复杂环境下建筑工程基础施工技术探析

摘要：建筑工程的基础施工是该工程顺利安全完成的前提，在复杂环境下进行基础施工需要详细的计划和高的施工质量。本文以某建设工程为例，阐述了该建筑工程在复杂地质条件下如何进行基础施工和适用的技术，从井点降水措施、水泵房和消防水池基坑土钉墙支护进行详细分析。

关键词：地下工程；基础施工；施工技术

引言

随着经济的发展，建筑工程的发展插上了腾飞的翅膀，人们在研究如何提高建筑工程的整体质量，都不约而同地把眼光放在了建筑工程的基础施工上，只有做好了工程的基础施工，才能在此基础上提升整个工程的质量。但是，在较为复杂的环境条件下，想要进行高质量的基础施工显得颇为困难，因此，我们需要在这进行研究探讨。

1 工程概况

某工程现场采用自然地坪以下冲填土2m、含水率48%，游泥夹砂层6m深，含水率40%，淤泥层深13m左右，含水率58.3%，持力层（砂质混凝土）深55m左右。

2 基础施工

桩基施工时，进行由于桩身要穿越巨厚的饱和混凝土层，沉桩时易造成较大的侧向位移和地面隆起，可能导致邻近已沉桩上浮，而形成悬桩，故预制桩施工时，采取隔打、跳打，确保预制桩的施工质量。自然地坪标高±0.000，基础底标高-1.600m，其中电梯井基础底标高-3.400m。由于地质条件的限制，土质流动性大，土方开挖时，挖机、运土车会挤压造成淤泥流动，从而导致桩偏位或者倾斜，因此开挖前先对基坑四周采取9m长的20mm厚槽钢进行钢板桩支护结合内支撑。对电梯井基坑相对比较深的先支护开挖施工至大面积基础标高面，然后再大面积支护开挖基础施工。基坑四周尽量不要通车防止形成侧压力导致淤泥挤向基坑。生产车间落地面积大，长120.36m，宽54m，因此分成3段支护施工，第1段为①～⑥/A～Z2轴，第2段为⑦～12/Z2～轴，第3段为13～18/Z2～轴。基础开挖后桩偏，部分桩采用Ⅱ级桩、Ⅲ级桩。土方开挖采用短臂挖机结合长臂挖机开挖，避免挖机在基坑内操作。开挖后尽快做好清底及铺筑垫层工作，防止泥土扰动上浮。基础承台混凝土浇捣后，拔除钢板桩，进行土方回填。

3 施工选择

本工程1号厂房基坑相对较大，水泵房及消防水池基坑相对深度较深，在进行土方施工前，必须作好各项准备工作：①根据提供的地质、水文资料，详细了解场地的地层、构造、岩土性质、不良地质现象及地下水等情况；②进行现场踏勘，阅读基坑围护设计图纸，了解邻近建筑物、道路、地下管线状况；③清理地上堆积物；④编制专项施工方案及作业指导书，加强对作业工人的技术交底、安全交底及培训；⑤监测工作进场。

4 井点降水

4.1 材料要求

直径0.38～0.55m带管箍钢管，下端为长2m的同直径钻有φ10梅花形孔（6排）的滤管，该滤管的外边要缠8号铁丝，包2层尼龙窗纱，3层棕皮，缠20号铁丝、间距0.4m，以此作为井点管。用塑料透明管作连接管，用直径0.75～1m钢管带接头充当集水总管。石子的含泥量要

4.2 机械要求

4.3 施工条件

1）根据已经掌握的地质勘探资料，分析地下水位深度和土的渗透系数以及土质分布，最终确定降水方案。

2）要准备齐全的基础施工图纸，施工人员可以根据图纸的基层标高确定降水深度。

3）根据已经编制的施工组织设计确定基坑放坡系数以及井点布置、数量等的位置。

4）排水沟的设置要在三通一平工作完成之后进行。

4.4 施工工艺

1）根据基坑平面的大小与形状，以及地质与水文情况、降水的深度等布置井点。如果基坑（槽）宽度

2）施工程序如下：①进行放线定位；②铺设总管；③冲孔；④安装井点管；⑤填砂砾滤料；⑥上部填混凝土密封；⑦用弯联管将井点管与总管接通；⑧安装集水箱和排水箱；⑨开动真空泵排气之后，开动离心水泵进行抽水；⑩测量观测井中地下水位变化。

3）在井点管埋设的时候，需要用冲击式或者回转式钻机成孔，成孔直径3m，井深要比井点设计的深0.5m；用机架吊起井点缓缓插入井孔中央，使露出地面2m，然后倒入粒径0.05～0.3m的石子，达到管底5m的高度，在井点的四周要均匀地投放0.02～0.04m粒径的粗砂，上部1m范围内，需要用混凝土填实，保证其不漏气。

4）埋设好井点管之后，要接通总管。在井点干管铺好后，需要用吸水胶管连接井点管与干管，用8号铁丝拧紧。井点管部件连接好后，就可以连通抽水，接通电源。进行试抽水试验，检查是否出水正常，有无漏气、淤塞等情况。一旦发现异常情况，要及时检修。

5 水泵房及消防水池基坑土钉墙支护

5.1 该地形区复杂的地质条件

在该类地形区当中，含有许多的抛石的杂填土与碎石，由于海水与地下水的连通而导致无法采用降排水的方法，所以这就利用防止基坑透水的支护与止水帷幕设计技术。

5.2 支护与止水帷幕设计形式

大量的工程实践与试验表明，能与各类复杂土质很好地结合，并形成透水性较小的止水帷幕，就有旋喷桩技术。所以在此类的复杂地质条件下，可以运用以下4种支护与止水的设计形式，如图1所示。

图1 邻海复杂地质基坑支护与止水设计形式

1）作为止水性最好的设计形式――内放坡结合旋喷桩止水帷幕，其应用比较方便，只要施工场地足够开阔即可。在这一个设计形式的过程中，回填土、砂土层的比例应该是1：1自然放坡；强风化岩要采用1：0.5自然放坡。

2）双排旋喷桩的形式主要运用在成桩困难的块石、碎石区域，这样可以保证止水效果。此外还有一种情况可以此设计形式，那就是在对开挖深度为5～6m而又无法放坡的地段，其内排桩需要嵌入基底2～3m。

3）单排或双排旋喷桩结合锚杆、土钉支护的方案适用于对开挖深度7～12m又无法放坡的地段，有利于预防锚杆或土钉施工时造成透水。

4）此桩锚与旋喷桩结合的支护防水适用在对开挖深度超过12m，并且无法放坡，土质均匀以及无碎石和抛石的土层，距海超过50m的基坑工程中。

6 土方开挖

6.1 施工顺序与机械选用

1）本工程采用2台PC200反铲挖土机进行机械开挖，挖土从1号厂房开始，再到倒班宿舍、研发中心结束，挖土时应分层分段开挖。

2）人员组织设工班班长1人，工程技术人员2人，安全员1人，杂工6人，修土12人。

3）挖土施工工艺：打桩后的场地清理放灰线业主或监理验灰线合格做好排水沟做斜坡道、机械就位大开挖装碴运碴至弃土场场地清理平整。根据本工程基坑深度及土方量，拟选用2台PC200履带式反铲挖土机挖土，配备10辆8t自卸汽车运土。

6.2 施工方法

1）先根据基础结构图及基坑支护设计方案撒出开挖上口边灰线，经业主、监理现场核验灰线后方可开始开挖。土方放坡开挖，放坡比根据水泵房及消防水池基坑支护设计方案1：0.1，1：0.2，1：0.3，1：0.5等施工。土钉墙围护是随着基坑挖土的进行而逐步施工的，因此土钉墙施工与挖土作业交叉进行，二者的配合至关重要，直接关系到基坑的安全和施工工期，需合理安排，分层分段作业。

2）土方开挖前，沿场地四周布设排水沟和截水沟，避免地表水流入开挖基坑内。

3）挖土从上面下分层分段依次进行，每层开挖深度不得超过同层土钉墙下0.5m，每层分段开挖长度不得超过30m，开挖面宽度不得小于同层土钉长度，且≤10m，严禁超挖或在上1层未加固完毕就开挖下2层。下层土方应在上层土钉墙完成且养护至少48～72h后才可继续开挖。在挖方边坡上如发现有滑坡等土体，向挖方一侧滑移和软弱夹层、裂隙时，及时清除和采取相应措施，以防上崩塌与下滑。

4）在机械挖出支护坡面后，要求人工及时修整边坡。基坑围护紧随上方开挖进行。

5）根据基坑监测提供的数据确定开挖深度，严禁出现超挖现象。

6）基坑的土方完成后排干积水和清底，及时进行下一工序的施工。

7）挖出一段，与喷锚衔接好及时施工，要保护好工程桩。

8）尽可能增加开挖工作面和运输路线，充分利用和保持装运地势差，加快装车速度。

9）在施工场地中部纵向铺设2条运土便道（宽6m、厚0.5m的道碴）。

10）基坑挖土深度不得超过设计基底标高，如个别地方超挖、应用砂、碎石填补夯实；对软弱地基，经设计、监理同意后，可采取换填土层或加强垫层等办法。

11）土方工程不宜在雨天进行。在雨季施工时，工作面不宜过大，应逐段、逐片地完成，并应切实制订雨季施工的安全技术措施。

12）挖土在基底标高以上保留30cm左右有人工挖平清底，特别是承台的开挖必须由人工挖除。

13）开挖中若遇土层性质发生变化时，应根据实际修改挖方边坡，及时报监理审批。

14）开挖过程中严格控制好挖土标高，边挖边修边坡，以防坍塌，尤其是开挖主楼下的基坑土，应特别注意保护好工程桩。

15）挖至基坑底时，会同建设单位、监理单位、质量检查站和设计人员进行验槽。

7 结语

综上所述，在基础施工的过程中，相关人员必须做好安全管理，保证施工人员的生命安全，做好降排水和边坡的防护以防止土方坍塌，车辆的运输道路要定时清洁，保护环境干净。严格遵守施工时间安排，不超时作业，做好警示牌，为基础施工提供保障，使施工顺利地进行。

参考文献：

[1]韩毅 凌旭辉.中心城区复杂环境条件下的改扩建工程施工技术[J].建筑施工，2011年03期.

[2]郭超海.复杂地质环境下基础工程施工技术[J].建筑遗产，2013年第14期.