建筑地基基礎工程施工關鍵技術研究

陳海芳

(呂梁市建設工程服務中心，山西 呂梁 033000)

建筑地基基礎的有效施工是建筑其它建設工作得以順利開展，以及建筑建成后能夠安全使用的重要前提。地基基礎施工受現場地質、地形、水文等條件的影響，復雜度高，對地基施工技術提出較高的要求。為此，深入研究建筑地基基礎施工技術具有重要意義。

1 工程概況

某高層綜合辦公樓，總用地面積3 663.8m2，呈矩形布置，東西長105m，南北長39m，地下、地上共23層，設計高度91.05m。建筑基底面積為2 195m2，抗震設防烈度為7度，50年的設計壽命，屋頂防水1級，采用框架結構。

2 建筑地基基礎工程施工關鍵技術

2.1 基坑支護

2.1.1 測量放線

1)測量人員了解建筑總平面圖、規劃紅線和高程原點，在平面圖中標注各特征點與規劃紅線的距離；2)以建設方提供的總平面布置圖為準，進行現場測量放樣，而后復核；3)引測高程，準確地確定標高基礎。數量方面，同一平面至少引出3個高程點；精度方面，三點的誤差不大于3mm。

2.1.2 土方開挖

挖掘機和人工配合開挖，用翻斗式挖掘機裝載土方，及時將開挖產生的土方運輸至指定存放場所。土方開挖設備的配置方式為大型挖土機和小型挖土機各2臺，渣土車20輛，形成“高效開挖、及時外運”的流水線施工模式。按照自上而下的順序分層分段開挖，每層開挖深度不超過2m，軟土不超過1m，易塌方路段不超過1.5m，每段的開挖長度為10～30m。土方開挖要點，如下。

1)提前規劃開挖路線，調度管理機械設備，開挖和土方運輸兩項工作緊密配合，準確控制開挖進尺的同時，及時將開挖產生的土方運輸至指定場所；2)開挖人員在施工中，及時對比分析地基基礎標高和地下室施工圖紙，若存在差異，及時向業主、設計者告知實際情況，協商適應于當前工程環境的開挖方法；3)在基坑內挖出一段土釘支護，再開挖同一層的中段。以機械開挖為主，人工修整為輔的方法開挖邊坡，避免超挖、欠挖；4)土方開挖全程均要由專員在現場指揮，施工人員嚴格聽從指揮，保障開挖安全。分層開挖時，開挖深度不超過土釘下端0.5m，及時修整邊坡和放坡，采用噴錨的方法防護邊坡。

圖1 土方開挖流程圖

2.2 土釘墻支護

土釘墻支護時，打設鋼筋或鋼管，安裝鋼筋網片，分層噴射混凝土，由鋼筋材料和混凝土共同構成支護結構。土釘墻支護的關鍵參數，見表1。

表1 土釘墻支護的關鍵參數

2.2.1 土釘墻施工要點

1)土釘墻支護施工按照“鉆孔→釘棒→注漿→噴漿”的流程進行。在坡底設置排水設備，在坡頂用混凝土結構擋土。分區段施工土釘墻，分層噴淋混凝土路面；2)在基坑周邊攤鋪水泥地面，厚度不少于2mm，用地面攔截水流，防止坑洞頂部地表水滲入斜坡而影響邊坡的穩定性。基坑內，通過排水管或集水井排水；3)基坑開挖后，檢驗開挖進尺，以干式鉆孔的方法鉆出直徑為100mm的孔洞，而后清孔，檢驗孔位、孔深等；4)向鉆孔中插入土釘樁，鋼筋位于孔洞中間部位，可通過輔助支撐裝置進行穩固；5)漿液的水灰比為0.5，采用PO.42.5水泥拌制而成，錨桿灌漿壓力為0.6MPa。注漿時，向孔中插入導管，保證管的底端到達孔底位置，再緩慢地向外抽出，控制好抽出速度和抽出量，確保整個注漿過程中出漿孔始終在漿液表面以下的位置。注漿遵循一次到位的原則，對于第一次注漿效果未達到要求的，盡快在隨后的2h內安排二次注漿，注漿后穩壓5min，使注漿量充足，兩次注入的漿液固結為完整的整體；6)在土釘末端安裝3個由HRB400級φ16mm螺紋鋼制作成型的500mm鎖緊鋼筋，與釘桿兩端焊接，底部用加固筋固定。

2.2.2 噴射混凝土面層

(1)噴射前，做好如下準備工作：加工鋼絲網，將其鋪設到位；綁扎鋼筋接合部位；兩根鋼筋的間隔達到0.2mm或更多；網條間距偏差控制在±20mm以內。

(2)向噴護表面鋪設鋼筋網，兩者的距離控制在30mm，在網板上設置2個φ16的通長壓筋，焊接至土釘上，使鋼筋網維持穩定。在兩個壓筋的交叉部位額外增設一條300mm的φ16鋼筋。

(3)土釘支護所用的漿液由袋裝水泥制作而成，相同種類的水泥中隨機選取20包，稱取12kg以上的材料進行試驗檢測。水泥不可受潮結塊，不超過保質期，對于在工地存儲時間超過3個月的水泥，在使用前需再次取樣檢驗。

(4)拌制混凝土后，及時噴射混凝土，形成厚度不少于20mm的防護層。

2.3 人工挖孔灌注樁施工

鉆孔灌注樁的樁長為20 000mm，樁徑為900mm、1 000mm、1 200mm、1 300mm、1 400mm、1 400mm、1 500mm，樁的持力層為中泥質、粉砂，施工時以巖性控制為主。鉆孔灌注樁的標高為-1.468mm、2.263mm、3.304mm、4.480mm、5.085mm、5.680mm、6mm。

2.3.1 測量放樣與成孔

鉆孔灌注樁的軸向及樁位的測量。1)測量樁位，插上小木樁，在樁身與軸心相交處釘鐵釘，以此為圓心畫圓，圓的半徑為樁身半徑加護墻厚度。在圓周砌筑孔洞，用灰泥抹平；2)在樁心圈頂圈線，用紅色油漆標記；3)鉆進作業分段進行，先鉆進第一個孔，成孔后清理孔中的雜物，檢查孔位、孔深、孔垂直度等，確認無誤后澆筑混凝土直至與圓環頂部平齊為止，再向護壁上引入定位點，以該點為參照基準，確定樁心和模板中心；4)測量人員進行測量放樣后，用鋼尺測量各軸線、各樁位，以參考線和參考點為基準校準豎直方向的距離，并檢測樁的軸線，要求各項放樣偏差均在技術規范允許的范圍內。

2.3.2 挖土

鉆孔灌注樁的開挖采取人工分層、分段開挖的施工方法，挖深為0.5～1.0m，首先從洞口中央開始開挖，再逐步向周邊延伸。開挖產生的泥土集中堆放在距樁眼2m的位置，再用小車將其清運至施工場地外的指定存放場所，禁止在施工現場隨意堆放土方，嚴格控制堆載量，防止因土壓力過強而導致樁眼坍塌。施工后，檢測樁徑、垂直度，偏差在許可范圍內時進行混凝土護墻的灌漿，待混凝土達到特定強度后，按照施工進度繼續下一段的開挖，以此類推。

2.3.3 測量控制

定期鉆孔檢測，根據檢測結果判斷偏差并糾正，保證鉆孔尺寸、豎直度均達到工程要求。在樁孔處安裝十字架，用尺來測量樁孔的半徑和垂直度。測量控制及時進行，發現偏差后隨即糾正。

2.3.4 支設護壁模板

基坑開挖具有破壞性，例如樁孔周邊的土方缺乏穩定性，嚴重時誘發樁孔塌方事故，出于安全考慮，在邊坡邊支設護壁并施工護墻。模板的支撐高度超過地面150～200mm，攔截水流和砂石，防止樁孔內堆積雜物。工程高度重視模板的循環利用，管理好現場施工進度，調度好模板資源，實現上下節段模板的循環利用。第一塊模板安裝到位后，在孔口設置“十”字，進行校正。模板在兩層交接點的部位搭接，搭接長度不少于50mm。

2.3.5 澆筑護壁混凝土

在樁的樁位、樁徑、垂直度均達標的前提下，澆筑護壁混凝土。以護壁澆筑施工材料用量要求為準，由人工在現場拌制漿液，澆筑高度以高出地面150～200mm為宜，適當超高的目的在于起到攔截作用，防止水分的滲入。在澆筑護墻混凝土時進行充分的振搗，形成密實穩定的護墻結構，發揮出防水和防坍塌的功能。

2.3.6 拆除模板

在混凝土強度超過1MPa且齡期均達到要求后，開始拆除模板，再開挖下一節段，如此循環進行。每次拆除模板后，均要及時清理模板上殘留的漿液，修整模板，使模板表面干凈、形態良好、結構穩定。由于拆模工作量大，在支模時向清理干凈的模板涂刷隔離劑，方便拆模，此舉也能夠避免因混凝土粘附在模板上而影響護壁結構的表觀質量。

2.4 土方回填

(1)回填從最低處開始，分為多層，按照自下而上的順序依次進行。每間隔一段距離進行一次橫向分層夯實，設備采用振動沖擊夯。

(2)土方回填量較大，分為多段、多層依次進行，規范施工各部位，管理各部分的施工質量。相鄰兩層搭接，上下兩層間的距離不小于10cm，并以臺階式填充。

(3)填筑以機械作業的方式為主，對于機械設備無法覆蓋到的墻角以及各類邊角部位，由人工處理。同時，由于邊角處的施工空間有限，可以事先噴灑水，用石粉或沙進行填充，降低施工難度。

3 建筑地基基礎工程施工質量控制措施

3.1 結構的優化設計

(1)全面勘察，確定施工現場的地質、地形、水文條件，以勘察結果為參考，進行針對性的設計，兼顧技術可行性和經濟效益性多項要求，盡可能以較少的成本完成建筑地基基礎工程施工活動。現場勘察要多次進行，對比分析每次的勘察數據，確定最真實可靠的勘察結果。

(2)作為設計部門，需要在初步設計的基礎上進行反復的分析論證和改進，根據“檢查→發現問題→處理問題→反饋→確認”的模式開展設計工作，力爭提升設計方案的可行性，為建筑地基基礎施工提供有效的指導，減少施工期間各類異常情況的出現次數，以及減小已發生異常現象所帶來的不良影響。

(3)在建筑地基基礎工程的設計中，設計人員需要著重考慮現場施工條件和建筑工程施工要求，可以向類似工程借鑒經驗，但不可生搬硬套，需要遵循因地制宜的原則，結合現場實際情況制定一套具有可行性并且滿足工程要求的方案。地形、地質、水文、氣候、交通等均是設計人員在設計工作中必須考慮的因素，需要統籌兼顧各項與建筑地基基礎工程有關的因素，進行多因素協調，減少對施工的影響以及避免因施工而導致周邊環境遭到破壞。設計人員要從整體性的角度審視地基結構設計方案，結合最新的工程施工環境做好方案優化工作。經過周全的考慮和細致的設計、改進后，可以減少施工期間的風險，在源頭上為建筑地基基礎工程的有效施工提供保障。

3.2 加大勘探力度，保障地基建設的穩定性

(1)根據建筑工程建設規模、現場地質條件等評價地基是否可承受建筑載荷，對于天然地基承載能力不足的，需要采取換填、加固等處理措施。軟土地基是建筑工程中常遇到的特殊地基，由淤泥質土、濕陷性黃土等組成，含水率高，穩定性差，需要進行深入的現場勘查，確定軟土地基的關鍵組分，制定處理方案，將處理工作落實到位。通常，需根據建筑面積計算建筑的平均載荷，再根據載荷關系規劃地基處理方案。若載荷超過平均承載量的4倍，可采取獨立地基，考慮地基穩定性的同時追求經濟性；若最大承載量不足平均承載量的2倍時，需要采取筏形基礎。

(2)勘察過程中發現地基存在承載性不足、不平整等問題時，需要在正式施工前采取補救措施，營造良好的施工條件，降低施工期間安全事故和質量問題的發生率，具體可采取如下工作策略：1)研究地基構造，確定構造類型、構造特性，評價原始構造是否滿足建筑工程對現場自然條件的要求，并完整記錄信息，作為設計、施工等工程活動的參考；2)從行業中汲取經驗，結合建筑地基基礎實地施工條件，構建三維模型，直觀地進行分析，檢驗設計方案的可行性，再做好調整；3)工程人員保持密切的溝通，高效共享信息，對于出現的問題，需要快速反饋，妥善處理；四是加強施工后的檢驗，保障建筑地基基礎的施工質量，同時分析工程施工中暴露出的問題，從中汲取經驗，優化工作方法，持續提高建筑地基基礎工程的施工水平。

4 結語

建筑地基保持平整和穩定是有效進行建筑主體結構建設工作的重要前提，規范施工建筑地基基礎至關重要。本文結合工程實例，分析了基坑支護、人工挖孔灌注樁、土方回填等的施工方法，確定了施工流程和具體要點，總結了建筑地基基礎施工中的質量控制措施，以期給同仁提供參考。此外，不同建筑工程的地基基礎在地質、地形、水文條件等方面均存在差異，因此建議工程人員要遵循因地制宜的原則，根據實際條件制定建筑地基基礎施工方案，實現安全、質量可靠、高效多項目標，保證地基基礎工程的施工質量，為建筑工程的發展打好基礎。