復雜地形下樁基開挖方案探討

（中建七局安裝工程有限公司，河南 鄭州 450000）

地形主要有平原、高原、丘陵、盆地和山地這五種類型，復雜地形是由其中的兩種或者兩種以上的地形組合而成的。面對這樣的復雜地形，對于工程施工的技術和安全系數要求很高。目前，隨著國家對交通基礎設施建設力度的加大，以及扶貧攻堅戰的進行，為改善偏遠地區的生活質量，高速公路、鐵路逐步向山區延伸，橋梁也搭進了山里，那么橋位及樁位勢必會面對越來越多的陡斜坡、滑坡體、泥石流等復雜多變的地形地貌。而樁基在工程建筑過程中是保障結構安全的一項技術，樁基技術是保證樁基工程得以保質保量進行的關鍵，所以針對復雜地形下樁基開挖方案的研究是很有必要的。

1 復雜地形下樁基的特點

樁基開挖技術與所有的技術一樣都有自己獨特的特點。在復雜地形下，對于液化的地基要將基樁穿過液化的土層，以此來達到轉移重力的目的，從而保證建筑物的安全性與穩定性[1]。其承載能力強，樁基的作用就是來承載上部結構的重量的，所以在樁基在整體施工中的承載能力是最根本的特點。這是因為樁基承載能力強，整體建筑的樁基承載能力越強，工程結構就越不易變形，工程的穩定性就得到提高，當面對狂風暴雨、地震、泥石流等惡劣的自然條件下，工程也不易受到損壞，從整體上提高了整個工程的安全性。

在道路橋梁的建設過程中，需要對樁基和墩柱進行重點監控管理，樁基和墩柱的質量好壞是保證工程建造質量及其后期運營狀態和使用壽命的重要步驟[2]。樁基礎主要由樁基與承臺組成，它通過樁基將建筑工程上層建筑與地面相連接，將上層建筑物的重力轉送至地表，以滿足高承載力和沉降的要求。樁基主要分為預制樁、振動沉樁和灌注樁三種，土建施工中樁基礎施工技術要選擇穩定性、安全性和可行性大的技術。預制樁施工技術更重視人和施工環境的利用。振動沉樁施工技術更注重發電機和樁的結合。

2 復雜地形下樁基開挖存在的問題

2.1 挖土順序和土層厚度

挖土順序在整個施工過程中是很重要的，如果出現偏差，很有可能就造成樁基的偏差，樁基結構容易遭到破壞，那就會使整個工程無法再繼續進行下去。尤其是復雜的地形環境下，施工地形的高低不同，地下的土質不同等等因素，這些都會影響樁基開挖的順序。而土層厚度則會影響樁基開挖的深度，所以在實際施工現場，要根據地形和地下的土層厚度來決定挖掘的深度是多少。對于中原地區來說，就相對來說比較好挖掘，中原地區整體的地形地貌起伏不大，并不需要特別的分析。但需要注意的是，在丘陵等地形環境下，就需要更加細心的進行測量土層厚度，然后確定挖掘深度后進行施工。

在整個工程初期和施工過程中，土方開挖是關鍵的一道工序。土方開挖簡而言之就是將土、巖石等通過機械進行松動、破碎、挖掘等過程被運出的一項工程。土方開挖流程如下：首先確定開挖的順序和坡度，為整個施工過程奠定基礎；然后分段分層的下挖，確保土方開挖過程處于有序進行的狀態；最后環節是進行修邊整形和清底。土方開挖主要分為人工開挖和機械開挖，采用人工開挖的情況有以下三種：第一種情況是不方便用機械的狹窄地區；第二種情況是使用機械挖不到或者使用機械不方便的復雜地形；第三種情況是小型工程使用機械開挖花費高。通常人工開挖挖的都是淺基礎和管溝，機械開挖是挖掘深層的，機械開挖要注意的一點是在挖掘過程中深層的水層的問題以及合理選擇機械。合理選擇機械會大大加快工程進行速度。在實際施工現場，如何合理的選擇既符合實際又因地制宜的樁基成孔方法是非常重要的，一旦選擇不當就會留下極大的隱患。對于復雜的地質環境，人工挖孔樁更合適一些，因為人工開挖施工方便、速度較快，并且存在造價低廉承載力大等優勢,適用于平坦地形、山區地形條件施工。

2.2 防護結構的穩定性

在復雜的地形條件下，如面對山區陡斜坡復雜地形,防護結構的穩定工作需要格外的注意和檢查。防護結構對整個工程穩定性的作用不言而喻，如果防護的支護樁等結構和設備設施沒有達到工程要求的話，就會造成整個結構被破壞，結構破壞后其穩定性就會變差，只有保證樁基土方開挖過程一直處于防護結構的保護之下，才可以保證工程的安全性。雖然防護結構很重要，但樁基結構的穩定性同樣也很重要。比如在橋梁的樁基建設過程中，因為地形的特殊性，很難避免地會造成表覆蓋層沿陡斜坡滑移，從而導致樁基偏位，這種形況下一旦沒能夠及時發現問題，就很容易導致墩柱偏心和偏位的結果，墩柱長期的偏心和偏位給橋梁結構安全留下極大的隱患。

2.3 水土流失問題

因為施工的地形環境復雜的原因，在施工之后會改變原來的地形結構，就會造成大量的水土流失的問題產生。水土流失等情況發生后，隨著時間推移就會產生土地變形，就很可能地面會出現裂縫等現象。所以施工過程中，一定預先設計出相關方案，選擇相關的技術，一旦發生土地裂縫這類問題，就要立刻進行填補。這樣就會防止因地形復雜和施工問題，造成的水土流失等問題，影響工程的整體安全。為解決這個問題，除了上述的產生烈風等問題后進行修補，還可以采取以下兩方面的做法：一方面可以從設計上做一些優化，例如盡可能抬高地系梁活著減少基坑開挖深度，以此削弱對山體穩定性的影響；另一方面就是確定開挖了以后，要采用配套的設計防護工程措施。除了上述兩個方面，加強施工控制同樣也很重要。除上面所提的兩點問題以及注意事項，還要注意開挖及防護必須同步進行，實行施工動態管理，以靈活應對各種突發情況。

3 復雜地形下樁基開挖方案設計過程

土木工程在施工的過程中會受到氣候條件和地質地形的影響。為了保障整體工程建筑的安全性，在施工前，需要對地形和施工環境進行考察，仔細的收集相關地形準確的數據，然后再經過分析和商討確定出施工方案。

3.1 對復雜地形就行勘探

不同的地形和周圍的環境對樁基開挖方案的要求是不一樣的，地形會大大制約工程施工的方案選擇，而環境會影響工程后續的使用，因此在施工前要對周邊環境進行周密的勘察。在進行勘探時，其內容包括勘探施工環境的地形高低，勘探場地的深度范圍，檢查地質情況和地下水位的情況等多個方面的問題，為之后的挖空等工作打下堅實的基礎，保障后續工作可以順利安全的進行。對于復雜地形來說，要比一般地形下對樁基開挖的要求更高，因為復雜地形的土層深度、地下水等情況遠比普通地形的問題更多。比如在溶洞地區，地下水的活動比較頻繁，在樁基挖掘過程中很容易出現鉆孔位置的偏差，如果鉆孔位置不小心碰到地下水，這樣就會對工程的有效進行產生影響。因此，在施工之前要對施工的地質環境進行詳細的了解，避免可能預測到的問題，為接下來的工作做充足的準備。

3.2 收集施工場地相關地形條件的數據

實際考察施工場地后，首先分析施工場地是什么類型，是平原還是丘陵或者是盆地，并分析其具體的地形分類是屬于哪種，然后對這個地形的東南西北的高度差的數據進行采集，還需采集邊坡的高度是多少，地下土的密度和平均厚度是多少，地下水埋深度是多少。經過采集得到數據后，再分析所得數據。再進行數據分析時，應在傳統的技術基礎上積極融合結合現代化信息手段，以達到對這些數據進行精準統計和分析的目的，與此同時進行更加專業的數據計算。如表1所示為某工程的地下水腐蝕性一覽表，根據該工程后續的建造以及使用情況來看，施工前數據的精準采集有助于保障樁基的質量。

表1 地下水腐蝕性一覽表

中水對混凝土結構的腐蝕性評價Cl-=25548.16-26435.12長期浸水時水對混凝土結構具有有中腐蝕性強干濕交替時水對混凝土結構具有強弱腐蝕性

3.3 綜合分析和確定復雜地形下樁基開挖方案

根據工程的特點和現場地形環境的客觀情況，通過對相關數據的分析和計算，選擇施工工藝，然后考慮到邊坡支護施工技術等多方面的施工因素，并經過主要技術人員的分析和商討下，最終設計和確定樁基開挖方案。注意其設計目的一定要能保證工程順利進行，并一定要達到該工程要求的質量和安全水平。在整體的方案中要因地制宜，施工中選擇不同技術方案結合使用。比如橋梁樁基施工過程中，而且在尤其是在復雜地質環境下，因橋梁的整體施工方案較為方便，而且所需施工時間較短，施工過程并不需要一些大型機械設備，因為其施工過程成本較低、工藝簡單、易于控制質量，而且施工時不易產生污染等優點，所以國內不少橋梁樁基仍然采用人工挖孔樁[3]。人工挖孔樁一般直徑比較粗，承重能力好，且具有造價低，施工方便等優點，在國內范圍一直被廣泛應用。

4 結語

綜上所述，樁基開挖方案是路橋工程中后續一切工作的基礎，其不僅在承重力方面有著重要的地位，而且對于保障路橋工程的施工質量也起著至關重要的作用。因此為了保障路橋工程的質量水平，就應該加強對于樁基的修建技術。本文針對當前環境的多樣性以及地形的復雜性，對復雜地形下樁基開挖方案進行探討，完成了以下工作：分析復雜地形下樁基的特點；探討復雜地形下樁基開挖可能遇到的問題；針對這些問題設計和討論了復雜地形下樁基開挖的設計方案。尤其在面對復雜的地形環境時，因地制宜的采取不同的樁技術，是建設施工的重要的前提，也是安全保障。若施工質量沒有得到有效的保障就會使得路橋樁基出現斷樁、塌孔和偏移等的問題產生，這些問題都會嚴重影響橋梁的質量和使用壽命。因此施工單位必須對復雜地形下樁基開挖方案的設計的可行性和安全性給予高度重視，保證樁基開挖施工的質量從而保障整體工程的質量。