建筑基坑工程中內(nèi)撐式排樁施工技術(shù)應(yīng)用研究

鄭文瀟

（福建旭坤建設(shè)工程有限公司， 福建 福州 350001）

0 引言

內(nèi)撐式排樁是建筑工程基坑支護(hù)施工的常用技術(shù)，該技術(shù)可以充分保證建筑工程的地下施工過程的安全性和穩(wěn)定性。目前為滿足我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活需求，高層建筑不斷增多，項目施工設(shè)計的基坑深度隨之不斷增加。內(nèi)撐式排樁施工技術(shù)逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)支護(hù)技術(shù)中的放坡開挖、水泥護(hù)墻等，傳統(tǒng)支護(hù)技術(shù)已經(jīng)無法滿足高層建筑深基坑施工的安全要求，內(nèi)撐式排樁施工技術(shù)是應(yīng)用廣泛的施工形式。

1 工程案例

1.1 項目基本情況

結(jié)合某城市高層建筑基坑工程，分析內(nèi)撐式排樁施工技術(shù)在基坑開挖施工支護(hù)中的實際應(yīng)用，對工程案例項目的支護(hù)技術(shù)施工過程進(jìn)行深入研究。該項目的總建筑面積約80000m2，共6 幢高層居民樓和2 幢裙樓，其中地下室的總建筑面積約15000m2，居民樓占地面積在400～900m2之間，裙樓面積約16000m2，本建筑工程的基坑支護(hù)項目是整個工程的施工重點(diǎn)內(nèi)容。案例工程的施工環(huán)境，位于城市偏僻的郊區(qū)，周圍有耕地、居民區(qū)、重要的市政道路、擬建疏解公路以及環(huán)城高速公路等，周邊或地下不存在密集的管道、管線或文物等，整個項目的施工環(huán)境良好。

1.2 項目地質(zhì)情況

根據(jù)設(shè)計單位的勘探資料分析，基坑施工現(xiàn)場的土質(zhì)自上往下依次是雜填土、沉積層、沖積層、殘積層以及中風(fēng)化巖層等。案例工程土質(zhì)結(jié)構(gòu)的雜填土下面是軟塑狀的淤泥三角洲沉積層，沉積層的空隙比、含水比較高，沉積層下面是可塑狀的飽和中細(xì)砂，再往下是硬度和承載力較高的粉質(zhì)黏土。粉質(zhì)黏土層厚度是8.5～15.6m，項目中的平均厚度約12.45m。粉質(zhì)黏土下面是為微風(fēng)化或中風(fēng)化巖層，在支護(hù)施工中是作為排樁的持力層。實際基坑工程的土質(zhì)濕化程度偏高，因為當(dāng)?shù)貧夂蚝褪┕さ攸c(diǎn)環(huán)境原因，導(dǎo)致施工土層含水量過高。案例基坑工程的邊坡周圍100m 內(nèi)沒有建筑物，施工過程不用考慮附加載荷外力.

2 建筑基坑工程內(nèi)撐式排樁施工技術(shù)概述

2.1 內(nèi)支撐

建筑基坑工程的內(nèi)支撐是基坑支護(hù)的一種。基坑內(nèi)支撐設(shè)計主要包括支撐的材料的選擇、支撐結(jié)構(gòu)體系的布置、水平支撐的豎向設(shè)置、斜撐體系的豎向布置、支撐節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造 ；水平支撐體系的設(shè)計計算、豎向支撐體系的設(shè)計計算、坑內(nèi)被動區(qū)加固設(shè)計計算以及換撐設(shè)計等。內(nèi)支撐包括鋼支撐、混凝土支撐以及鋼與混凝土組合支撐。內(nèi)支撐按照不同基坑的形狀、大小施工，可以分為斜撐、角撐和環(huán)撐等不同形式。選擇合理的內(nèi)支撐方式開展施工，是保證基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的重點(diǎn)，在內(nèi)支撐的安裝、澆筑過程中，做好安全防護(hù)措施，規(guī)范施工操作，防止發(fā)生坍塌、墜落等安全事故。

內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)要對稱進(jìn)行施工，施工中保持桿件受力均衡。在夏季施工存在較大溫度應(yīng)力時，對支撐采取有效的降溫措施；當(dāng)冬季施工或者遇到降溫天氣時，溫度引起的鋼材收縮容易造成支撐斷頭或者出現(xiàn)空隙，采用鐵楔對支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠連接。內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)的施工順序和設(shè)計要求保持一致，施工過程按照先支撐后開挖的原則?；舆M(jìn)行土方開挖時分層均勻施工，基坑內(nèi)不能形成較大的挖掘高差，避免造成支護(hù)結(jié)構(gòu)、支撐桿件的受力不均勻，防止形成應(yīng)力集中。另外，土方開挖或運(yùn)輸過程中，土方機(jī)械避免碰撞內(nèi)支撐。

2.2 排樁

建筑基坑工程的排樁支護(hù)施工可以分為懸臂式、錨拉式、內(nèi)撐式及混合式等形式。內(nèi)撐式排樁施工技術(shù)是在懸臂式的基礎(chǔ)上，是解決土壓力和嵌固力相互作用引起的樁頂位移問題的有效方法，主要是通過在排樁內(nèi)側(cè)建立支撐的施工方式實現(xiàn)。排樁支護(hù)主要有鉆孔灌注樁、高壓旋噴樁及鋼板樁三類。鋼板樁主要應(yīng)用在4m 以上深度的基坑，深基坑中缺乏足夠的支護(hù)剛度，抗剪切力較差，在基坑工程施工中很少應(yīng)用。水泥樁作為基坑支護(hù)時，不可忽略實際工程的土質(zhì)對水泥樁的影響，避免土質(zhì)對樁身的腐蝕。國內(nèi)內(nèi)撐式排樁現(xiàn)階段常用的施工技術(shù)主要是鉆孔灌注樁（如圖1 所示），采取該方法進(jìn)行施工，對現(xiàn)場周圍自然環(huán)境的影響較小，施工完成后支護(hù)性能安全穩(wěn)定，強(qiáng)度和剛度均達(dá)到深基坑工程的施工需求，施工效果良好。

圖1 內(nèi)撐式排樁施工

3 內(nèi)撐式排樁支護(hù)的施工要點(diǎn)

3.1 地下水處理

案例項目的勘探過程已探明施工現(xiàn)場地層存在豐富的地下水，水源以大氣降水為主。因為地下水存在長期滲透情況，現(xiàn)場周圍的多條地表徑流對施 工過程有潛在影響，施工現(xiàn)場基坑地層存在間隔性的地下水層。表層水主要分布在雜填土層中，深度在3m 左右。中層水主要位于6m 左右深度的沉積層或沖基層內(nèi)，其水量比表層水較多。地層地下水主要分布在硬土層中，在巖層承壓能力和地表水源共同影響下，水量最高。案例工程在施工過程中對不同的水層采取差異化處理措施。

表1 地下室處理措施

3.2 鉆孔灌注樁

案例項目采用的鉆孔灌注樁直徑800mm，樁長是基坑深度的1.8 倍，以保證其嵌固力和支護(hù)安全，控制樁間距1200mm。因為現(xiàn)場土層含水量較大，在施工過程中采用1∶0.48 的水灰比，合理控制摻灰量。鉆孔施工時選擇低檔帶漿進(jìn)行下鉆，嚴(yán)格控制噴漿量和壓力，壓力控制0.5MPa 左右。鉆孔采用“二噴四攪”工藝，合理控制施工時間，科學(xué)規(guī)劃鉆孔灌注樁排樁施工，按照規(guī)范流程施工和管理，重點(diǎn)檢查施工過程的接頭絲扣連接情況和控制鋼筋籠施工環(huán)節(jié)，對鋼筋籠進(jìn)行必要的保護(hù)措施，避免外力擠壓導(dǎo)致變形。在鉆孔灌注樁施工完畢后，頂部支撐采用鋼筋混凝土壓頂梁（如圖2 所示）。結(jié)合實際項目參數(shù)進(jìn)行力學(xué)計算，在建筑基坑工程內(nèi)部設(shè)置合理數(shù)量的鉆孔灌注樁，作基坑內(nèi)撐結(jié)構(gòu)的中間支座，保證支撐結(jié)構(gòu)受力的安全性和穩(wěn)定性。

圖2 灌注樁施工示意圖

3.3 基坑開挖

案例項目的基坑工程進(jìn)行挖深的土方量較大，結(jié)合理論和實踐經(jīng)驗，確定采取分層開挖的方法進(jìn)行施工，構(gòu)件檢驗合格后再進(jìn)行基坑開挖。在進(jìn)行第一層挖掘施工中，設(shè)置滿足機(jī)械移動的坡道，在坑下進(jìn)行土方裝載和外運(yùn)。基坑第一層的開挖全部采用機(jī)械施工（如圖3 所示），在第一層土方挖掘完成后架設(shè)第一道支撐，機(jī)械施工便利高效，避免支撐設(shè)置時間過晚導(dǎo)致樁頂受力發(fā)生位移。

圖3 基坑開挖機(jī)械施工

進(jìn)行第二層土方挖掘作業(yè)時，需要根據(jù)支撐的受力情況合理安排施工順序和施工進(jìn)度。開挖順序按照東西南北四個方向?qū)ΨQ的方式進(jìn)行，然后進(jìn)行中央?yún)^(qū)域的開挖作業(yè)，完成支撐圍護(hù)樁部分作業(yè)，最后進(jìn)行基坑四角位置的作業(yè)。在對內(nèi)撐腳土方進(jìn)行挖掘時，應(yīng)注意保護(hù)支撐構(gòu)件，防止機(jī)械故障或人為原因造成結(jié)構(gòu)損傷。鋼筋混凝土支撐在施工注意事項如下：樁頂鋼筋裸露部分應(yīng)滿足基坑工程的設(shè)計要求，對浮漿進(jìn)行鑿毛處理；鋼筋搭接施工時，應(yīng)控制受力筋錯開搭接40d 以上，負(fù)鋼筋的跨度范圍選擇在1/3 處；在進(jìn)行模板施工時，需要設(shè)置專人隨時觀察控制澆搗作業(yè)，如果發(fā)現(xiàn)模板出現(xiàn)異常情況及時進(jìn)行科學(xué)地處置；送料過程中，保證料斗始終是滿料的狀態(tài)，防止料斗吸入空氣，保證基坑的施工質(zhì)量。

4 結(jié)語

總之，建筑基坑工程中內(nèi)撐式排樁施工技術(shù)在建筑基坑開挖中具有廣泛的應(yīng)用價值。需要結(jié)合實際工程項目情況具體應(yīng)用，在施工過程中應(yīng)充分考慮不同項目的地質(zhì)條件、氣候環(huán)境和施工環(huán)境，科學(xué)選擇施工技術(shù)、材料、工藝?；娱_挖前保證對施工現(xiàn)場進(jìn)行充分的勘探工作，選擇合理的地下水處理措施、采取分層施工策略進(jìn)行基坑開挖，根據(jù)科學(xué)的施工順序規(guī)范施工，保證基坑內(nèi)支撐排樁平衡受力，保證基坑開挖質(zhì)量的安全和高效。