建筑地基基础工程施工关键技术研究

陈海芳

(吕梁市建设工程服务中心，山西 吕梁 033000)

建筑地基基础的有效施工是建筑其它建设工作得以顺利开展，以及建筑建成后能够安全使用的重要前提。地基基础施工受现场地质、地形、水文等条件的影响，复杂度高，对地基施工技术提出较高的要求。为此，深入研究建筑地基基础施工技术具有重要意义。

1 工程概况

某高层综合办公楼，总用地面积3 663.8m2，呈矩形布置，东西长105m，南北长39m，地下、地上共23层，设计高度91.05m。建筑基底面积为2 195m2，抗震设防烈度为7度，50年的设计寿命，屋顶防水1级，采用框架结构。

2 建筑地基基础工程施工关键技术

2.1 基坑支护

2.1.1 测量放线

1)测量人员了解建筑总平面图、规划红线和高程原点，在平面图中标注各特征点与规划红线的距离；2)以建设方提供的总平面布置图为准，进行现场测量放样，而后复核；3)引测高程，准确地确定标高基础。数量方面，同一平面至少引出3个高程点；精度方面，三点的误差不大于3mm。

2.1.2 土方开挖

挖掘机和人工配合开挖，用翻斗式挖掘机装载土方，及时将开挖产生的土方运输至指定存放场所。土方开挖设备的配置方式为大型挖土机和小型挖土机各2台，渣土车20辆，形成“高效开挖、及时外运”的流水线施工模式。按照自上而下的顺序分层分段开挖，每层开挖深度不超过2m，软土不超过1m，易塌方路段不超过1.5m，每段的开挖长度为10～30m。土方开挖要点，如下。

1)提前规划开挖路线，调度管理机械设备，开挖和土方运输两项工作紧密配合，准确控制开挖进尺的同时，及时将开挖产生的土方运输至指定场所；2)开挖人员在施工中，及时对比分析地基基础标高和地下室施工图纸，若存在差异，及时向业主、设计者告知实际情况，协商适应于当前工程环境的开挖方法；3)在基坑内挖出一段土钉支护，再开挖同一层的中段。以机械开挖为主，人工修整为辅的方法开挖边坡，避免超挖、欠挖；4)土方开挖全程均要由专员在现场指挥，施工人员严格听从指挥，保障开挖安全。分层开挖时，开挖深度不超过土钉下端0.5m，及时修整边坡和放坡，采用喷锚的方法防护边坡。

图1 土方开挖流程图

2.2 土钉墙支护

土钉墙支护时，打设钢筋或钢管，安装钢筋网片，分层喷射混凝土，由钢筋材料和混凝土共同构成支护结构。土钉墙支护的关键参数，见表1。

表1 土钉墙支护的关键参数

2.2.1 土钉墙施工要点

1)土钉墙支护施工按照“钻孔→钉棒→注浆→喷浆”的流程进行。在坡底设置排水设备，在坡顶用混凝土结构挡土。分区段施工土钉墙，分层喷淋混凝土路面；2)在基坑周边摊铺水泥地面，厚度不少于2mm，用地面拦截水流，防止坑洞顶部地表水渗入斜坡而影响边坡的稳定性。基坑内，通过排水管或集水井排水；3)基坑开挖后，检验开挖进尺，以干式钻孔的方法钻出直径为100mm的孔洞，而后清孔，检验孔位、孔深等；4)向钻孔中插入土钉桩，钢筋位于孔洞中间部位，可通过辅助支撑装置进行稳固；5)浆液的水灰比为0.5，采用PO.42.5水泥拌制而成，锚杆灌浆压力为0.6MPa。注浆时，向孔中插入导管，保证管的底端到达孔底位置，再缓慢地向外抽出，控制好抽出速度和抽出量，确保整个注浆过程中出浆孔始终在浆液表面以下的位置。注浆遵循一次到位的原则，对于第一次注浆效果未达到要求的，尽快在随后的2h内安排二次注浆，注浆后稳压5min，使注浆量充足，两次注入的浆液固结为完整的整体；6)在土钉末端安装3个由HRB400级φ16mm螺纹钢制作成型的500mm锁紧钢筋，与钉杆两端焊接，底部用加固筋固定。

2.2.2 喷射混凝土面层

(1)喷射前，做好如下准备工作：加工钢丝网，将其铺设到位；绑扎钢筋接合部位；两根钢筋的间隔达到0.2mm或更多；网条间距偏差控制在±20mm以内。

(2)向喷护表面铺设钢筋网，两者的距离控制在30mm，在网板上设置2个φ16的通长压筋，焊接至土钉上，使钢筋网维持稳定。在两个压筋的交叉部位额外增设一条300mm的φ16钢筋。

(3)土钉支护所用的浆液由袋装水泥制作而成，相同种类的水泥中随机选取20包，称取12kg以上的材料进行试验检测。水泥不可受潮结块，不超过保质期，对于在工地存储时间超过3个月的水泥，在使用前需再次取样检验。

(4)拌制混凝土后，及时喷射混凝土，形成厚度不少于20mm的防护层。

2.3 人工挖孔灌注桩施工

钻孔灌注桩的桩长为20 000mm，桩径为900mm、1 000mm、1 200mm、1 300mm、1 400mm、1 400mm、1 500mm，桩的持力层为中泥质、粉砂，施工时以岩性控制为主。钻孔灌注桩的标高为-1.468mm、2.263mm、3.304mm、4.480mm、5.085mm、5.680mm、6mm。

2.3.1 测量放样与成孔

钻孔灌注桩的轴向及桩位的测量。1)测量桩位，插上小木桩，在桩身与轴心相交处钉铁钉，以此为圆心画圆，圆的半径为桩身半径加护墙厚度。在圆周砌筑孔洞，用灰泥抹平；2)在桩心圈顶圈线，用红色油漆标记；3)钻进作业分段进行，先钻进第一个孔，成孔后清理孔中的杂物，检查孔位、孔深、孔垂直度等，确认无误后浇筑混凝土直至与圆环顶部平齐为止，再向护壁上引入定位点，以该点为参照基准，确定桩心和模板中心；4)测量人员进行测量放样后，用钢尺测量各轴线、各桩位，以参考线和参考点为基准校准竖直方向的距离，并检测桩的轴线，要求各项放样偏差均在技术规范允许的范围内。

2.3.2 挖土

钻孔灌注桩的开挖采取人工分层、分段开挖的施工方法，挖深为0.5～1.0m，首先从洞口中央开始开挖，再逐步向周边延伸。开挖产生的泥土集中堆放在距桩眼2m的位置，再用小车将其清运至施工场地外的指定存放场所，禁止在施工现场随意堆放土方，严格控制堆载量，防止因土压力过强而导致桩眼坍塌。施工后，检测桩径、垂直度，偏差在许可范围内时进行混凝土护墙的灌浆，待混凝土达到特定强度后，按照施工进度继续下一段的开挖，以此类推。

2.3.3 测量控制

定期钻孔检测，根据检测结果判断偏差并纠正，保证钻孔尺寸、竖直度均达到工程要求。在桩孔处安装十字架，用尺来测量桩孔的半径和垂直度。测量控制及时进行，发现偏差后随即纠正。

2.3.4 支设护壁模板

基坑开挖具有破坏性，例如桩孔周边的土方缺乏稳定性，严重时诱发桩孔塌方事故，出于安全考虑，在边坡边支设护壁并施工护墙。模板的支撑高度超过地面150～200mm，拦截水流和砂石，防止桩孔内堆积杂物。工程高度重视模板的循环利用，管理好现场施工进度，调度好模板资源，实现上下节段模板的循环利用。第一块模板安装到位后，在孔口设置“十”字，进行校正。模板在两层交接点的部位搭接，搭接长度不少于50mm。

2.3.5 浇筑护壁混凝土

在桩的桩位、桩径、垂直度均达标的前提下，浇筑护壁混凝土。以护壁浇筑施工材料用量要求为准，由人工在现场拌制浆液，浇筑高度以高出地面150～200mm为宜，适当超高的目的在于起到拦截作用，防止水分的渗入。在浇筑护墙混凝土时进行充分的振捣，形成密实稳定的护墙结构，发挥出防水和防坍塌的功能。

2.3.6 拆除模板

在混凝土强度超过1MPa且龄期均达到要求后，开始拆除模板，再开挖下一节段，如此循环进行。每次拆除模板后，均要及时清理模板上残留的浆液，修整模板，使模板表面干净、形态良好、结构稳定。由于拆模工作量大，在支模时向清理干净的模板涂刷隔离剂，方便拆模，此举也能够避免因混凝土粘附在模板上而影响护壁结构的表观质量。

2.4 土方回填

(1)回填从最低处开始，分为多层，按照自下而上的顺序依次进行。每间隔一段距离进行一次横向分层夯实，设备采用振动冲击夯。

(2)土方回填量较大，分为多段、多层依次进行，规范施工各部位，管理各部分的施工质量。相邻两层搭接，上下两层间的距离不小于10cm，并以台阶式填充。

(3)填筑以机械作业的方式为主，对于机械设备无法覆盖到的墙角以及各类边角部位，由人工处理。同时，由于边角处的施工空间有限，可以事先喷洒水，用石粉或沙进行填充，降低施工难度。

3 建筑地基基础工程施工质量控制措施

3.1 结构的优化设计

(1)全面勘察，确定施工现场的地质、地形、水文条件，以勘察结果为参考，进行针对性的设计，兼顾技术可行性和经济效益性多项要求，尽可能以较少的成本完成建筑地基基础工程施工活动。现场勘察要多次进行，对比分析每次的勘察数据，确定最真实可靠的勘察结果。

(2)作为设计部门，需要在初步设计的基础上进行反复的分析论证和改进，根据“检查→发现问题→处理问题→反馈→确认”的模式开展设计工作，力争提升设计方案的可行性，为建筑地基基础施工提供有效的指导，减少施工期间各类异常情况的出现次数，以及减小已发生异常现象所带来的不良影响。

(3)在建筑地基基础工程的设计中，设计人员需要着重考虑现场施工条件和建筑工程施工要求，可以向类似工程借鉴经验，但不可生搬硬套，需要遵循因地制宜的原则，结合现场实际情况制定一套具有可行性并且满足工程要求的方案。地形、地质、水文、气候、交通等均是设计人员在设计工作中必须考虑的因素，需要统筹兼顾各项与建筑地基基础工程有关的因素，进行多因素协调，减少对施工的影响以及避免因施工而导致周边环境遭到破坏。设计人员要从整体性的角度审视地基结构设计方案，结合最新的工程施工环境做好方案优化工作。经过周全的考虑和细致的设计、改进后，可以减少施工期间的风险，在源头上为建筑地基基础工程的有效施工提供保障。

3.2 加大勘探力度，保障地基建设的稳定性

(1)根据建筑工程建设规模、现场地质条件等评价地基是否可承受建筑载荷，对于天然地基承载能力不足的，需要采取换填、加固等处理措施。软土地基是建筑工程中常遇到的特殊地基，由淤泥质土、湿陷性黄土等组成，含水率高，稳定性差，需要进行深入的现场勘查，确定软土地基的关键组分，制定处理方案，将处理工作落实到位。通常，需根据建筑面积计算建筑的平均载荷，再根据载荷关系规划地基处理方案。若载荷超过平均承载量的4倍，可采取独立地基，考虑地基稳定性的同时追求经济性；若最大承载量不足平均承载量的2倍时，需要采取筏形基础。

(2)勘察过程中发现地基存在承载性不足、不平整等问题时，需要在正式施工前采取补救措施，营造良好的施工条件，降低施工期间安全事故和质量问题的发生率，具体可采取如下工作策略：1)研究地基构造，确定构造类型、构造特性，评价原始构造是否满足建筑工程对现场自然条件的要求，并完整记录信息，作为设计、施工等工程活动的参考；2)从行业中汲取经验，结合建筑地基基础实地施工条件，构建三维模型，直观地进行分析，检验设计方案的可行性，再做好调整；3)工程人员保持密切的沟通，高效共享信息，对于出现的问题，需要快速反馈，妥善处理；四是加强施工后的检验，保障建筑地基基础的施工质量，同时分析工程施工中暴露出的问题，从中汲取经验，优化工作方法，持续提高建筑地基基础工程的施工水平。

4 结语

建筑地基保持平整和稳定是有效进行建筑主体结构建设工作的重要前提，规范施工建筑地基基础至关重要。本文结合工程实例，分析了基坑支护、人工挖孔灌注桩、土方回填等的施工方法，确定了施工流程和具体要点，总结了建筑地基基础施工中的质量控制措施，以期给同仁提供参考。此外，不同建筑工程的地基基础在地质、地形、水文条件等方面均存在差异，因此建议工程人员要遵循因地制宜的原则，根据实际条件制定建筑地基基础施工方案，实现安全、质量可靠、高效多项目标，保证地基基础工程的施工质量，为建筑工程的发展打好基础。