朱爱平
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摘要：高层建筑的基础工程建设会受到其周边建筑、交通、管线等结构物的影响，因而一般采用基坑支护方案来减少这些构筑物对高层建筑的影响这是复杂的系统性工程，它关系到整个工程施工和工程质量。本文简要阐述了基坑支护的基本工艺，对其技术特点与施工管理方法进行分析，希望推动高层建筑工程的顺利进行。
关键词：高层建筑；深基坑支护；地基
前言
随着建筑行业的不断发展，城市化进程的不断加快，使得城市土地资源变得日益紧张，高层建筑开始被大量建设，高层建筑甚至超高层建筑都需要在地下打相应深度的地基，深基坑支护是地基前期施工阶段非常重要的工程，这属于临时建筑，不在建筑主体施工的范围内，为节省投资、降低成本及加快进度，业主、施工单位往往只强调基坑支护施工的临时性，而忽略了基坑支护施工的重要性、复杂性及风险性。
1.施工工艺
1.1 水泥搅拌桩工艺
水泥搅拌桩指的是将水泥浆作为主要固化剂，采用桩机钻头和钻杆使水泥浆和地基土混合、搅拌，达到增加地基土强度的效果，使软土得以充分硬化。常用于软土地基处理，而且效果十分显著，在完成处理之后可通过设置挡墙与成桩实现挡土。在深基坑支护领域，更多采用三轴水泥搅拌桩与其他支护体系相结合的形式，其中三轴搅拌桩如图1所示，目的在于对支护体系被动区进行有效加固，也有在外围被当作止水结构的做法，用于增强基坑抗渗性能[1]。
图1 三轴搅拌桩
1.2 工艺流程与方法
1.2.1 工艺流程
工艺流程为：平整场地→放线定位→挖沟槽→桩基就位→第一次预搅下沉→达到设计深度→注浆、搅拌提升→第二次预搅下沉→注浆、搅拌提升→成桩、移机→下一桩施工。
1.2.2 工艺方法
（1）平整场地与放线定位。开工前场地必须达到平整，并对场地内存在软弱部分进行处理，使机械设备可以正常走行，同时在桩机施工以前要彻底清理地下障碍物，以免下钻受阻。确认场地达到理想平整状态后，按照图纸的要求进行放线定位，因搅拌间通常为相互咬合，间距普遍较小，所以在定位的同时还要引桩，以此保证桩位准确性，避免漏桩。由于搅拌和注浆等过程会有大量水泥浆反到地面，地面会因此隆起，使桩机无法走行，所以开工前要事先开挖沟槽，承装反出的水泥浆，其深度为1m左右，宽1～2m。
（2）搅拌与喷浆。搅拌与喷浆施工如图2所示。1）下沉。根据试验确定的配比对水泥浆进行配制，先在铁桶配制并搅拌水泥浆，再倒入储浆池深度搅拌，最后用胶管连接桩机和储浆池泵机。接好管后，开启泵机，当钻头处有浆液冒出后，启动钻杆，使其在导向架的约束下不断向下钻进、搅拌，由机手按要求对钻杆的下沉速度进行控制，搅拌与下沉的过程中应持续送浆。2）提升。当钻至设计深度时，钻杆暂停继续喷浆40s，然后改变钻头旋转方向匀速提升继续喷浆搅拌，到桩顶后停止。在此过程当中必须对钻杆提升速度进行有效控制，否则将造成搅拌不均，影响成桩质量。3）二次下沉。采用相同的方法二次喷浆搅拌钻进至桩端设计深度。4）二次提升。采用相同的方法二次喷浆搅拌提升到桩顶。完成后，桩机移动到下一桩位。5）桩机移位。凡涉及桩机的移位，都要保证定位准确，使桩间有适合的搭接长度[2]。
图2 搅拌与喷浆施工流程
2.管理措施
2.1 技术特点
水泥搅拌桩可在很多种地质条件中使用对地基进行加固，如粉土、粘土、砂土等，此外还能在复杂地质条件下处理工程地基，但其效果会降低许多。尤其是在地下水具有一定侵蚀性且含有大量有机质的淤泥中应用时，处理效果往往不佳，应在施工前采用现场试验的方法选定技术参数，才可达到相对较好的效果。
水泥土强度除了和龄期、搅拌与水灰比有关外，还受土质特性影响。当龄期与水灰比相同时，水泥浆和砂质粉土混合搅拌后形成的土具有比淤泥质土及淤泥质粘土和水泥砂浆混合土更高的强度，还远高于和纯淤泥混合搅拌形成的土，而且水泥土自身强度将在一年后停止增长，标准的养护时间一般为90d。部分淤泥质土还含有大量有机质，这对水泥土会造成严重影响，表现为延长硬化时间，甚至无法硬化。但因水泥土渗透系数相对较小，所以可作为止水墙体，并可降低成本，减少投资。然而，在施工中要注意防止水泥灰飞扬，否则将造成环境污染，尤其是处在城市中心的建筑工程[3]。
2.2 施工管理方法
（1）若地基存在淤泥层，且含有大量有机质，则成桩效果通常不会太好。对此，可采取以下措施处理：延长搅拌时间，下沉时提高转速，提升时降低转速，使淤泥层中的土和水泥浆充分搅拌，以此达到理想效果。
（2）开工前开展试桩工作，以地质报告为依据选定具有良好代表性的桩来进行。通过试桩，一方面能确定适宜的技术参数，为参数调整提供必要的依据；另一方面能发现正式施工可能存在的问题，为进一步消除质量隐患奠定基础。
（3）在配制水泥浆时，应满足表1所示要求。表1水泥浆配制要求
水泥水灰比搅拌时间（储浆池）
32.5R普硅水泥0.45～0.55不少于3min
在满足以上要求的基础上，整个制浆和输送过程都要防止水泥离析，拌浆机应在施工中始终开启。
（4）向桩机泵送水泥前，应先在储浆池进行简单的过滤，以清除混入的杂物，避免泵机或钻头堵塞，而且储浆池容积应适宜，不仅要防止由于浆液断输而造成的断桩，还要避免完成施工后储浆池内仍剩余大量水泥浆造成浪费。
（5）施工过程中控制好钻杆提升速度，为达到成桩质量要求，下沉及提升都要用慢速档位，使地基土和水泥浆能有充足的时间进行搅拌，速度一般不宜超出1.2m/min。此外，还要对注浆量进行控制，确保泵送压力足够。
（6）为达到桩端成桩质量要求，在钻进到设计深度后，钻头应短暂停留且喷嘴继续喷浆，时间不得少于30s；之后再进行提升，在提升至桩顶后，同样要保持喷浆搅拌，以此提高桩端均匀性与密实性。
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（7）施工时一旦发生停浆状况，当进行下沉时，应在供浆恢复前将钻头提升至停浆面上方50cm的位置；当进行提升时，应在供浆恢复前将钻头下沉至停浆面下方50cm的位置。通常在施工中发生停浆状况的时间不会超过1h，而超过1h时，由于浆液发生硬化会使导管堵塞，所以要取出钻头，对导管进行冲洗。
（8）桩机尽量沿桩位轴线进行移动，桩间尽量在24h内完成搭接，如果由于搭接时间过长导致后续搭接无法进行，则要根据实际情况采取措施及时补救。
（9）施工点周围应做好排水，避免降雨积水对施工造成影响。
（10）水泥等材料进场后，要先检测其质量，委托有检测资质的机构或单位；经检测确认合格后，即可在施工中使用。为对桩身质量进行检查，需在部分桩体处实施浅层开挖。
（11）工后28d委托有检测资质的机构或单位对搅拌桩实施抽芯检测，以此确定桩身的完整性、长度及强度，验证是否满足设计要求。确认满足后，即可准备土方开挖[4]。
2.3 针对搅拌桩特点的施工控制管理
（1）为使配制水泥浆满足设计要求，施工前应进行标准配制，以确定每一次的加水量与水泥量；在配制完成后，还要通过浓度测试，得出平均比重，抽查水泥浆浓度，并对钻杆提升速度进行严格控制。
（2）施工中随时检查压力表读数是否处在正常值范围内，同时注意管口清洁，避免堵塞，时刻保持通畅。为保证质量，钻杆提升速度控制至关重要，必须做好操作人员培训工作，确定一根搅拌桩的正常施工时间后，进行经常性的抽查。
3.结论
高层建筑基坑支护是地基项目施工单位的关键工作之一，在施工管理过程中，要深入分析基坑支护工程的类型与特点，全面协调施工过程中各环节的关键要素，加强施工管理工作，将高层建筑的施工质量推向一个新的高度。通过加强基坑支护工程施工管理，确保高层建筑施工过程中周围环境的安全性，提高整体工程施工的质量。
参考文献：
[1] 杨勇文，丁晓敏.高层建筑基坑支护工程的施工管理及控制探讨[J].黑龙江交通科技.2013（11）136-137
[2] 吴东.基坑支护工程的监理控制要点[J].中国建设信息.2010（11）90-91
[3] 郭建平.简析建筑深基坑支护工程施工存在的问题与监理要点[J].建材与装饰.2018（04）46
[4] 罗永鹏.简议高层建筑深基坑支护工程的施工及其管理[J].建材与装饰.2016（43）51
论文作者:朱爱平
论文发表刊物:《防护工程》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/5
标签：水泥浆论文; 基坑论文; 钻杆论文; 地基论文; 水泥论文; 钻头论文; 高层建筑论文; 《防护工程》2018年第24期论文;