桩基础技术难点及工程施工管理研究——以杭州北之江水上运动中心及皮划艇激流回旋项目桩基和基坑围护工程为例--中国期刊网

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桩基础技术难点及工程施工管理研究——以杭州北之江水上运动中心及皮划艇激流回旋项目桩基和基坑围护工程为例

发表时间：2021/5/31 来源：《基层建设》2021年第2期作者：马卫平

[导读] 摘要：近几年，各种类型的运动中心成为人们放松身心的主要去处，各地纷纷将运动中心的建设工作提上日程。文章便以北之江水上运动中心为例，在对工程情况进行简单介绍的基础上，围绕施工管理和桩基础技术展开了系统讨论，内容涉及技术选择原则、施工难点等方面，希望能给其他人以启发，为日后类似工程的建设提供参考。

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        上海弘韬建设发展有限公司
        摘要：近几年，各种类型的运动中心成为人们放松身心的主要去处，各地纷纷将运动中心的建设工作提上日程。文章便以北之江水上运动中心为例，在对工程情况进行简单介绍的基础上，围绕施工管理和桩基础技术展开了系统讨论，内容涉及技术选择原则、施工难点等方面，希望能给其他人以启发，为日后类似工程的建设提供参考。
        关键词：基坑围护；施工管理；桩基础技术
        前言：不断发展的科技，使建筑工程展现出极为突出的多元化与个性化特征。虽然不同工程需要达到的要求存在明显差异，但对任意工程而言，桩基础施工都是不可缺少的环节，要想尽快将工程投入使用，根据其特点选择恰当的桩基础技术，通过科学管理的方式，确保技术优势能够得到充分发挥是关键。由此可见，本文所讨论内容有一定的社会意义，需要引起重视。
        1工程介绍
        本项目地处杭州市华墅沙村，其建筑总面积约59500m2，其中，地上面积约37800m2，地下面积约21700m2。现将设计方案所强调要点归纳如下：第一点，采用后注浆法对桩基础进行施工，设计桩长30m，试桩砼强度为C35，工程桩砼强度为C30，工程桩直径有1m和0.8m两种。第二点，地下室开挖深度约为3m至5m，底板厚度以600mm为宜，坑中坑的开挖深度，始终被控制在7m至8m。第三点，地下室支护形式为放坡+止水帷幕，采用搅拌桩规格为Ф700mm，坑中坑用来加固封底与周边的主体为喷桩重力坝，旨在使边坡土体具有理想的稳定性。
        2桩基础施工分析
        2.1技术选择原则
        通过分析类似项目的施工过程可知，要想使工程质量达到预期，在选择桩基础技术时，施工人员应遵循以下原则：其一，由于施工现场地质条件会给桩的功能带来影响，因此，在确定桩基础类型时，施工人员需要综合考虑持力层深度和地下水位等指标[1]。其二，前期准备阶段，由专业人员估算工程基础荷载并完成桩的设计工作，这样做是因为桩承载力与基础荷载量密切相关。其三，桩基础施工给环境带来影响的部分，通常为泥浆护壁钻孔桩，这也给施工人员提出了全新要求，即科学处理钻孔桩所用砂石及泥水。其四，全面评估现有桩基础设备情况，若现有设备无法为项目施工提供支持，施工单位应通过就近调用或购买的方式，及时更新设备配置，避免带来不必要的问题或麻烦。
        2.2施工难点与解决方案
        2.2.1水下砼灌注
        作为桩基施工核心工序的水下砼灌注，在前期准备阶段，就需要供应站对砼级配单和质量证明加以提供，确保水下灌注所用导管有良好的密封性，避免由于管内进入泥浆，导致堵管问题出现，进而造成不必要的断桩事故，延长工期并增加成本。
        如果有堵管现象产生，施工人员应第一时间开展疏导工作，将疏导过程详细记录，为日后查阅提供便利。除特殊情况外，首斗灌注量都应当保障导管底部与砼面重合深度达到1.2m，当工程进行到开灌环节后，通过连续灌注的方式，确保成桩质量能够达到预期[2]。由专业人员定期对混凝土深度进行测量，使混凝土深度处于可控范围，通常以2m至6m为最佳。而桩身混凝土的灌注工具，通常为导管，施工人员应将导管下口和孔底的距离控制在2m内。
        灌注混凝土面应有超过桩顶标高的高度，施工人员需要根据标高砼质量，对二者高度差的具体数值加以确定。
        在进行水下砼浇注时，由施工人员对记录表进行填写；在完成砼浇筑后，再填写验收记录表即可。
        要想解决凝固时间过短，导致灌注质量不达标的问题，施工人员应做到严格控制早期混凝土强度。在外界温度较低的情况下，混凝土水化速度将出现明显减慢，其凝固需要花费的时间也更长，此时，便需要放弃缓凝剂的使用，避免混凝土离析分层。
        2.2.2钻孔灌注桩
        （1）施工难点
        首先，无论施工人员采取哪种清孔方法，孔底均有沉渣残留；其次，经由细长导管落下混凝土，由于落差过大，极易使桩底混凝土出现离析问题，从而形成大量虚尖与干碴石；最后，孔壁泥皮的存在，是桩周土无法与桩身充分结合的主要原因，摩擦系数自然会被影响，灌注桩表现出侧壁摩阻力、桩端承载力，通常难以达到预期。
        （2）解决方案
        研究表明，灌注桩后压浆可使上述问题得到有效解决。该方案要求施工人员在桩钢筋笼的外壁对钢管进行埋设，待桩混凝土达到理想强度后，再经由钢管，通过施加外部压力的方式，确保水泥浆液能够尽数进入桩侧与桩端。桩侧浆液沿结合层向上流动，通过消除泥皮的方式，对桩侧摩阻力进行提高；桩端浆液能够与虚尖、干碴石充分结合，随着桩端密实度的增强，其承载力也可得到提高。另外，向桩侧土层渗透的浆液，可使桩径明显加大，这对单桩承载力的提高，同样有积极作用[3]。

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        2.2.3深基坑施工
        （1）施工难点
        本项目所开挖基坑的深度一般，但面积和土方量普遍较大，对建材与土方进行运输时，场地条件带来限制又极为明显，这也决定本项目所面临难点，主要是如何科学把控施工，缩短地下主体施工所需时间，为基坑安全提供保护。与此同时，施工人员可能遇到的问题，还有如何使基坑位移与变形情况得到控制，确保基坑围护具有理想稳定性。要想解决上述问题，关键是全面监测基坑附近情况，通过信息化指导的方式，最大程度提高施工有效性。
        另外，以下内容也需要施工人员引起重视：首先，基坑降水效果与围护施工质量密切相关，只有干爽的环境，才能使施工进度得到有效控制，随着基坑暴露时间缩短，其安全性自然更加贴近预期。其次，最大程度提高止水帷幕质量，贯彻落实施工方案涉及技术参数的内容，同样对施工质量的控制有积极作用。再次，本项目所在区域有粉砂存在，而较浅的地下水位，极易导致管涌和流砂出现，这也给基坑围护提出了全新要求，一方面是对降水与止水措施引起重视，另一方面是及时封堵并处理围护渗漏引起的局部塌陷问题。最后，基坑开挖是土体变形的主要原因，只有对时空效应规律加以利用，真正做到分层开挖、逐段开挖，才能使基坑在外界暴露的时间得到有效压缩。
        （2）关键工序
        第一，对水泥搅拌桩进行施工，通常会使周边环境带来挤土效应，其中，南侧管线和道路所受影响最为明显，因此，当施工正式开始后，施工人员应花费一定时间和精力，对施工情况进行实时监督与测量。
        第二，研究表明，导致基坑壁坍塌的原因，主要是施工人员对搅拌桩及高压旋喷桩的认知较为浅显，没有对其引起重视。要想避免问题出现，关键是要重视坑中坑封底加固和重力坝围护环节，按照设计方案所提出要求，严格控制水泥掺量。
        第三，基坑降水是增加土体有效应力的主要原因，随着有效应力增加，土体将有大量固结沉降生成，这一情况所引起问题，便是附近道路、建筑位移及不均匀沉降。此外，如果水量带走大量粉土和沙土，还会增加地面沉陷或土体塌陷等问题出现的几率。施工遇到强降水等天气，将形成降落漏斗，受降落漏斗影响，化学场及动力场均会出现明显变化，这同样不利于后续施工。施工单位考虑到上述情况，遂决定采取恰当方案及措施，最大程度避免降水给环境带来负面影响的问题出现。
        3项目施工管理探究
        3.1前期管理
        踏勘施工现场，确定施工方案、机械和工艺，确保成桩质量能够得到有效控制。另外，技术准备内容可被分为三部分，首先是编制施工方案，其次是结合工程进度，确定涉及材料、人力和设备资源的需求与应用计划，最后是通过工艺试桩的方式，对是工艺参数加以确定，为后续环节的开展提供参考[4]。
        3.2放线定位管理
        3.2.1水准点
        按照设计要求控制桩基标高，在不会被沉桩所影响的区域，对2个及2个以上水准点进行设置。而桩基施工所用水准点，既可以选择单独设置，还可以选择利用高程控制网所设置水准基点，精简施工流程，提高施工速度。
        3.2.2定桩位
        施工人员需要根据施工方格网，确定控制线，再按照桩号，依次施放桩位并对样桩进行设置。随后，通过复核桩位的方式，避免出现定位错误的情况。
        3.3其他管理要点
        提前铺设碎石，通过提高地基承载力的方式，避免不均匀沉降出现，导致打桩垂直度被影响。按照成孔方法平整场地，人工挖孔需要提前考虑土方运输道路，钻孔灌注桩需要重点考虑排水沟和泥浆槽的设置。在实际施工时，相关人员应以项目所选用技术为依据，对施工进行全过程管理，确保潜在问题均能够得到及时发现和处理。
        结论：通过上文的分析能够看出，对任意形式的建筑工程而言，桩基础施工都是需要引起重视的环节，可以说，桩基础质量直接决定了工程质量，要想使工程价值得到发挥，围绕桩基础施工展开讨论很有必要。本项目便对人、材、机进行了科学规划，准确把握施工节点与关键工序，在不延长工期的基础上，将一次验收合格率提高到了100％。
        参考文献：
        [1]桂锋.BIM技术在建筑设计和项目施工及管理中的应用[J].工程建设与设计，2020（21）：178-180.
        [2]田志芳.BIM技术在建筑工程施工组织与管理中的应用研究[J].工程技术研究，2020，5（20）：147-149.
        [3]崔炳辰，雷斌，李先圳，等.深厚软弱地层长螺旋跟管、旋挖钻成孔灌注桩施工技术[J].施工技术，2020，49（19）：23-26.
        [4]杨丽军.建筑工程土建施工中桩基础施工技术的应用研究[J].住宅与房地产，2020（27）：168-169.