建筑地基基礎(chǔ)工程施工關(guān)鍵技術(shù)研究

陳海芳

(呂梁市建設(shè)工程服務(wù)中心，山西 呂梁 033000)

建筑地基基礎(chǔ)的有效施工是建筑其它建設(shè)工作得以順利開展，以及建筑建成后能夠安全使用的重要前提。地基基礎(chǔ)施工受現(xiàn)場地質(zhì)、地形、水文等條件的影響，復(fù)雜度高，對地基施工技術(shù)提出較高的要求。為此，深入研究建筑地基基礎(chǔ)施工技術(shù)具有重要意義。

1 工程概況

某高層綜合辦公樓，總用地面積3 663.8m2，呈矩形布置，東西長105m，南北長39m，地下、地上共23層，設(shè)計高度91.05m。建筑基底面積為2 195m2，抗震設(shè)防烈度為7度，50年的設(shè)計壽命，屋頂防水1級，采用框架結(jié)構(gòu)。

2 建筑地基基礎(chǔ)工程施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 基坑支護(hù)

2.1.1 測量放線

1)測量人員了解建筑總平面圖、規(guī)劃紅線和高程原點(diǎn)，在平面圖中標(biāo)注各特征點(diǎn)與規(guī)劃紅線的距離；2)以建設(shè)方提供的總平面布置圖為準(zhǔn)，進(jìn)行現(xiàn)場測量放樣，而后復(fù)核；3)引測高程，準(zhǔn)確地確定標(biāo)高基礎(chǔ)。數(shù)量方面，同一平面至少引出3個高程點(diǎn)；精度方面，三點(diǎn)的誤差不大于3mm。

2.1.2 土方開挖

挖掘機(jī)和人工配合開挖，用翻斗式挖掘機(jī)裝載土方，及時將開挖產(chǎn)生的土方運(yùn)輸至指定存放場所。土方開挖設(shè)備的配置方式為大型挖土機(jī)和小型挖土機(jī)各2臺，渣土車20輛，形成“高效開挖、及時外運(yùn)”的流水線施工模式。按照自上而下的順序分層分段開挖，每層開挖深度不超過2m，軟土不超過1m，易塌方路段不超過1.5m，每段的開挖長度為10～30m。土方開挖要點(diǎn)，如下。

1)提前規(guī)劃開挖路線，調(diào)度管理機(jī)械設(shè)備，開挖和土方運(yùn)輸兩項工作緊密配合，準(zhǔn)確控制開挖進(jìn)尺的同時，及時將開挖產(chǎn)生的土方運(yùn)輸至指定場所；2)開挖人員在施工中，及時對比分析地基基礎(chǔ)標(biāo)高和地下室施工圖紙，若存在差異，及時向業(yè)主、設(shè)計者告知實(shí)際情況，協(xié)商適應(yīng)于當(dāng)前工程環(huán)境的開挖方法；3)在基坑內(nèi)挖出一段土釘支護(hù)，再開挖同一層的中段。以機(jī)械開挖為主，人工修整為輔的方法開挖邊坡，避免超挖、欠挖；4)土方開挖全程均要由專員在現(xiàn)場指揮，施工人員嚴(yán)格聽從指揮，保障開挖安全。分層開挖時，開挖深度不超過土釘下端0.5m，及時修整邊坡和放坡，采用噴錨的方法防護(hù)邊坡。

圖1 土方開挖流程圖

2.2 土釘墻支護(hù)

土釘墻支護(hù)時，打設(shè)鋼筋或鋼管，安裝鋼筋網(wǎng)片，分層噴射混凝土，由鋼筋材料和混凝土共同構(gòu)成支護(hù)結(jié)構(gòu)。土釘墻支護(hù)的關(guān)鍵參數(shù)，見表1。

表1 土釘墻支護(hù)的關(guān)鍵參數(shù)

2.2.1 土釘墻施工要點(diǎn)

1)土釘墻支護(hù)施工按照“鉆孔→釘棒→注漿→噴漿”的流程進(jìn)行。在坡底設(shè)置排水設(shè)備，在坡頂用混凝土結(jié)構(gòu)擋土。分區(qū)段施工土釘墻，分層噴淋混凝土路面；2)在基坑周邊攤鋪水泥地面，厚度不少于2mm，用地面攔截水流，防止坑洞頂部地表水滲入斜坡而影響邊坡的穩(wěn)定性?；觾?nèi)，通過排水管或集水井排水；3)基坑開挖后，檢驗(yàn)開挖進(jìn)尺，以干式鉆孔的方法鉆出直徑為100mm的孔洞，而后清孔，檢驗(yàn)孔位、孔深等；4)向鉆孔中插入土釘樁，鋼筋位于孔洞中間部位，可通過輔助支撐裝置進(jìn)行穩(wěn)固；5)漿液的水灰比為0.5，采用PO.42.5水泥拌制而成，錨桿灌漿壓力為0.6MPa。注漿時，向孔中插入導(dǎo)管，保證管的底端到達(dá)孔底位置，再緩慢地向外抽出，控制好抽出速度和抽出量，確保整個注漿過程中出漿孔始終在漿液表面以下的位置。注漿遵循一次到位的原則，對于第一次注漿效果未達(dá)到要求的，盡快在隨后的2h內(nèi)安排二次注漿，注漿后穩(wěn)壓5min，使注漿量充足，兩次注入的漿液固結(jié)為完整的整體；6)在土釘末端安裝3個由HRB400級φ16mm螺紋鋼制作成型的500mm鎖緊鋼筋，與釘桿兩端焊接，底部用加固筋固定。

2.2.2 噴射混凝土面層

(1)噴射前，做好如下準(zhǔn)備工作：加工鋼絲網(wǎng)，將其鋪設(shè)到位；綁扎鋼筋接合部位；兩根鋼筋的間隔達(dá)到0.2mm或更多；網(wǎng)條間距偏差控制在±20mm以內(nèi)。

(2)向噴護(hù)表面鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，兩者的距離控制在30mm，在網(wǎng)板上設(shè)置2個φ16的通長壓筋，焊接至土釘上，使鋼筋網(wǎng)維持穩(wěn)定。在兩個壓筋的交叉部位額外增設(shè)一條300mm的φ16鋼筋。

(3)土釘支護(hù)所用的漿液由袋裝水泥制作而成，相同種類的水泥中隨機(jī)選取20包，稱取12kg以上的材料進(jìn)行試驗(yàn)檢測。水泥不可受潮結(jié)塊，不超過保質(zhì)期，對于在工地存儲時間超過3個月的水泥，在使用前需再次取樣檢驗(yàn)。

(4)拌制混凝土后，及時噴射混凝土，形成厚度不少于20mm的防護(hù)層。

2.3 人工挖孔灌注樁施工

鉆孔灌注樁的樁長為20 000mm，樁徑為900mm、1 000mm、1 200mm、1 300mm、1 400mm、1 400mm、1 500mm，樁的持力層為中泥質(zhì)、粉砂，施工時以巖性控制為主。鉆孔灌注樁的標(biāo)高為-1.468mm、2.263mm、3.304mm、4.480mm、5.085mm、5.680mm、6mm。

2.3.1 測量放樣與成孔

鉆孔灌注樁的軸向及樁位的測量。1)測量樁位，插上小木樁，在樁身與軸心相交處釘鐵釘，以此為圓心畫圓，圓的半徑為樁身半徑加護(hù)墻厚度。在圓周砌筑孔洞，用灰泥抹平；2)在樁心圈頂圈線，用紅色油漆標(biāo)記；3)鉆進(jìn)作業(yè)分段進(jìn)行，先鉆進(jìn)第一個孔，成孔后清理孔中的雜物，檢查孔位、孔深、孔垂直度等，確認(rèn)無誤后澆筑混凝土直至與圓環(huán)頂部平齊為止，再向護(hù)壁上引入定位點(diǎn)，以該點(diǎn)為參照基準(zhǔn)，確定樁心和模板中心；4)測量人員進(jìn)行測量放樣后，用鋼尺測量各軸線、各樁位，以參考線和參考點(diǎn)為基準(zhǔn)校準(zhǔn)豎直方向的距離，并檢測樁的軸線，要求各項放樣偏差均在技術(shù)規(guī)范允許的范圍內(nèi)。

2.3.2 挖土

鉆孔灌注樁的開挖采取人工分層、分段開挖的施工方法，挖深為0.5～1.0m，首先從洞口中央開始開挖，再逐步向周邊延伸。開挖產(chǎn)生的泥土集中堆放在距樁眼2m的位置，再用小車將其清運(yùn)至施工場地外的指定存放場所，禁止在施工現(xiàn)場隨意堆放土方，嚴(yán)格控制堆載量，防止因土壓力過強(qiáng)而導(dǎo)致樁眼坍塌。施工后，檢測樁徑、垂直度，偏差在許可范圍內(nèi)時進(jìn)行混凝土護(hù)墻的灌漿，待混凝土達(dá)到特定強(qiáng)度后，按照施工進(jìn)度繼續(xù)下一段的開挖，以此類推。

2.3.3 測量控制

定期鉆孔檢測，根據(jù)檢測結(jié)果判斷偏差并糾正，保證鉆孔尺寸、豎直度均達(dá)到工程要求。在樁孔處安裝十字架，用尺來測量樁孔的半徑和垂直度。測量控制及時進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)偏差后隨即糾正。

2.3.4 支設(shè)護(hù)壁模板

基坑開挖具有破壞性，例如樁孔周邊的土方缺乏穩(wěn)定性，嚴(yán)重時誘發(fā)樁孔塌方事故，出于安全考慮，在邊坡邊支設(shè)護(hù)壁并施工護(hù)墻。模板的支撐高度超過地面150～200mm，攔截水流和砂石，防止樁孔內(nèi)堆積雜物。工程高度重視模板的循環(huán)利用，管理好現(xiàn)場施工進(jìn)度，調(diào)度好模板資源，實(shí)現(xiàn)上下節(jié)段模板的循環(huán)利用。第一塊模板安裝到位后，在孔口設(shè)置“十”字，進(jìn)行校正。模板在兩層交接點(diǎn)的部位搭接，搭接長度不少于50mm。

2.3.5 澆筑護(hù)壁混凝土

在樁的樁位、樁徑、垂直度均達(dá)標(biāo)的前提下，澆筑護(hù)壁混凝土。以護(hù)壁澆筑施工材料用量要求為準(zhǔn)，由人工在現(xiàn)場拌制漿液，澆筑高度以高出地面150～200mm為宜，適當(dāng)超高的目的在于起到攔截作用，防止水分的滲入。在澆筑護(hù)墻混凝土?xí)r進(jìn)行充分的振搗，形成密實(shí)穩(wěn)定的護(hù)墻結(jié)構(gòu)，發(fā)揮出防水和防坍塌的功能。

2.3.6 拆除模板

在混凝土強(qiáng)度超過1MPa且齡期均達(dá)到要求后，開始拆除模板，再開挖下一節(jié)段，如此循環(huán)進(jìn)行。每次拆除模板后，均要及時清理模板上殘留的漿液，修整模板，使模板表面干凈、形態(tài)良好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。由于拆模工作量大，在支模時向清理干凈的模板涂刷隔離劑，方便拆模，此舉也能夠避免因混凝土粘附在模板上而影響護(hù)壁結(jié)構(gòu)的表觀質(zhì)量。

2.4 土方回填

(1)回填從最低處開始，分為多層，按照自下而上的順序依次進(jìn)行。每間隔一段距離進(jìn)行一次橫向分層夯實(shí)，設(shè)備采用振動沖擊夯。

(2)土方回填量較大，分為多段、多層依次進(jìn)行，規(guī)范施工各部位，管理各部分的施工質(zhì)量。相鄰兩層搭接，上下兩層間的距離不小于10cm，并以臺階式填充。

(3)填筑以機(jī)械作業(yè)的方式為主，對于機(jī)械設(shè)備無法覆蓋到的墻角以及各類邊角部位，由人工處理。同時，由于邊角處的施工空間有限，可以事先噴灑水，用石粉或沙進(jìn)行填充，降低施工難度。

3 建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量控制措施

3.1 結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計

(1)全面勘察，確定施工現(xiàn)場的地質(zhì)、地形、水文條件，以勘察結(jié)果為參考，進(jìn)行針對性的設(shè)計，兼顧技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)效益性多項要求，盡可能以較少的成本完成建筑地基基礎(chǔ)工程施工活動?，F(xiàn)場勘察要多次進(jìn)行，對比分析每次的勘察數(shù)據(jù)，確定最真實(shí)可靠的勘察結(jié)果。

(2)作為設(shè)計部門，需要在初步設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行反復(fù)的分析論證和改進(jìn)，根據(jù)“檢查→發(fā)現(xiàn)問題→處理問題→反饋→確認(rèn)”的模式開展設(shè)計工作，力爭提升設(shè)計方案的可行性，為建筑地基基礎(chǔ)施工提供有效的指導(dǎo)，減少施工期間各類異常情況的出現(xiàn)次數(shù)，以及減小已發(fā)生異常現(xiàn)象所帶來的不良影響。

(3)在建筑地基基礎(chǔ)工程的設(shè)計中，設(shè)計人員需要著重考慮現(xiàn)場施工條件和建筑工程施工要求，可以向類似工程借鑒經(jīng)驗(yàn)，但不可生搬硬套，需要遵循因地制宜的原則，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況制定一套具有可行性并且滿足工程要求的方案。地形、地質(zhì)、水文、氣候、交通等均是設(shè)計人員在設(shè)計工作中必須考慮的因素，需要統(tǒng)籌兼顧各項與建筑地基基礎(chǔ)工程有關(guān)的因素，進(jìn)行多因素協(xié)調(diào)，減少對施工的影響以及避免因施工而導(dǎo)致周邊環(huán)境遭到破壞。設(shè)計人員要從整體性的角度審視地基結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，結(jié)合最新的工程施工環(huán)境做好方案優(yōu)化工作。經(jīng)過周全的考慮和細(xì)致的設(shè)計、改進(jìn)后，可以減少施工期間的風(fēng)險，在源頭上為建筑地基基礎(chǔ)工程的有效施工提供保障。

3.2 加大勘探力度，保障地基建設(shè)的穩(wěn)定性

(1)根據(jù)建筑工程建設(shè)規(guī)模、現(xiàn)場地質(zhì)條件等評價地基是否可承受建筑載荷，對于天然地基承載能力不足的，需要采取換填、加固等處理措施。軟土地基是建筑工程中常遇到的特殊地基，由淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土等組成，含水率高，穩(wěn)定性差，需要進(jìn)行深入的現(xiàn)場勘查，確定軟土地基的關(guān)鍵組分，制定處理方案，將處理工作落實(shí)到位。通常，需根據(jù)建筑面積計算建筑的平均載荷，再根據(jù)載荷關(guān)系規(guī)劃地基處理方案。若載荷超過平均承載量的4倍，可采取獨(dú)立地基，考慮地基穩(wěn)定性的同時追求經(jīng)濟(jì)性；若最大承載量不足平均承載量的2倍時，需要采取筏形基礎(chǔ)。

(2)勘察過程中發(fā)現(xiàn)地基存在承載性不足、不平整等問題時，需要在正式施工前采取補(bǔ)救措施，營造良好的施工條件，降低施工期間安全事故和質(zhì)量問題的發(fā)生率，具體可采取如下工作策略：1)研究地基構(gòu)造，確定構(gòu)造類型、構(gòu)造特性，評價原始構(gòu)造是否滿足建筑工程對現(xiàn)場自然條件的要求，并完整記錄信息，作為設(shè)計、施工等工程活動的參考；2)從行業(yè)中汲取經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合建筑地基基礎(chǔ)實(shí)地施工條件，構(gòu)建三維模型，直觀地進(jìn)行分析，檢驗(yàn)設(shè)計方案的可行性，再做好調(diào)整；3)工程人員保持密切的溝通，高效共享信息，對于出現(xiàn)的問題，需要快速反饋，妥善處理；四是加強(qiáng)施工后的檢驗(yàn)，保障建筑地基基礎(chǔ)的施工質(zhì)量，同時分析工程施工中暴露出的問題，從中汲取經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化工作方法，持續(xù)提高建筑地基基礎(chǔ)工程的施工水平。

4 結(jié)語

建筑地基保持平整和穩(wěn)定是有效進(jìn)行建筑主體結(jié)構(gòu)建設(shè)工作的重要前提，規(guī)范施工建筑地基基礎(chǔ)至關(guān)重要。本文結(jié)合工程實(shí)例，分析了基坑支護(hù)、人工挖孔灌注樁、土方回填等的施工方法，確定了施工流程和具體要點(diǎn)，總結(jié)了建筑地基基礎(chǔ)施工中的質(zhì)量控制措施，以期給同仁提供參考。此外，不同建筑工程的地基基礎(chǔ)在地質(zhì)、地形、水文條件等方面均存在差異，因此建議工程人員要遵循因地制宜的原則，根據(jù)實(shí)際條件制定建筑地基基礎(chǔ)施工方案，實(shí)現(xiàn)安全、質(zhì)量可靠、高效多項目標(biāo)，保證地基基礎(chǔ)工程的施工質(zhì)量，為建筑工程的發(fā)展打好基礎(chǔ)。