[摘要]針對復(fù)雜環(huán)境條件下，對基坑工程質(zhì)量從設(shè)計、施工兩方面進行控制。
　　[關(guān)鍵詞]環(huán)境條件、基坑工程、質(zhì)量控制
　　前言
　　深基坑工程是近十余年我國在城市建設(shè)迅猛發(fā)展中伴隨著大量的高層超高層建筑、地鐵、地下車庫、地下商場等大型市政地下設(shè)施和工業(yè)文化、地下設(shè)施的興建，而凸現(xiàn)的技術(shù)難題，本文通過介紹工程實例，探討了現(xiàn)階段下，在復(fù)雜環(huán)境中如何控制設(shè)計階段、施工階段的基坑工程質(zhì)量。
　　1、 工程概況
　　廣東省南海人民醫(yī)院外科大樓（以下簡稱外樓大樓）位于南海桂城佛平路，建筑占地約4500m2，地面以上19層，框一剪結(jié)構(gòu)，設(shè)2層地下室，基坑長約85m，寬約65m，深7.5m，電梯井和地下水池局部位置加深至9.5m。
　　工程現(xiàn)場狹窄，除北面為臨時停車場外，其余三面都是需要保護的建筑物及地下市政管線設(shè)施，特別是西面距基坑邊僅5.5m為一正在營業(yè)中5層酒店，施工期間既要絕對保證醫(yī)院正常運作，又要保證周邊建筑物的環(huán)境安全。
　　有鑒于此，業(yè)主方對基坑工程施工十分重視，施工單位、設(shè)計單位都選擇了經(jīng)驗豐富知名品牌公司，同時，經(jīng)過多方面比選，最終業(yè)主方選擇我司為項目管理公司，委托進行全程管理，以實現(xiàn)基坑工程“安全、經(jīng)濟、合理、可行”的目標。
　　2、 工程環(huán)境調(diào)查
　　由于城市中深基坑工程常處于密集的既有建筑物、道路橋梁、地下管線的近旁，故基坑工程雖屬于臨時性工程，但其技術(shù)復(fù)雜性卻遠甚于永久性的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)或上部結(jié)構(gòu)。基坑工程設(shè)計、施工如稍有不慎，不僅將危及基坑的本身安全，而且會殃及鄰近的建構(gòu)筑物、道路和各種地下設(shè)施，造成巨大損失。隨著基坑深度增加，這種風險愈加明顯，另一方面，基坑工程設(shè)計以開挖施工參數(shù)為依據(jù)，但開挖施工過程往往會引起支護結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移及基坑內(nèi)外土體變形發(fā)生種種意外變化，乃至影響工程環(huán)境安全，絕非傳統(tǒng)的設(shè)計方法所能事先控制或事后處置，因此，在設(shè)計方案出臺前，對項目工程環(huán)境進行周密的調(diào)查就顯得尤為必要。
　　調(diào)查對象包括基坑周圍相當基坑開挖深度的3~4倍范圍內(nèi)地上的建構(gòu)筑物，古建文物以及地下市政管線，如發(fā)現(xiàn)既有建構(gòu)筑物等已有裂損傾斜等情形，同時收集其詳細資料，并在必要處作出標記或攝像、繪圖等，然后對調(diào)查對象承受地基變形性能作出分析鑒定，為該建構(gòu)筑物的地基加固，結(jié)構(gòu)補強等設(shè)計方案，提供原始設(shè)計參數(shù)。
　　3、 設(shè)計方案比選的質(zhì)量控制
　　基坑安全的因素主要有兩個，一是圍護結(jié)構(gòu)要保證周邊位移在允許范圍之內(nèi)，二是基坑不滲漏和漏水，以免引起周邊地面及鄰近建筑物的沉降變形，對方案設(shè)計而言，本工程場地的情況是比較復(fù)雜的，主要有以下三個方面：
　　（1） 不能放坡開挖，周圍環(huán)境條件和地質(zhì)條件不具備條件。
　　（2） 軟弱地層厚度大，基巖埋藏深（20~28m），錨桿使用和圍護樁入巖是個難題，要考慮安全、造價相對統(tǒng)一。
　　（3） 地下水豐富、含水層厚度大，地下室結(jié)構(gòu)大部分處于砂層或粘土層，將會給基坑降水，地下室底板施工增加難度，整個基坑防水是關(guān)鍵。
　　根據(jù)各種條件，可考慮目前較廣泛使用的幾種圍護方案：
　　方案一：深層攬拌樁圍護結(jié)構(gòu)，按重力式擋土墻進行設(shè)計，墻寬3~4m，嵌固深度5~6m。
　　方案二：地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)，預(yù)算造價2300萬元，工期150天。
　　從前面所述環(huán)境條件可知，該基坑西面場地狹窄，不完全具備重力擋土墻施工條件，而方案二由于造價和工期原因亦不宜采用。
　　綜合各方面分析，決定采用以下的支護類型
　　（1） 北段基坑：采用高壓旋噴樁支護，樁徑φ1200，入殘積土層
　　（2） 其它三段基坑：采用排樁式地下連續(xù)墻，樁徑φ1200，樁距1.4m，外排加設(shè)高壓旋噴樁止水
　　4、 施工過程控制
　　4、1、樁基方案的選擇
　　由于場地處城市中心區(qū)，錘擊類和振動類施工方法的樁型均不允許，因此只有鉆孔樁和人工挖孔樁兩種樁型可供選擇。
　　① 鉆孔灌注樁
　　鉆孔灌注樁最大優(yōu)點是沒有降水要求，但施工周期長，費用較高而且現(xiàn)場場地狹小，沒有可供建造鉆孔樁施工相關(guān)設(shè)施的場地，同時有關(guān)部門也對鉆孔樁在鬧市區(qū)施工對周邊環(huán)境的影響持保留意見，因此鉆孔樁方案被淘汰
　　② 人工挖孔樁
　　人工挖孔樁的優(yōu)點是施工工期短，費用較省，不需要大型機械及配套設(shè)施，也是周邊相似工程采用的方案。其缺點是施工時必須降水，因此綜合各方案的優(yōu)、缺點和相關(guān)單位意見，本工程決定采用人工挖孔樁，以中風化巖為持力層。
　　4、2、挖孔樁質(zhì)量控制
　　由于施工總承包方將人工挖孔樁施工任務(wù)分包給施工技術(shù)、施工能力參差不齊的私人施工隊伍，分包方技術(shù)及管理力量較弱，沒有詳細可行的施工方案和施工組織設(shè)計，同時欠缺適當?shù)馁|(zhì)量控制，又沒有及時聽取監(jiān)理公司和設(shè)計單位的意見和建議，在試樁階段出現(xiàn)了較多質(zhì)量問題，主要體現(xiàn)在：①未按水下砼的施工要求進行砼搗澆砼
　　②未合理安排施工順序，在樁砼尚未凝固時鄰近樁砼進行抽水。
　　以上兩點導(dǎo)致樁身質(zhì)量得不到保證，監(jiān)理公司和設(shè)計單位多次向分包和甲方通報情況，但均未引起重視，后來出現(xiàn)了在流砂、流動性淤泥中無法成孔，施工班組強行施工引起孔塌，差點造成重大傷亡事故，這才引起有關(guān)單位的重視，要求進行整改，更換分包隊伍、制定可行詳細的施工方案。
　　本工程的軟弱地層較厚，地下水量豐富，出現(xiàn)流砂和流動性淤泥是不可避免的，其防治和處理也是本工程的最關(guān)鍵問題，現(xiàn)分述如下：
　　4．2．1．流砂的防治
　　①、首先施工圍護樁中的高壓旋噴樁，形成封閉的止水帷幕，以起到隔水作用，切斷基坑內(nèi)外的水力聯(lián)系。
　　②、對有砂層的挖孔樁集中抽水，集中開挖，并加快每次開挖進度爭取盡快穿過砂層，既能降低總抽水量，又能降低對砂層的擾動，從而避免大量水土流失。
　　③ 、將每節(jié)護壁的高度由慣例1.2m降低為0.5~0.7m，將護壁豎筋先用錘子打入砂層，豎筋直徑φ12，L=1.2m,將干稻草織成辯狀備用，邊淘砂土邊用織好的稻草堵塞泥砂，稻草不僅能阻擋泥砂，而且起到濾水的作用，降低水壓力，如果土側(cè)壓力較大，用稻草難以堵塞流砂時，可將削好的毛竹片用小手錘打進砂層，縫隙再用稻草填塞。毛竹材料成本低，削成片后不僅有很好的韌性且具一定剛度，可謂剛?cè)嵯酀�，是很好的圍護材料，與砼澆灌后還能提高砼抗彎性能。
　　挖好砂土后盡快澆灌護壁砼，使用早強速凝劑，每節(jié)高度由1.2m改為0.5~0.7m。當水流較快，水流量大時，為避免砼初凝前被水沖垮，可在上一節(jié)護壁鑿數(shù)個小孔，通過小孔將塑料軟管固定，需要切斷水流時，僅將軟管用繩子打結(jié)即可通過上述一系列施工措施，終于順利穿越砂層。
　　4.2.2.流動性淤泥的防治
　　挖孔樁穿過砂層接著就是淤泥層的，成孔與砂層的成孔方法基本相同，但由于淤泥層埋深大，土側(cè)壓力隨之增大。使用上述方法后，仍有10個孔樁無法施工，發(fā)生了涌泥與塌方。
　　經(jīng)過多方協(xié)商，綜合考慮安全性、經(jīng)濟性和進度后，決定采用鋼護筒施工，采用這種辦法后每樁增加4000元，而安全性大大提高，并僅用十天時間就穿過淤泥層，具體方法如下：
　　① 、將3mm厚鋼板卷成筒狀，鋼板逢滿焊，外壁用φ12@500鋼筋做加勁筋，鋼筒長度以穿過淤泥層后進入粉粘土500的長度為終孔依據(jù)。
　　② 、將鋼筒吊入樁孔，校正位置和垂直度
　　③ 、將2-3條槽鋼平放在鋼筒上邊，并堆滿砂袋。
　　④ 、將勾機改裝成炮頭機點擊槽鋼，在炮頭振動器及砂袋共同作用下，鋼筒逐漸下沉并穿過淤泥層。注意事項：鋼筒垂直度要保證并且須一次性穿越淤泥層，否則會由于淤泥層土側(cè)壓力的擠壓作用而導(dǎo)致鋼筒不能繼續(xù)下沉，沉管作為挖孔樁護壁后按常規(guī)方法施工即可。
　　4.3高壓旋噴樁質(zhì)量控制
　　高壓旋噴樁加固機理主要是用高壓裝置產(chǎn)生巨大的能量射流對土層進行切割沖擊，改變其原始結(jié)構(gòu)，同時水流產(chǎn)生壓力擴散，形成紊流，使水漿液充填其間縫隙，凝固后形成具有一定強度和抗?jié)B性能的固結(jié)體，孔間相互搭接形成一定形狀的防滲墻。
　　4.2.1成孔質(zhì)量控制
　　1、鉆孔方法確定
　　施工時曾采用多種方法開孔，開始用常規(guī)泥漿護壁合金鉆頭回轉(zhuǎn)成孔，但工效特別低，其后改用潛孔風動沖擊鉆跟管成孔其成孔工效較高，但因地層特別松散，孔隙連通性好，高壓旋噴時水泥漿液漏失嚴重，孔口不返漿，無法形成高噴防滲墻，最后采用鋼粒鉆頭泥漿護壁回轉(zhuǎn)成孔，此鉆孔采用泥漿護壁，成孔過程中泥漿充填地層中孔隙，高噴過程中水泥漿漏失少，對高噴成墻有利，因此鉆孔方法采用泥漿護壁鋼粒鉆頭鉆進方法成孔。
　　2、泥漿的確定
　　鉆孔護壁采用膨潤土制漿效果好，但用量大，成本高，選用當?shù)氐慕�土加入一定量的外加劑不僅效果好，且成本低，外加劑為水玻璃和水泥，提高泥漿的粘度，在鉆孔過程中，泥漿漏失嚴重時，提出機具向孔內(nèi)填入紅土，然后放入鉆具干鉆；如此反復(fù)堵住泥漿漏失為主。
　　3、孔斜控制
　　此地層中一旦孔斜，處理難度特別大，且效果不好。因此孔斜的控制應(yīng)控制好鉆機的水平和立軸的垂直度，選用xu-1000型較平穩(wěn)的鉆機，機床墊上枕木，用柳釘將鉆機固定在枕木上，開鉆前嚴格檢查鉆機的水平和立軸的垂直度，在鉆進過程中應(yīng)經(jīng)常檢查鉆機的水平和立軸的垂直度，在鉆進過程中遇到鉆機嚴重晃動時，就降低鉆壓和鉆速。
　　4.2.2高壓噴射注漿
　　1、拆管過程中引起的噴嘴堵塞處理
　　高噴時由于壓縮空氣的作用，孔內(nèi)存在負壓，拆管時，由于負壓的作用，孔內(nèi)粉砂極易吸入噴嘴將其堵塞，為此在拆管停機時應(yīng)先將壓縮空氣卸壓至低值，同時將高壓水卸壓至低值，然后逐漸關(guān)閉壓縮空氣和水泥漿液，清水泵低壓繼續(xù)送水至孔內(nèi)，負壓消失后將水關(guān)閉，迅速拆管。
　　2、水泥漿液漏失的處理
　　由于鉆孔時的泥漿對地層中孔隙的填充有一定限度，高噴對高壓水射流的壓力大，影響范圍廣，因此常發(fā)生高噴時水泥漿液漏失現(xiàn)象。遇到水泥漿液漏失時，停止提升高噴管，漏失不嚴重時，待漿液返出孔后，繼續(xù)高噴提升，當漏失嚴重時，就向孔內(nèi)填入的砂或細干紅土，待返漿正常后繼續(xù)提管高噴。
　　5、 結(jié)論的建議
　　該工程已于2005年竣工驗收并交付業(yè)主使用，在整個基坑開挖及地下室施工期間，施工和觀測均表現(xiàn)好，圍護結(jié)構(gòu)承力擋土和防滲上水效果良好，達到預(yù)期效果。
　　（1） 支護結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容應(yīng)擴展至考慮基坑變形影響所至的范圍，而不僅局限于支護基坑本身而已，同時作為業(yè)主所聘請顧問，管理公司，應(yīng)將委托監(jiān)理范圍由施工階段前移至設(shè)計階級，參與比選設(shè)計方案，組織對周邊環(huán)境的調(diào)查，只有這樣才能最大限度發(fā)揮效益，達到經(jīng)濟與安全相互統(tǒng)一的和諧。
　　（2） 對在基坑工程影響范圍內(nèi)周邊環(huán)境應(yīng)采取適當可行的監(jiān)護，監(jiān)護方法有兩類：一類是在基坑的比鄰監(jiān)護對象的部位將擋墻加深以隔斷之，或?qū)ΡO(jiān)護對象采用基礎(chǔ)托換結(jié)構(gòu)補強，地基加固等直接加以保護，使其免受基坑施工影響；另一類是適當加強支護體系，包括對基坑底部和周圍土體加固，借以把基坑變形控制在允許范圍內(nèi)，這些方法應(yīng)分別根據(jù)工程具體情況經(jīng)分析比較后采用。
　　（3） 基坑施工是技術(shù)要求比較高的分項分部工程，施工單位應(yīng)有完善的施工組織設(shè)計和技術(shù)保障措施，并應(yīng)主動聽取有單位與人員的意見與建議，自覺接受監(jiān)督。同時對施工質(zhì)量事故的處理應(yīng)從多方面想辦法，抓住問題的關(guān)鍵，處理方法必須具備一定的理論基礎(chǔ)，事先做試驗，事后應(yīng)有嚴格的檢測措施，以確保效果。
　　（4） 對開挖過程實施施工監(jiān)測、將信息及時反饋，以掌握支護結(jié)構(gòu)和基坑內(nèi)外土體移動，隨時調(diào)整施工參數(shù)，優(yōu)化設(shè)計或采取相應(yīng)措施，以確保施工安全順利進行。
　　
　　參考文獻
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　　（2）黃強基坑內(nèi)外不同土層支護結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工北京工業(yè)出版社1995
　　（3）黃熙齡高層建筑地下結(jié)構(gòu)及基坑支護宇航出版社1994
　　
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