深基坑支護工程施工質量缺陷分析及處理措施

摘要：深基坑支護工程一旦出現問題，不僅會影響建筑工程的施工質量，也會對周邊環境造成破壞，分析原因及時采取合適的措施有著重要的意義。本文結合工程實例，分析了深基坑支護工程樁施工質量缺陷的原因，根據實際情況制定了有效的加固處理方案，經過觀察記錄，處理后的基坑支護結構安全性得到了明顯提高。

關鍵詞：深基坑;支護樁;施工質量;事故;加固處理

引言

隨著我國經濟的不斷增長，高層建筑的施工建設越來越多，基坑工程也因此罰站得更大、更深。但是由于施工過程不嚴謹等原因，深基坑支護工程事故經常發生，影響了建筑施工質量安全和周邊環境。因此如何對支護工程的施工質量缺陷進行分析和采取處理措施成為了施工人員需要解決的問題。下面就結合實例對此進行討論分析。

1"基坑工程概況

1.1"概述

某基坑大面積區域開挖深度15.0m，主樓區域16.95m，基坑中電梯深坑落深3.6m。安全等級為一級，平面形狀如圖1所示。

圖1"基坑平面形狀

1.2"工程水文地質條件

對本工程建設有影響的地下水為上部的孔隙潛水和下部的微承壓水，其中潛水埋藏在13m以上的土層中，勘察期間水位1.33～2.63m;微承壓水主要埋藏在粉土層、1粉質黏土～淤泥質粉質黏土粉土層中，水頭埋深2.08～2.12m。

圖2"基坑支護剖面示意圖

1.3"基坑支護型式

根據本工程的開挖深度及周邊環境情況，基坑圍護結構采用：鉆孔灌注樁（φ1100mm和φ1200mm，樁長36m、32m、21m不等）+三軸攪拌樁（φ850mm）止水帷幕，坑內配兩道高強度混凝土支撐體系，局部分布有暗浜區域采取了坑內水泥攪拌樁暗墩加固。考慮到基坑四周環境較為寬松，設計將圍護樁樁頂及第一道支撐適當落低。在圍護體頂部3.75m深度范圍內具備放坡空間，則進行放坡處理;不具備放坡空間的西側采用混凝土擋墻的圍護方式。基坑電梯井落深3.6m，落深區四周采用2.65m寬三軸攪拌樁壩體進行加固，并采用壓密注漿封底。基坑支護剖面圖示意圖如圖2所示。

降水采用真空深井降水共設降水深井72口，其中裙樓區域共設54口深井，主樓區域共設18口深井。由于坑底以下土質較差，基坑降水深度為坑底以下5.0m，以此促使坑底下土體固結，提高⑥2粉土夾粉質黏土層的土體結構強度。

2"支護樁施工質量缺陷分析

基坑于2012年5月開始進行土方開挖，在進行第二層土方開挖時發現圍護結構鉆孔灌注樁存在嚴重的質量缺陷：露筋、樁身孔洞、樁面混凝土離析砂眼、表層夾泥、鋼筋損壞等，取芯芯樣亦印證了圍護樁存在混凝土夾雜、松散現象。實測個別樁間距達500mm（設計值200mm），部分鋼立柱垂直度及水平位移超出設計要求。這些質量問題降低了圍護體抵抗變形的能力，進而影響基坑整體安全性能，造成了基坑工程的安全隱患。圍護樁施工質量缺陷如圖3所示。

圖3"圍護樁施工質量缺陷

表1"鉆孔灌注樁質量問題統計匯總表

表1為對436根鉆孔灌注樁表觀質量缺陷問題統計匯總結果，其中116根樁存在缺陷。

3"原因分析

鉆孔灌注樁出現露筋、樁身孔洞、樁面混凝土離析砂眼夾泥等缺陷，施工取芯芯樣亦印證了圍護樁存在混凝土夾雜、松散現象。典型的鉆孔灌注樁在施工過程沒有控制好，出現塌孔、鉆孔偏移、鋼筋籠不能就位、導管堵塞等現象，最終導致鉆孔樁的成型質量問題。

4"加固處理方法

鉆孔灌注樁為基坑外側土壓力的主要承受者，對防止基坑位移和坍塌具有至關重要的作用，樁身施工質量直接影響基坑工程的安全性。必須對存在質量缺陷的鉆孔灌注樁進行加固設計，并對二道支撐以下尚未開挖的鉆孔樁質量風險進行評估。設計部門提出如下幾方面加固處理意見。

4.1"缺陷樁補強

根據取芯結果，樁身混凝土強度、樁長均滿足設計要求;根據表觀質量缺陷檢查結果，按樁身表觀質量問題，根據其缺陷程度分為“最嚴重”“嚴重”“一般”和“輕”4種缺陷等級。根據缺陷等級的不同對鉆孔灌注樁進行加固補強處理。

“最嚴重缺陷”樁，在缺陷樁外側補2根φ900mm鉆孔灌注樁，缺陷樁與補樁頂部設置800mm厚鋼筋混凝土冠梁，增加補樁與缺陷樁的整體剛度，從而保證缺陷樁樁身如果發生失效的情況，新增樁能發揮擋土作用。“嚴重缺陷”樁，在缺陷樁外側補1根φ900mm鉆孔灌注樁，缺陷樁與補樁頂部設置800mm厚混凝土冠梁，以此來提高補樁與缺陷樁的整體性，保證補樁充分受力，發揮補強作用。“一般缺陷”樁，在缺陷樁露筋位置加設400mm厚鋼筋混凝土墻體補強，墻體內配雙層雙向16mm@100鋼筋網，補強高度保證露筋處外擴不少于100mm，補強寬度為缺陷樁兩側外擴1根樁。補強鋼筋混凝土與原圍護樁間通過20@300mm×300mm化學植筋連接。“輕缺陷”樁，在缺陷樁露筋位置加設400mm厚鋼筋混凝土墻體補強，墻體內配雙層雙向16@100鋼筋網，補強高度保證露筋處外擴不少于100mm，補強寬度為缺陷樁兩側外擴一根樁。其他較輕缺陷樁，圍護樁露筋及混凝土蜂窩麻面不密實，首先對露筋蜂窩麻面不密實處進行混凝土面層鑿除，刷洗干凈后采用高一級配混凝土澆筑;灌注樁內鋼筋損壞，應采取恢復措施;灌注樁表層夾泥，采取清洗、補修措施。

在處理“最嚴重缺陷”樁和“嚴重缺陷”樁時，曾有專家建議除采取補樁外，還需在增補樁與缺陷樁之間增設錨桿的處理方法。設計院經過反復咨詢論證，認為在新舊樁之間增設錨桿對增加補樁與缺陷樁的整體性、充分發揮補樁的受力性能的幫助并不明顯。同時，設錨桿有如下缺點：

（1）錨桿須穿透止水帷幕進入微承壓水層;

（2）在坑外設降壓井影響范圍較廣;

（3）施工質量難以控制，施工操作難度大。對提高基坑安全性能效果不明顯。所以加固方案中采取了在缺陷樁外側補樁并在新舊樁樁頂設置鋼筋混凝土冠梁的處理方法，通過冠梁將增補樁與原缺陷樁形成一個整體，使增補樁與原缺陷樁共同受力，充分發揮增補樁的強度，提高基坑整體穩定性和抵御變形的能力。

4.2"水平支撐及換撐加強

考慮到缺陷樁可能對圍護體整體結構造成不利影響，對水平支撐及換撐進行加固。

4.2.1"增加斜撐換撐

第2道撐與第1道撐之間間隔較大，為防止2道撐拆除時因圍護體樁身缺陷造成變形過大，在第2道支撐上方增設一道H型鋼斜拋撐，增加一次換撐可有效控制圍護體施工過程中的變形和側移。

4.2.2"基礎底板墊層加強

通過底板墊層厚度的增加，并在墊層內部配筋，將底板作為一道補強支撐，提高基坑整體抗變形能力。

4.3"優化開挖方案

（1）為控制基坑圍護結構變形，第3層土方分區開挖，嚴格按照盆式開挖、留土護壁、分區分塊、時空效應、放坡、對稱開挖，限時完成有效控制整個基坑變形，每個區靠近圍護樁邊先預留10～14m留土再抽條開挖。

（2）第3層土方開挖應嚴格按照平面分區圖順序開挖，先開挖裙樓中間部分底板，待裙樓底板全部頂到圍護樁后，塔樓深坑開挖。

（3）深坑集水井土方開挖：本工程圍護樁存在質量缺陷，大底板以下坑中坑、集水井土方采取放坡開挖。塔樓深坑及裙樓基礎邊，塔樓深坑四周旋噴樁已施工完成，塔樓深坑邊300mm墊層，采用支模澆筑C40早強混凝土，側壁配筋。裙樓集水井四周土方開挖放坡按照1∶0.5放坡開挖，放坡處支模澆筑C40混凝土。

4.4"加強監測

監測對于及時發現險情、控制險情意義重大，增加監測單位與監測頻率，增加監測測點，由兩家監測單位平行監測，同時提供實時監測數據給各方，每次提供速報必須對變形較大的點進行標示及說明，以便各方分析檢查，及早發現采取措施。

5"基坑現狀

此深基坑按上述設計方案加固全部實施完成，現整個地下室頂板已澆筑完成，支撐已拆除，監測數據顯示各項變形穩定。

6"結語

總而言之，支護結構施工質量既是建筑施工的基礎，也是保障整個施工質量安全的重要因素之一，我們在進行深基坑支護施工時一定要建立完善的施工管理體系，做好施工質量管理，才能有效地防止施工事故的發生。當事故發生時必須及時分析并處理，保證施工的安全性。

參考文獻：

[1]沈小紅.深基坑支護施工管理問題及其解決措施分析[J].廣東建材，2011年12期.

[2]郁文彬.深基坑支護施工中異常問題的實例分析與處理[J].中國房地產業，2011年03期.