的趨勢看,添加水泥后,很大程度上提高了土體的強度。

圖1 不同水泥摻量對淤泥固化土強度的影響

（2）考慮到施工進度問題，拌合的水泥的淤泥齡期控制在7d 以內，則重點分析7d 內的泥漿強度。齡期為7d 時,不同水泥摻量的淤泥固化土應力 應變關系見圖 2。試驗結果表明,原狀土的強度是應變的增大,應力也在增加,但是隨著水泥摻量的增加,應變的增大,應力是先增加后減小,水泥用量增加越多,變化的幅度越大。同時從圖 2 可以看出,隨著水泥摻量的增加,土體的彈性模量也在增加,由此趨勢可知添加水泥后使土體由塑性破壞轉變為脆性破壞,破壞時的應變逐漸變小。

圖2 齡期 7 d 時淤泥固化土的應力-應變關系

（3）根據本工程的成本要求、施工進度要求，主要是選擇普通硅酸鹽水泥進行施工，同時在水泥含量上控制在2%的標準，減少過多水泥摻量帶來的問題。地質勘探報告方面比較多元化，不同厚度淤泥的條件下，針對水泥數量的用量也存在較大的不同。比如，華南國際港服務中心二期項目的建設方面，針對現場的淤泥層在劃分的時候，主要是將50 平方米作為1 個區域，結合區域范圍內的淤泥層厚度特點，選擇對應的水泥用量，具體如圖3 所示。現場的挖掘機應用時發揮了較好的拌和效果，針對施工項目基坑內部的支撐施工提供了較多的幫助。支撐施工主要是按照分段施工的方法進行優化，拌和以后還要靜置至少7 天時間，針對抗壓強度要有效的測量，最少要達到150Kpa 的標準，強度方面要滿足工人施工、機械施工，然后才能在后續的工程建設方面得到理想的成績，減少傳統建設帶來的問題和隱患。

圖3 不同區域水泥摻量圖

圖4 挖掘機拌合淤泥與水泥

圖5 淤泥與水泥拌合后

2.2 素混凝土墊層支撐內支撐梁技術

（1）墊層澆筑施工的時候應做好前期準備工作，澆筑前建議通過全站儀進行有效的定位處理，定位完畢以后要通過大概1m 的長短鋼筋，有效插入墊層澆筑的4 個角落位置，并且針對鋼筋進行有效的固定，一直到達基坑地步的位置。接下來，還要通過全站儀針對墊層面的標高進行仔細分析，針對鋼筋方面、基坑邊方面，都要通過彩筆進行合理的標記，而后要通過施工線的作用，針對兩根鋼筋之間的拉線定位，有效作為墊層上層的標高線，最終在支撐梁的混凝土墊層位置、混凝土墊層標高方面有效的明確，堅持在基礎施工方面得到較多的保障。

（2）由于墊層厚度較小，直接用木方作為側模板，澆筑中中部起拱1/1000。用鐵鍬鋪混凝土，厚度略高于找平堆，隨即用平板振搗器振搗，做到不漏振，確?；炷撩軐?。

圖6 內支撐梁梁底澆筑素混凝土墊層

（3）使用水平木刮杠進行刮平處理，表面施工的時候，通過木抹子進行搓平處理，提高平整度。針對有坡度要求的地面施工，要求嚴格按照設計要求進行操作，針對坡度進行合理的把控。如果是已經完成的混凝土墊層部分，建議在12 小時左右的時候進行覆蓋施工、澆水施工，養護時間不能少于7 天，避免造成施工裂縫的情況。

2.3 墊層與支撐梁快速分離技術

（1）覆蓋澆水養護應在混凝土澆筑完畢后的12h 內進行，對于墊層的養護采用的是200＊1.5m 寬的聚乙烯吹塑工程養護膜，養護完成后不掀開，直接作為支撐梁與墊層的隔離層。墊層寬度2m,而內支撐梁寬度1m，需保證墊層中間位置墊層的質量與平整度，薄膜中心線與墊層中心線平。

（2）薄膜端部與格構柱或基坑邊緊貼，中間每各2m 用木方壓住，防止薄膜背風吹走，覆蓋澆水養護應在混凝土澆筑完畢后的12h內進行，混凝土的澆水養護時間，不得少于7d。澆水次數應根據能保持混凝土處于濕潤的狀態來決定，保持薄膜內濕潤狀態。

圖7 薄膜養護素混凝土墊層

（3）支撐梁澆筑方法

一般而言，支撐梁的澆筑方法應用，主要是從一端開始施工，建議通過“趕漿法”進行操作，可根據梁體的高度實施分層澆筑，澆筑成階梯效果，并且伴隨著階梯不斷的延伸，加強梁體混凝土的連續澆筑操作，提高澆筑的質量。針對混凝土開展澆筑的時候，應觀察細節因素帶來的影響，比如模板施工、鋼筋施工、預埋件施工等，主要是觀察這些部分是否出現了移動的情況、變形的情況、堵塞的情況，發現相應問題后要快速的處理，同時要求在已經澆筑的混凝土凝結以前進行解決，這樣才能提高支撐梁的澆筑水平。

（4）養護

混凝土的養護工作非常重要，澆筑工作結束以后，建議在12 小時以內進行養護，主要是通過覆蓋養護、澆水養護的方法來應對，澆水的次數應合理把控，保持混凝土處于濕潤的狀態，嚴格按照相關規范操作，養護的時間最少不能低于7 晝夜。針對外加劑進行應用時，養護時間不能少于14 晝夜，確保養護工作的質量更好的提升。

圖8 隨著開挖進行墊層自動剝離

3、深厚淤泥質土層條件下防止預制管樁傾斜斷樁的開挖技術

3.1 均勻破除表面硬殼層

處于淤泥土質的狀態下，要按照均勻破除的方法，針對表面的硬殼土層或者是整體表層土進行開挖操作。施工的過程中要考慮到土層內部應力帶來的影響，應力向上釋放的狀態下，會促使約束層有效的解除，此時釋放的應力比較多，主要是由于預制樁的壓入作用，導致淤泥層內部的應力增加，借助這部分應力，可以減少與泥土層的流動問題，但是對于已經壓入的管樁會產生一定的影響。為此，現場施工的時候，要先將表面硬殼層體進行開挖操作，而后同步施工釋放出淤泥層內部的應力，確?；A工作得到更好的完善。

圖9 土方開挖前后應力變化圖

3.2 先行開挖淤泥層面明顯較高部位

淤泥層面比較高的位置在開挖的時候，應選擇淤泥層面起伏較大的地方進行操作，或者是存在明顯高的地方實施開挖工作，確保施工現場的內部淤泥層面，能夠表現出一致的狀態，避免因為高差過大的問題，造成內部土層的嚴重滑動。

3.3 分緩坡薄層逐層開挖，邊挖邊曬

土方開挖工作的開展，建議針對每一層挖土的厚度不能超過1m 的范圍，曾與層之間要做出合理的預留，主要是預留出一定寬度的工作面，尤其是在開挖的天氣情況方面要高度關注，確保淤泥層的開挖施工可以得到良好的晾曬效果，對其中的水分快速的蒸發處理。與此同時，要結合土質情況的影響，合理完成放坡工作，加強淤泥層的流動控制水平。通過合理的開挖方式，針對預制樁偏移的問題、預制樁傾斜問題、預制樁斷樁問題有效的解決，由此在施工質量上得到了較多的保障。

3.4 合理設計坑內出土運輸道路

選用小型履帶式挖機輔以鋼板開挖，以減小對土體的局部壓強。嚴禁挖機在樁頂來回走動，防止對樁頂產生屢次沖擊，且保留基底以上30cm 人工開挖?；油谕敛簧畹那闆r下可用長臂挖機站在遠離樁位的位置開挖。深基坑在接近坑底時應采取交替開挖。

3.5 降水措施

針對地質資料及現場實際情況，加強施工現場降水排水措施。開挖內側采用井點降水和明坑排水。在土方開挖區域內設置降水管井，同時觀測管井中水位的變化。土方開挖應在地下水位控制在開挖面500mm 后進行，每個開挖區域設置簡易排水明溝和集水坑，并及時抽排土層水和地下水，配合管井加快表層土疏干。

結語：

深厚淤泥質軟土地區內支撐梁及基坑開挖施工技術，從基坑內支撐梁混凝土觀感質量來看，混凝土表面平整、密實，筆直，其位置尺寸得到了有效保證，同時保證了預制管樁的施工質量，在一定程度上加快了工程的施工進度、節約了施工成本?？赏茝V至類似的深厚淤泥質軟土地區，具有良好的應用前景。