在泥炭质土中基坑支护施工组织分析

2018-02-14郭烁丽钱玉海

建筑机械化 2018年2期

郭烁丽，钱玉海

(1.昆明理工大学建筑工程学院，云南昆明 650500；2.云南工程建设总承包有限公司，云南昆明 650500)

泥炭质土是昆明地区工程施工中常见的湖湘沉积软土，具有含水量高、流动性大、有机质含量高、压缩性高等特点。昆明地区大部分基坑事故都与该层土有关，该层土往往是增加勘察、设计及施工难度的主要影响因素，对该层土采取的处理措施也是经济造价的重要组成部分。本文针对施工组织顺序、施工技术措施等方面进行研究分析，探讨合理可采取的施工组织措施，减少泥炭质土中工程施工的发生。

1 昆明地区泥炭质土的特性及研究现状

泥炭质土是有机质含量大于60%的土[1]，黑色，深褐灰色，夹较多腐殖物，多为软塑～流塑状态，具有高有机质含量、高含水量、大流动性、超高压缩性等特点，对基坑支护工程施工安全及质量造成了极大的隐患。

针对泥炭质土的工程特性及应用，阮永芬等研究了泥炭质土工程特性及对建筑地基的影响[2]，余志华等通过实验研究了泥炭质土在轴向卸载作用下回弹变形情况[3],李琳通过在泥炭土在添加不同配比的水泥、石灰、石膏等固化剂以提高其压缩模量和承载力[4]。但是在泥炭质土中进行施工组织设计及施工技术措施方面的研究却很少，本文针对基坑支护工程施工中常遇到的问题，进行归纳总结，分析判断。

2 泥炭质土中施工工序及问题

在泥炭质土中进行基坑支护的施工时，主要的施工工序有土方开挖、支护桩施工以及截水帷幕的施工等，若采用常规的施工工艺，很难达到设计要求，而且容易发生施工事故，针对在该特殊土层中进行施工，常遇到的施工问题归纳如下。

2.1 在泥炭质土中施工灌注桩

施工常用的支护桩包括旋挖钻孔灌注桩和长螺旋钻孔灌注桩等，在灌注混凝土成桩过程中，由于该土层侧向约束小，混凝土易向周边扩散，充盈系数大，容易窜孔影响相邻灌注桩施工。考虑到长螺旋钻孔灌注桩需在混凝土灌注完成后，在插钢筋笼振动下，混凝土液面下降并扩散，易形成断桩，相对来说，长螺旋钻孔灌注桩在该土层中施工难度相对较大，更容易发生质量事故。

2.2 在泥炭质土中施工搅拌桩

水泥土深层搅拌桩是基坑支护中常见的一中截水帷幕，由于其施工速度快，造价低，在工程中应用较多，但是由于泥炭质土呈流塑状，有机质含量高，含水率大，承载力低，灵敏度高，水泥搅拌桩在该土层施工时难以达到足够的强度，搅拌桩成桩质量控制难度大。

2.3 在泥炭质土中进行土方开挖

土方开挖是基坑支护施工不可缺少的环节，在土体承载力及抗剪强度较好的土层进行土方开挖，参照相关规范[5]进行，基本不会出现工程事故，但是由于泥炭质土含水量大，若直接在坑内开挖，施工操作面泥泞，施工难度大，同时由于泥炭质土抗剪强度低，固结强度低，按照常规的开挖方式，土体难以自稳，且易引起基坑周边地面变形大，甚至坍塌。

3 针对性措施

针对施工过程中出现的质量及安全问题，可考虑在施工工序及技术措施两方面进行改进。

3.1 在泥炭质土中施工灌注桩处理措施

灌注桩施工前，先做好试桩试验，验证其成桩质量和承载力等。施工前期，检查长螺旋钻杆叶片的连续性，特别是两节钻杆连接的位置；长螺旋钻头需要配置特殊钻头，在桩机钻进过程中，确保土体能够依照叶片顺序返土，避免输送过程间断。施工期间必须严格控制提钻速度与振捣力度，在保证施工桩身质量的前提下，降低桩身混凝土充盈系数。在施工顺序安排上，可分4序进行施工，保证成桩质量。

3.2 在泥炭质土中施工搅拌桩处理措施

在泥炭质土中施工水泥搅拌桩，为保证成桩效果，施工时需添加适量外加剂，外加剂的种类和数量需根据试桩效果确定，严格控制水泥搅拌桩在泥炭质土中的下沉和提升速度，项目施工前需先进行试桩，验证设计的水泥掺入量、水灰比（注浆或空气压力）与地质条件的适应性。施工前根据地质勘查报告，掌握泥炭质土层的分布情况，水泥搅拌桩在该土层施工时，适当降低钻杆下钻及上提速度，使泥炭质土最大限度搅拌均匀，同时增加注浆量，同时可根据试桩效果选取更先进的施工机械设备来确保成桩质量。