整体超深淤泥质土基坑支护和基础施工处置方法总结
内容摘要：某项目场地系长江支流河床回填沉积形成，淤泥质土沉淀厚度7-12m，单体楼与地库基础设计为钢筋混凝土钻孔灌注桩，桩长18-25m，桩下持力层岩面起伏较大，地质情况异常复杂，对项目基础工程施工组织管理是一项严峻的挑战。为解决上述难题，本文重点围绕深基坑支护、桩基施工作业面的场地处理、桩基工程施工、桩基常见问题分析进行全面的总结。本文对沿江城市淤泥质土中进行基础工程设计与施工，有积极的指导和借鉴价值。
关键词：深基坑 钢板桩 灌注桩 淤泥土 换填
钢板桩支护
一、工程概况
1、项目位于安徽省铜陵市枞阳县境内，总用地面积44542m2，总建筑面积100239m2，地下室面积19170m2。
2、项目用场地系长江支流河床回填沉积形成，淤泥质土沉淀厚度7-12m，单体楼和地下室基础设计为钢筋混凝土钻孔灌注桩，桩径700-800mm、桩长18-25m，岩土勘察报告显示桩下持力层岩面起伏较大。
二、深基坑支护施工
1、支护设计方案
项目用地北侧、西侧均紧邻城市主干道，为确保交通正常通行和道路安全，设计支护方案采用双排钢板桩+工字钢钢围檩进行支护，钢板桩为SP-Ⅳ拉森钢板桩钢板桩，单根宽度0.4m、长度12m，厚度15.5mm， 标准钢板桩重量为76.1kg/m；围檩采用20#工字钢，锚板材料均采用Q345，采用螺栓连接，必要时可采用焊接。
钢板桩支护哔咔PICACG漫画
2、钢板桩支护施工
2.1板桩插打：因场地临近城市主干道，选用长臂打桩机、采用振动下压法施工，尽可能减轻对道路附近的土体进行扰动。
2.2插打钢板桩时应严格控制好桩的垂直度，尤其是第一根桩要从两个垂直方向同时控制，确保垂直不偏，在垂直导向设备导向下，先将全部钢板桩逐根插打到稳定深度，然后依次复打至设计标高。
3、质量标准及检验方法
3.1钢板桩桩顶高程、平面位置符合设计要求。钢板桩顶达到设计高程时，平面位置允许偏差：水中打桩为20cm，陆地打桩10cm；
3.2经过整修或焊接的钢板锁口，通过试验合格后才能投入使用；
3.3钢板桩接长时，应采用等强度钢板桩焊接接长，相邻钢板桩接头上下错开2m以上；
3.4钢板桩宽度应根据地下水深、土质和支护长宽比等因素来确定，但宽度不应少于2.5m；
3.5同一支护内，使用不同类型的钢板桩时，宜将不同类型桩的各半拼焊成一根异型钢板桩，分别与相邻桩进行连接。
钢板桩支护
4、基坑变形监测和预警
4.1监测内容：基坑顶部水平位移；基坑顶部竖向位移；支撑应力；周边地表沉降；周边建筑水平位移、竖向位移及倾斜度；桩身应力；桩身倾斜度；立柱桩水平及沉降位移。
4.2监测频率：本项目基坑监测频率按一级基坑监测频率确定：基坑开挖小于5m时两天一次，开挖大于5m后为一天一次。对于出现异常坡顶堆载、异常超挖、支护结构质量异常的情况，必须对异常部位临时增设测点，24小时不间断观察和观测。
4.3监测预警：当变形达到预警值，或坡度位移及沉降达到允许值；位移不稳定、不收敛且超过规范要求；坡顶、地面或周边管线出现异常或出现较大裂缝；应及时与设计单位、建设单位和监理公司联系，并采取应急技术措施。
5、钢板桩施工中常见问题及处置方法
5.1打桩过程中有时遇上大的块石或其它不明障碍物，导致钢板桩打入深度不够，可采用采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。
5.2钢板桩发生偏斜：可采取以下措施进行纠偏：在发生偏斜位置将钢板桩往上拔l.0m～2.0m，再往下锤进，如此上下往复振拔数次，可使大的块石被振碎或使其发生位移，让钢板桩的位置得到纠正，减少钢板桩的倾斜度。
5.3钢板桩沿轴线倾斜度较大：采用异形桩来纠正，异形桩一般为上宽下窄和宽度大于或小于标准宽度的板桩，异形桩可根据据实际倾斜度进行焊接加工；倾斜度较小时也可以用卷扬机或葫芦和钢索将桩反向拉住再下压。
钢板桩支护
5.4在基础较软处，有时发生施工当前桩时将邻桩带入现象：采用的措施是把相邻的数根桩焊接在一起，并且在施打当前桩的连接锁口上涂以黄油等润滑剂减少阻力。
5.5钢板桩渗漏及涌砂现象：基坑开挖过程中发现钢板桩渗漏，主要在接缝处和转角处局部还有涌砂现象。
原因分析：旧桩较多，使用前未进行矫正和检修或检修不彻底，锁扣处咬合不好，以致接缝处易漏水。转角处为实现封闭合拢，应有特殊形式的转角桩，这种转角桩要经过切焊工序，可能会产生变形。打设拉森钢板桩时，两块板桩的锁扣可能插对不严密，导致桩身垂直度不符合要求，出现锁扣漏水。
处理措施：旧钢板桩打设前需在平台上进行校正，对变形的钢板桩可采用油压千斤顶或烘烤等方式矫正；打设过程中做好围檩支架，保证钢板桩垂直打入和打入后的钢板桩墙面平直，防止锁扣中心线位移，也可在打桩进行方向上的钢板桩锁扣处设卡板，阻止板桩移位。针对漏水或涌砂现象，可采用水玻璃水泥浆以阀管双浆液灌浆系统进行封堵。
5.6拉森钢板桩侧倾、基坑底部隆起及地面开裂并下沉：土方开挖时挖掘机及运土方车在地面钢板桩侧施工，导致拉森钢板桩侧倾、基坑底部隆起及地面开裂并下沉。
原因分析：施工区在软土区，设计嵌固深度不足，因而桩后地面下沉，坑底隆起是管涌的表现，另外挖土机械在钢板转侧施工增加了土的地面荷载，导致桩顶侧移。
处理措施：土方机械不得在桩侧附近施工，如必须施工，则应增加桩的嵌固深度，坑底可采用压密注浆处理，水位较高时需进行轻槽井点降水配合施工。
三、淤泥土换填
场地用山渣石置换淤泥土
1、桩基设计概况：项目14栋单体楼和地下室基础设计均为钢筋混凝土钻孔灌注桩，桩径700-800mm、桩长18-25m，共3670根、总长度80740米。
2、地质条件：根据勘察报告勘察揭露，拟建场地地表以下7-12m为长期冲击沉淀的淤泥质土，土下岩面高低起伏不平，不利于桩基施工机械行走左右和桩尖入岩深度的控制，为桩基施工带来严峻挑战。
3、施工场地换填
3.1临时路换填：根据施工平面布置图的道路规划，对路基以下800mm淤泥换填山渣石，机械压实后浇筑C30、200厚混凝土。
3.2施工场地换填：除临时道路以外的施工场地全部换填500mm厚山渣石，供材料堆放、临时设施布置、手推机械行走、施工人员通行，且做好排水措施。
场地山渣石置换淤泥土
四、桩基工程施工
1、施工工艺流程：桩位放样 → 埋设钢护筒 → 配置泥浆 → 钻孔、清孔 → 钢筋笼制作 → 二次清孔 → 灌注水下混凝土 → 留置混凝土试块.
2、质量控制重点：桩孔垂直度、桩孔深度、入岩深度、孔底沉渣厚度、混凝土浇筑质量、混凝土初灌体积控制等。
3、施工勘探及时配合，查明不明或可疑地质情况，保证了桩基工程施工成桩质量。
桩基钻孔施工
4、钻孔灌注桩质量问题及预防纠正措施
4.1桩孔坍塌：成孔中或成孔后，孔壁不同程度坍落。
原因分析：⒈ 护筒埋设太浅，⒉ 泥浆性能不合要求，孔内水头高度不够或孔内出现承压水 ；⒊ 钢筋笼碰撞、刮擦孔壁；⒋ 成孔后待灌时间和浇灌时间过长。
预防措施：⒈ 在松散易坍土层中，适当深埋护筒，周围用粘土回填压实；⒉ 使用优质泥浆，提高泥浆比重，终孔后补给泥浆，保持要求的高度；⒊ 保证钢筋笼制作质量、防止变形、垂直入孔、防止碰撞、刮擦孔壁；⒋ 成孔后待灌时间(含两次清孔)，一般不应超过24小时，同时尽可能加快浇灌速度，缩短浇灌时间。
4.2桩孔局部缩径：局部孔径小于设计孔径。
原因分析：⒈ 泥浆性能欠佳，失水量大，引起孔壁吸水膨胀或形成疏松，蜂窝状厚层泥皮；⒉ 桩孔施工间距和时间间隔不当、土层中应力尚存，新孔孔壁土层流变；⒊ 钻头直径磨损过大。
预防措施：⒈ 采用优质泥浆，控制泥浆比重和粘度，降低失水量；⒉ 当设计桩距＜2.5～3D时，应采取跳隔1～2根桩施工，新桩孔应尽可能在邻桩成桩2～3天后开始钻进；⒊ 经常检查钻头直径，视地层情况选用双导正环保径的笼状钻头哔咔PICACG漫画。
桩基混凝土浇筑
4.3桩孔偏斜：成孔后出现桩孔垂直偏差或弯曲。
原因分析：⒈ 机台不水平或钻台不均匀沉陷；⒉ 护筒埋设偏斜、钻杆弯曲、主动钻杆倾斜；⒊ 遇旧基础或大孤石等障碍物；⒋ 土层软硬不均或基岩面倾斜。
预防措施：⒈ 机台安装周正、水平、稳固、天车、转盘中心和护筒中心三点成一线；
⒉ 护筒不偏斜、钻杆不弯曲、主动钻杆保持垂直，增添导向装置，控制提纠水龙头；⒊ 清理地下障碍物；⒋ 除软硬互层采用轻压、慢转技术参数外，从软塑粘土层尤其流塑粘土层和砂层进入硬塑粘土层或从软层进入基岩时，笼状钻头下端的锥形导向小钻头要改用平底导向小钻头，或者直接用平底钻头钻进。
4.4孔底沉渣过多：孔底沉淤残留泥砂过厚或孔壁泥土坍落在孔底，使沉渣超标。
原因分析：⒈ 泥浆过稀、清孔未净；⒉ 清孔泥浆比重过小或用清水置换；⒊ 下入钢筋笼时碰、擦孔壁，泥土坍落孔底，或时间拖延过长，泥浆沉淀；⒋ 沉渣厚度测量的孔底标高不统。
预防措施：⒈ 终孔后，钻头提高孔底10～20cm，保持慢速空转，维持循环清孔时间不少于30min；⒉ 清孔时采用优质泥浆，控制泥浆比重和粘度，不要直接用清水置换；
⒊ 钢筋笼垂直缓放入孔，避免碰撞孔壁；⒋ 用平底钻头时，沉渣厚度从钻头底所达到的孔底平面算起；用底部带圆锥的笼状钻头时，沉渣厚度从钻头下端圆锥体高度的中点标高算起。
钢筋笼检查
4.5钢筋笼放置不符合要求：钢筋笼下放受阻，或不能安放到位。
原因分析：⒈ 钢筋笼变形；⒉ 吊放不垂直；⒊ 桩孔局部缩径；⒋ 孔底沉渣清理未净或孔深不足。
预防措施：⒈ 合理配置单节笼长，注意保护，防止变形；⒉ 钢筋笼主筋上设置保护垫块，吊放时要垂直，对准孔口缓慢轻放；⒊ 选用优质泥浆护壁，预防缩径；4.检查沉渣厚度及孔深。
4.6钢筋笼上浮：钢筋笼被混凝土顶托或被导管钩挂而高出设计标高。
原因分析：⒈ 混凝土流动性过小；⒉ 导管在混凝土中埋置深度过大；⒊ 钢筋笼制作质量不佳，不直或变形，笼底钢筋向内弯折，钩挂导管；⒋ 钢筋笼与孔口固定不牢，自重太轻，造成上浮。
预防措施：⒈ 加快浇灌混凝土的速度，缩短浇灌时间，添加缓凝剂；⒉ 混凝土接近笼底时，控制导管埋深1.5～2.0m，尽量减少窜插导管，改用转动导管密实混凝土；随时检查砼埋深；勤测深，勤拆管，直到钢筋笼埋牢后恢复导管正常埋置深度；⒊ 钢筋笼制作平直、不变形，主筋底端可适当向外弯折，并增加封底箍筋；⒋ 钢筋笼与孔口需固定牢固，可以采用吊筋加套管等方法顶住钢筋笼上口。
桩基成孔深度测量
4.7断桩：桩身中间出现没有混凝土或混进泥土或夹层。
原因分析：⒈ 导管提漏；⒉ 重新安置导管时，导管内部有泥土；⒊ 坍落度过小，骨料太大；⒋ 导管挂住钢筋笼，提一导管时没有扶正哔咔PICACG漫画。
预防措施：⒈ 勤测导管在混凝土中的埋深，严防拔出混凝土面；⒉ 坍落度严格按设计及规范要求控制；⒊ 灌注混凝土要连续作业，一气呵成；⒋ 避免导管挂住钢筋笼；
⒌ 贯彻“严细”施工原则，采取各种措施，排除各种施工质量问题，避免形成断桩。
结束语：本文围绕某项目（住宅小区）的施工建设，从基坑支护开工到桩基施工验收全过程进行施工组织设计，全面解决施工过程中的组织管理和技术工作，重点解决施工过程临近城市主干道深基坑支护，内部超深淤泥质土层的桩基施工技术难题。在安徽省内沿江城市淤泥质土中进行基础工程施工，有积极的指导和借鉴价值。
竣工后的小区实景图
参考文献
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4、国家住建部/国家质量监督检验检疫总局，GB50300-2013《建筑工程施工质量验收统一标准》，中国建筑工业出版社 2014年5月出版 第一版。
5、安徽省住建厅/安徽省质量技术监督局，DB34/1659-2012《住宅工程质量通病防治技术规程》，安徽省工程建设标准设计办公室出版 2013年3月出版 第一版。
