基坑排樁支護(hù)施工及土方開挖控制要點(diǎn)分析

林志偉

（福建巨岸建設(shè)工程有限公司，福建 莆田 351100）

0 引言

基坑支護(hù)和基坑開挖，是地基與基礎(chǔ)工程施工開始時(shí)的重要工作內(nèi)容，為確保地下構(gòu)筑物與基坑周邊作業(yè)活動(dòng)的安全，基坑支護(hù)對(duì)基坑實(shí)施暫時(shí)性的保護(hù)、增固、地下水管控、支檔等作用。基坑支護(hù)施工與基坑開挖前，依據(jù)基坑周圍條件、開挖深度、施工機(jī)械、施工期間氣候特點(diǎn)、水文狀況等，選擇不同的支護(hù)方式，并確定基坑支護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)，做好安全防護(hù)措施，嚴(yán)格監(jiān)測(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)，確保安全。本文結(jié)合工程實(shí)例，淺析基坑支護(hù)施工中的排樁工藝及技術(shù)，為同行提供參考。

1 基坑支護(hù)施工準(zhǔn)備

1.1 參與圖紙會(huì)審

結(jié)合基坑支護(hù)工程地質(zhì)勘查報(bào)告及工程周邊環(huán)境條件，施工單位應(yīng)在圖紙會(huì)審階段，主要應(yīng)從以下兩方面,分析基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的合理性：一是，當(dāng)有地下水時(shí)，明確是否根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告各含水層的埋深、厚度和分布、地下水類型、補(bǔ)給和排泄條件、有承壓水時(shí)水頭高度等情況，設(shè)計(jì)合理的降水工程；二是，要充分考慮支護(hù)結(jié)構(gòu)選型是否經(jīng)濟(jì)、安全、合理，可依據(jù)下述要素選擇支護(hù)結(jié)構(gòu)類型：水文地質(zhì)狀況；基坑開挖的深度；基坑周圍環(huán)境對(duì)基坑變形的承受能力、支護(hù)結(jié)構(gòu)失效可能產(chǎn)生的后果；主體地下結(jié)構(gòu)、基坑外形、規(guī)模；支護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的實(shí)操性；施工天氣情況、施工環(huán)境；生態(tài)保護(hù)性能、工期、經(jīng)濟(jì)性。

1.2 編制施工方案

基坑工程基本上是屬于危大工程范疇，且大部分屬于深基坑工程（開挖深度≥5m 的基坑（槽）的土方開挖、支護(hù)、降水工程）。施工企業(yè)應(yīng)在危大項(xiàng)目正式動(dòng)工建設(shè)前,制定科學(xué)的施工方案。對(duì)于超過一定規(guī)模的危大工程，應(yīng)邀請(qǐng)專家對(duì)施工方案展開論證,施工企業(yè)技術(shù)管理人員及項(xiàng)目總監(jiān)理工程師分別審核、簽字，蓋章后，施工方案才能夠?qū)嵤?/p>

1.3 施工方案交底

基坑支護(hù)工程施工前，應(yīng)進(jìn)行方案技術(shù)交底及安全交底，交底的內(nèi)容主要有:工程概況、工程地質(zhì)情況、主要施工工藝、特殊情況的應(yīng)急處理措施、安全注意事項(xiàng)、施工安全保證措施等。

2 排樁支護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)

基坑支護(hù)方式有內(nèi)支撐、原狀土放坡、水泥土墻、排樁、逆作拱墻等多種方式的組合，結(jié)合某高層建筑基坑支護(hù)，將重點(diǎn)分析排樁支護(hù)工藝及施工要點(diǎn)。

排樁施工，應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94的要求。本文重點(diǎn)分析旋挖鉆孔灌注樁施工作業(yè)。

2.1 成孔工藝

（1）護(hù)筒鋪設(shè)。為確保孔壁穩(wěn)固，避免鉆孔塌陷，一定要重視護(hù)筒的鋪設(shè)。一般護(hù)筒采用12cm 厚的鋼板，里側(cè)直徑應(yīng)比樁直徑大出200cm 左右，護(hù)筒最上面留出漿液灌注口，尺寸是200mm×200mm。

（2）鉆機(jī)就位。鉆機(jī)就位的時(shí)候，應(yīng)提前查看鉆機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)，在施工之前將其調(diào)試到位，確保鉆機(jī)順利作業(yè)。

（3）制備泥漿（干式鉆孔無(wú)法進(jìn)行時(shí)采用）。

（4）鉆進(jìn)成孔。

①鉆孔順序。圍護(hù)樁作業(yè)順序：跳樁施工，若不能跳樁，在臨近鉆孔樁的混凝土具有2.5MPa 以上的強(qiáng)度后，才能夠?qū)嵤┿@機(jī)作業(yè)，防止對(duì)臨近施工完成的樁基造成干擾。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件及施工組織設(shè)計(jì)要求，并考慮施工合同內(nèi)的節(jié)點(diǎn)等要求，適當(dāng)調(diào)整施工作業(yè)順序，以爭(zhēng)取最佳的工程進(jìn)度。

②鉆進(jìn)施工。開鉆前找準(zhǔn)樁位并在護(hù)樁之間拉好“十”字線，準(zhǔn)確安裝護(hù)筒，對(duì)準(zhǔn)樁位后，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員檢查合格，并報(bào)請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理驗(yàn)收認(rèn)可后方可開鉆。

（5）終孔。鉆孔與要求深度一致后，需對(duì)地質(zhì)狀況進(jìn)行核查，經(jīng)過將地質(zhì)柱狀圖和鉆渣進(jìn)行對(duì)比，了解地質(zhì)狀況和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的契合狀況，確定與有關(guān)要求一致后，上報(bào)監(jiān)理工程師，在監(jiān)理人員檢驗(yàn)達(dá)標(biāo)后，馬上進(jìn)行鉆孔清理工作。

（6）清孔及檢測(cè)。如果以泥漿護(hù)壁的方式進(jìn)行鉆孔，可采用換漿法對(duì)孔進(jìn)行清理，清理的時(shí)候應(yīng)當(dāng)管控孔中水位。

2.2 鋼筋制作安裝

鋼筋籠加工、運(yùn)送、安裝。鋼筋加工的尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，制作宜在支架或臺(tái)座上進(jìn)行，下料后的同一種鋼筋，應(yīng)集中擺放整齊，鋼筋籠運(yùn)輸采用自制簡(jiǎn)易運(yùn)輸車進(jìn)行場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸，為保證在運(yùn)輸及吊裝過程中，鋼筋籠不變形，鋼筋籠內(nèi)十字筋支撐可適當(dāng)增加。

2.3 灌注混凝土

樁基混凝土大部分采用天泵進(jìn)行灌注。

（1）導(dǎo)管水密性試驗(yàn)。使用鋼導(dǎo)管澆灌的方式完成混凝土灌漿作業(yè)，導(dǎo)管第一次使用或長(zhǎng)期未用的狀況下，灌注作業(yè)前對(duì)其抗拉性、水密性進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)。

（2）導(dǎo)管裝設(shè)。導(dǎo)管材料為鋼管，型號(hào)是Φ28，每節(jié)導(dǎo)管長(zhǎng)度在2～3m 左右，每節(jié)導(dǎo)管配置一節(jié)或者兩節(jié)1～1.5m 的短管，鋼導(dǎo)管里面一側(cè)保持圓滑，內(nèi)徑保持相同，導(dǎo)管內(nèi)徑和樁內(nèi)徑、混凝土灌注速率應(yīng)保持一致。導(dǎo)管使用螺旋絲扣相連，配備防松設(shè)施，導(dǎo)管全部裝設(shè)完畢后，底部應(yīng)留出300～500mm 的空間。

（3）二次清孔。導(dǎo)管放置到指定位置之后，應(yīng)立即對(duì)孔下部的土渣進(jìn)行檢測(cè)，將孔清理完畢后由監(jiān)理人員進(jìn)行核查，確認(rèn)達(dá)標(biāo)后進(jìn)行混凝土灌注作業(yè)。

（4）混凝土運(yùn)輸。混凝土運(yùn)輸應(yīng)達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)：①初凝時(shí)間不應(yīng)早于2h；②應(yīng)有充分的和易性與較高的流動(dòng)性，并且在灌注期間不產(chǎn)生泌水、離析等問題；③混凝土運(yùn)送效率應(yīng)當(dāng)和澆灌效率相一致。

（5）混凝土澆筑。精準(zhǔn)核算第一批封底所用的混凝土數(shù)量，下降過程中，存在不可避免的沖擊能量，可以將導(dǎo)管下端的口埋進(jìn)混凝土內(nèi)，產(chǎn)生的沖擊能量可以將樁底部存在的混凝土渣沖到四周，這是對(duì)樁底沉渣進(jìn)行管控，減小工后下沉幅度的關(guān)鍵工序。為保證樁頂?shù)氖┕て焚|(zhì)，混凝土澆筑高度應(yīng)當(dāng)比樁頂設(shè)計(jì)高度高出50cm 或者80cm，以利于澆筑完畢后把該段混凝土徹底清理干凈。

2.4 破樁頭施工

在樁身混凝土澆灌7d 后，對(duì)孔樁實(shí)施掘進(jìn)作業(yè)，以圍護(hù)樁為中心，挖出寬度為2m、坡度為1:1.5 的基槽，以形成施工平臺(tái)，供作業(yè)人員使用。

3 基坑土方開挖

支護(hù)工程部分施工完成并檢測(cè)合格后，進(jìn)行土方分層開挖，特別是深基坑的體積與深度都較大，分層開挖使形變量有效降低，開挖后要及時(shí)加以支護(hù)[2]。

（1）土方分層開挖嚴(yán)禁超挖，設(shè)計(jì)有錨桿時(shí)，每層土方開挖至錨桿下30cm，其余每層開挖不超過2m；

（2）若基坑開挖面上部的土釘、支撐、錨桿等，與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不一致，不可繼續(xù)開挖，應(yīng)使用恰當(dāng)?shù)闹ёo(hù)結(jié)構(gòu)，在未滿足設(shè)計(jì)要求的拆除標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，禁止拆掉支護(hù)結(jié)構(gòu)；

（3）土方開挖應(yīng)滿足當(dāng)日支護(hù)作業(yè)能力，不得超挖；

（4）基坑邊坡開挖施工前，應(yīng)當(dāng)先對(duì)坡頂周邊進(jìn)行排水作業(yè)，并將坡頂?shù)孛孢M(jìn)行一定強(qiáng)度的硬化，避免地面降水對(duì)基坑產(chǎn)生不良影響，基坑開挖中，應(yīng)做好坑底集水的抽排（通常在坑頂及坑底分別設(shè)計(jì)截水溝和排水溝，基坑底每20m 左右設(shè)置1000mm×1000mm×1200mm 集水井，及時(shí)將水抽出、排掉）；

（5）采用機(jī)械開挖時(shí)，施工機(jī)械不得碰撞支護(hù)結(jié)構(gòu)、監(jiān)測(cè)元件；

（6）基坑邊坡開挖前后，在坡頂、坡腳設(shè)置臨時(shí)排水溝，并始終保證外排順暢，溝內(nèi)無(wú)積水，及時(shí)保護(hù)坡面和暫時(shí)開挖出的坡腳，防止“泡坑”、“淹腳”，土方開挖時(shí)，可在基坑內(nèi)采用超前開挖集水坑，將地表水和雨水用潛水泵抽至沉淀池，沉清后排至市政管道；

（7）基坑周圍的土方開挖，應(yīng)當(dāng)聽從支護(hù)施工組的安排，不可自主開挖，挖斗不可與支護(hù)架構(gòu)相碰觸，開挖到指定位置后應(yīng)當(dāng)暫停，不可出現(xiàn)超挖現(xiàn)象，以免妨礙施工活動(dòng)的順利進(jìn)行；

（8）開挖工作面對(duì)局部開挖不到的地方及坑底300mm，采用人工輔助挖土；

（9）開挖盡可能均衡推進(jìn)，應(yīng)當(dāng)對(duì)縱向分段以及分層高度關(guān)注，使用以機(jī)器為主、人力輔助的開挖方法；

（10）避免對(duì)基坑底土產(chǎn)生干擾，在開挖到距離基坑底部標(biāo)準(zhǔn)高度只有30cm 的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)由機(jī)械挖掘改為人工挖掘，避免超挖問題發(fā)生；

（11）若開挖后裸露的地下水狀況或土質(zhì)狀況，與勘察信息顯著不一致，或存在不明物體時(shí)，應(yīng)暫停挖掘，在采用恰當(dāng)?shù)奶幚砼e措后再進(jìn)行挖掘；

（12）基坑深2 倍范圍內(nèi)的坑邊荷載對(duì)基坑安全都會(huì)產(chǎn)生影響，基坑周邊施工材料、設(shè)施或車輛荷載嚴(yán)禁超過設(shè)計(jì)要求的地面荷載限值[3]。土方外運(yùn)要充分考慮動(dòng)荷載對(duì)基坑邊坡的影響，基坑周邊要有限載措施；

（13）在基坑頂用鋼管設(shè)1.2m 高防護(hù)欄桿，立桿間距2m，安全網(wǎng)維護(hù)（或防護(hù)欄桿），保障臨邊安全防護(hù)。

4 基坑支護(hù)注意事項(xiàng)

4.1 基坑監(jiān)測(cè)

安全級(jí)別為一、二級(jí)的支護(hù)結(jié)構(gòu)，在基坑開挖期間和支護(hù)結(jié)構(gòu)壽命期限內(nèi)，一定要檢測(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)橫向位移情況，并對(duì)基坑開挖周邊地表構(gòu)筑物的下沉情況進(jìn)行全面監(jiān)控[4]。基坑變形觀測(cè)主要包括基坑回彈觀測(cè)和基坑支護(hù)架構(gòu)形狀改變觀測(cè)。

4.2 施工安全預(yù)案

在基坑支護(hù)范圍內(nèi)作業(yè),有較大概率產(chǎn)生物體打擊、高空墜落、垮塌、機(jī)械傷害等安全事件，應(yīng)針對(duì)上述危險(xiǎn)情況，制定緊急救援預(yù)案。在產(chǎn)生安全風(fēng)險(xiǎn)事件之后，按照應(yīng)急預(yù)案措施，開展救援工作。

5 結(jié)束語(yǔ)

基坑支護(hù)作業(yè)包括降排水、基坑土方開挖、支護(hù)構(gòu)造等諸多內(nèi)容，施工單位從拿到基坑支護(hù)圖紙開始,就要認(rèn)真研究，編制專項(xiàng)施工方案，組織專家論證，更要精心組織強(qiáng)有力的團(tuán)隊(duì)參與施工，按圖紙、規(guī)程、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)施工，并注重科學(xué)管理，重視過程安全管理,才能高效完成任務(wù)，為項(xiàng)目建設(shè)提供安全保障。