钟国泉
广州海建工程咨询有限公司，广东 广州 510230
摘 要：结合广东省广州市某医院大楼建设项目的地质情况、环境情况及桩基施工情况，阐述了复杂条件下对常规桩基础施工的影响以及在复杂条件下桩基础的施工技术管控及质量管控，根据实际条件情况选取最有利的解决方法，在保证桩基础顺利施工的同时减少对周边环境的影响，通过对该项目桩基础的施工，为以后类似的项目桩基施工提供经验。
关键词：复杂条件；旋挖灌注桩；技术管控
1 工程概况
1.1 项目概况
广东省广州市某医院大楼建设位于市中心老城区，项目地点在医院后方，属于拆旧新建项目。项目规划用地面积为2041m2，总建筑面积为12374.3m2，拟建建筑物为1幢新业务大楼，包括地上9层（建筑面积8291.8m2），地下2层（建筑面积4082.5m2），建筑高度为40.15m，采用桩承台基础。待建建筑周边环境较为复杂，可用场地较为局促，其中基坑北侧、东侧距离用地红线为1-1.5m，红线以外7m左右为9层及12层的宿舍楼及办公楼；基坑西侧距用地红线仅为6m，红线外为市政道路；基坑南侧距离用地红线仅为不足1m，红线紧贴医院综合楼；基坑西南角为医院生活水泵房，为保证建设期间医院的正常运营，暂时不可拆除，为十分重要的建筑物，距离基坑边线仅不到1m。
1.2 地质概况
根据地质勘察报告及超前钻报告，本项目属于改旧新建的项目，本项目桩基持力层为中风化含砾砂岩，岩层面整体呈南高北低的情况，在场地南北向约45m的长度内，岩层面高差达7-8m，且地下深埋原建筑物旧基础及年代久远的不明障碍物，大部分地下障碍物位置、大小及深度不明，地勘中未能探出。
2 复杂条件下桩基施工的影响
2.1 桩基工艺选型的影响
根据周边环境的复杂程度及地下障碍物的分布不明等情况，从设计开始，桩基选型就已经存在较大的局限性。
无论是冲孔灌注桩还是静力压桩及沉管灌注桩，由于项目南侧建筑物及东侧建筑物均为天然地基，且埋深较浅，如采用静力压桩或沉管灌注桩将造成严重的挤土效应，可能会对周边建筑的地基造成影响，从而造成不可挽回的损失。
同时，因为离居民区较近，为了降低施工期间对附近居民的影响，仅能选择噪声较小，且基本无挤土效应影响的施工工艺即为旋挖灌注桩工艺。
2.2 施工影响
（1）不明地下障碍物的存在，在桩基施工过程中，导致旋挖机钻进无法继续深钻，可能会导致钻头损坏，或者钻孔内障碍物仅有局部影响到钻进，可能导致挖斗两侧受力不均匀，导致偏孔的情况出现，或者继续钻进，因地下障碍物强度高，导致钻杆断裂的情况。
（2）由于地下障碍物处理需先开挖后破除，并进行回填，导致施工桩位区域周边均是软土状态，难以承受旋挖机重量，贸然施工可能导致钻进偏孔甚至旋挖机倾倒的严重事故。
（3）周边建筑物距离基坑过近，施工时可能出现周边建筑物基础的荷载导致基坑边的旋挖施工成孔时出现塌孔现象甚至难以成孔。
3 复杂条件下旋挖灌注桩施工管控
经查阅一定数量的相关文献，同时结合业务大楼施工项目的实际施工情况，针对复杂条件下旋挖灌注桩施工的处理采取不同的方法。
3.1 复杂地质条件下旋挖灌注桩施工
地质条件在桩基施工过程均为十分重要的参考因素，不同的地质情况会对桩基施工造成不同的影响。
（1）针对地下障碍物，包括钢筋混凝土基础、岩石夹层等，①、采用常规做法：提起旋挖机钻杆，并移开旋挖机，以桩中心为起点进行放坡开挖，将地下障碍物暴露出来，采用镐头机进行破除，或采用挖机将障碍物挖机后，进行回填；但该常规做法耗时较长，对项目进度推进有较大影响，另外回填土承载力不足，无法直接重新上旋挖机进行钻进，需铺设大量建渣、压实并平整后方能重新施工。该方法虽然能有效清除地下障碍物，但对于工期控制及成本控制较为不利，耗费的工期及投入的成本无法预计。②、可考虑使用钢筋混凝土用旋挖钻头。在正常旋挖施工过程中遇到地下障碍物，普通的旋挖钻头无法继续钻进，可提起钻杆，更换钢筋混凝土用钻头后并继续钻进，通过钻头齿牙直接钻穿钢筋混凝土，通过钻头击穿混凝土并切割钢筋，从而直接在钢筋混凝土上开孔甚至将混凝土绞碎，从而达到桩基成孔的目的。该方法处理可避免造成工期影响，另外便于控制成本，增加的成本仅钢筋混凝土用钻头的购进及运输，对工期及成本控制较为有利。
（2）针对软土层及不利土层，虽然可通过泥浆护壁，同时通过增加泥浆比重来保证成孔质量，但这同时也容易造成桩基沉渣厚度过大，不能满足设计要求。针对此问题，可考虑采用长护筒施工，结合超前钻报告，确定不利土层的标高，根据地面标高与不利土层的底标高确定护筒长度，采用长护筒直接穿越不利土层，保证桩基施工能直接钻进，确保成孔质量及施工质量，避免了不利土层对桩基础施工的影响。
3.2 复杂周边环境下旋挖灌注桩施工管控
复杂的周边环境对桩基施工有较大影响，在施工中既要保证施工质量，同样需要考虑保护周边建筑物或构筑物。
（1）在建筑物边上进行旋挖灌注桩施工，很容易对周边建筑物的天然地基造成影响，因此，在进行桩基施工前，需对周边建筑物的基础进行保护。一般基坑外侧均有止水帷幕，止水帷幕多采用高压旋喷桩或搅拌桩，对周边建筑物的地基保护可利用该止水帷幕形成临时的挡土墙，即在咬合高压旋喷桩或搅拌桩内插入φ160mm×5.0mm的钢管，增强止水帷幕抗侧移的能力，以此形成临时挡土墙，实现对周边建筑物地基的保护。具体做法为在高压旋喷桩或搅拌桩水泥凝结前，垂直插入钢管，钢管插入深度与止水帷幕同长，钢管上端伸出止水帷幕不少于30cm，并采用5.6#角钢将与钢管焊接，使该区域止水帷幕连接整体，形成临时挡土结构。
图3.2-1 止水帷幕压钢管示意图
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图3.2-2 钢管上焊接角钢示意图
（2）针对施工桩顶标高较建筑物地面标高更高的情况，需要进行土方回填，回填至施工标高，但土方回填容易对建筑物造成挤压从而导致墙体开。因此，针对此类情况，为保证旋挖机在足够的标高下进行钻进施工，且有足够承载力，同时又不会对建筑物造成挤压，可采用堆载钢筋混凝土块的方法，即在旋挖机停放施工的位置堆放多块尺寸足够的混凝土块，另外在建筑物墙边沿影响的区域堆放混凝土块，混凝土块需与建筑物墙边有一定距离；在两处混凝土块之间进行回土，以此可保证墙体不受挤压力同时又满足桩基施工标高的要求
图3.2-3 混凝土块支护平意图
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图3.2-4 混凝土块支护立面图
4、总结
桩基施工对周边环境情况及地质情况较为敏感，施工条件容易对桩基施工的施工安全，施工质量造成影响，同样桩基施工同样也会对周边环境造成影响。复杂条件下的桩基施工如何能做到保证施工质量及安全的情况下同样保证周边环境的安全为施工前需要考虑的因素。本文提及的施工方法均已进行实践，并取得良好的效果。2020年突然来袭的新冠疫情促使国家下大力气加快加大对医疗建筑等基础设施的投入力度，本项目通过实践，对老城区狭窄区域等复杂条件下的桩基施工取得了一定的经验，在保证安全的前提下加快了施工进度，为国家医疗事业发展添上一份力量。
参考文献
《一种钢筋混凝土钻头》吴益雄 魏洪涛 李丹 陈欣宏 张贵清
《浅谈在不利地质条件下旋挖成孔灌注桩施工质量控制措施》卓建同
《浅谈旋挖成孔灌注桩施工质量在不利条件下的控制》张生兵
《复杂地质条件下桩基施工技术与质量控制》张增伟 严星
《在淤泥质地质条件下的旋挖成孔灌注桩施工质量控制要点》张生兵
《旋挖钻孔灌注桩在复杂地质环境成孔技术措施》于雷 李晓宏 冷祥玉 吕一品 王远鹏 张继鹏
《旋挖钻施工钻孔灌注桩施工技术》 樊华真