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摘要：针对在基坑内桩基施工的特点，对坑内施工影响因素从工程地质、水文地质及场地特点等方面进行了分析。围绕如何避免成孔风险、提高工效，从合理布置场地、合理安排施工顺序及针对不同复杂地层选择合适的单一、组合成孔方法等方面展开探讨。并列举了工程实例，对在各类复杂地质条件下进行基坑内桩基施工有一定的参考作用。
关键词：基坑内；桩基施工；影响因素；复杂地质；组合成孔方法
1基坑内桩基施工的特点
①适用于坑内无水平支撑的基坑工程。
②场地狭小，涉及坑内坑外垂直运输和交叉施工。
③受坑壁渗漏、承压水、降水影响。
④减少了空孔长度，减少了钢筋、混凝土材料浪费。
⑤桩身垂直度、桩顶混凝土质量的可控性增加。
⑥前期进行了大部分土方开挖，完成桩基施工，即可跟进开挖，为基础结构施工节省了时间。
⑦增加了基坑的裸露时间，对基坑围护的安全稳定性要求高。
2影响基坑内桩基施工的因素分析
影响复杂地质条件下基坑内桩基工程方案选择的因素较多,主要有拟建场区的工程地质条件、水文地质条件、周边环境、建筑物的结构情况及埋深、桩基设计参数、施工技术条件等。
2.1工程地质影响因素
①在基坑内施工，由于挖除了上部覆盖层，土体应力状态改变，坑底土存在隆起可能，会对桩基孔壁稳定性造成一定的影响，视具体情况需安放一定长度的钢护筒。
②上部覆盖层挖除后，清除了可能存在地下障碍物的地层，也可能会使自然造浆地层减少，视具体情况采取人工造浆。
③遇泥炭土、湿陷性黄土、基岩面倾斜或不平、探头石或孤石、裂隙岩溶地层等复杂工程地质问题，会给桩基施工造成施工周期长、易塌孔、孔斜等风险，需采取相应的方法处理。
④遇卵石、漂石和砾砂、密质胶结层、灰岩、泥岩、硬塑粘土层、花岗岩等复杂地层，并存在分布不均匀、持力层起伏较大、软硬不均等情况，会增加成孔难度，影响成孔效率，成本增加。
2.2 水文地质影响因素
①场地地下潜水位较高或遇降雨天气时，会增加对基坑围护结构向坑内产生的挤压作用，围护结构的位移对坑内施工带来安全隐患。
②如果存在承压水，又在基坑内施工，相当于抬高了承压水头高度，也会对桩孔孔壁稳定性造成一定的影响。基坑面积较大时，需在坑内设置降压井。降排水施工现场需设置临时围挡设施，要考虑不影响其他机械的正常运作。
③为防止开挖过程中出现基坑突涌及对周围建筑物造成不良影响，基坑开挖前应对基坑周边做好止水和降水技术措施。
④基坑壁如果漏水，会给坑内桩基施工带来诸多不便。对基坑抽排出的地下水须作有效疏导、排出基坑，避免向基坑回流、回渗。
⑤如发生抽水泵停泵，深层地下承压水可能通过井口涌出，影响施工正常进行。根据以前施工经验，需要将地下水为降至地下室地板以下2m或坑底地面以下3m。必要时配备发电机作为备用电源。
2.3场地情况影响因素（垂直与水平运输）
①基坑面积较大时，可沿基坑一侧留置一条坡道，坡角不宜大于15°，待坡道外桩基施工完成后进行道路翻移。基坑面积较小时，可不留坡道，直接在坑底施工。
②所有施工机具全部用大型吊车吊入或运至坑内。
③钢筋笼加工场地根据工程的具体情况，在坑内或坑外设置。方案一：在基坑内设置一个钢筋笼加工场地，原材由车辆沿坡道运至坑底，在基坑内制作钢筋笼。方案二：如坑内场地面积条件不允许，可在基坑外设置一个钢筋笼加工场地，钢筋笼在基坑外分节制作成型，再由吊车吊至基坑内。
④灌注时返出的砼浆及挖出的渣土应及时在坑底装车或由吊车吊到坑外装车运走。不能及时清运的，应集中堆放至离吊车较近的坑底一侧，集中运出工地。原则是不影响坑底施工或坑顶运输通道，不得增加坑边荷载。
⑤无坡道时混凝土灌注采用坑外泵车输送，灌注前合理安排泵车的停车位置，保证砼运输车进出道路的畅通。坑外人员应与坑内灌注人员保持信息畅通，以免砼、浆外流。有坡道时，混凝土运输车可直接倒至孔口。
⑥坑底施工时最大的安全隐患是空中掉物造成事故，因此在吊放物品时应派专人指挥。施工场地布置、各工序尽量错开。
⑦交叉作业通道应保持畅通，在夜间和光线不足的地方禁止进行交叉作业。严禁乱动非工作范围内的设备、机具及安全设施。交叉作业时，工具、材料、边角余料等严禁上下抛掷，应用工具袋、箩筐或吊笼等吊运，吊物下方严禁站人或逗留。
⑧基坑较深时可设置垂直运输电梯。
3 坑内桩基施工方法的选择比较
3.1场地布置注意事项
在基坑底部沿坑边呈环形封闭状，用砖砌水泥砂浆抹面修筑排水沟，水沟宽*深宜为0.5m*0.5m，设置一定的超度，坑挖至底部时即修筑，并设置多个沉淀池。边角桩施工如破坏沟渠，应在施工完成后及时修复。
钢筋笼加工场地设置在坑内时，宜置于场地中央，或沿基坑长边方向设置在一侧。待桩基施工完成一片区域后，再择机进行场地翻移。泥浆池设置宜离开坑边8m以上，便于边桩施工。泥浆池不得超挖，其底部宜高出底板底标高30cm以上。
坑内施工便道在场地中央呈“十”、“井”字形或沿坑边呈“0”形布置。坡道沿坑边呈“一”字或“L”型设置。
3.2桩基施工顺序安排
先施工边桩、角桩，后施工中间桩。桩基施工由一端向另一端施工。先集中施工较易施工的桩，抢先腾出一块可利用的场地作为渣土堆放区和钢筋笼堆放区。
受围护结构和场地影响，经常会出现围护结构向坑内偏移较大的情况，致使部分角桩、边桩施工作业面狭小，回转工艺设备受限，这种情况下，可选择冲击、旋挖成孔工艺。对于不入岩的地层，优先考虑旋挖成孔。坑内施工一般存在地下水，不适合采用人工挖孔。
3.3桩基施工方法选择
在复杂地质地区进行基础方案选型及施工确实存在较大困难，必须充分了解场地的工程地质和水文条件、全面分析各种复杂地质条件对工程施工的影响，合理地选择基础形式和施工措施。桩基与基坑方案之间的相互影响,以便选择出科学合理、经济可行的地下桩基方案。
设计成摩擦桩的工程地质情况一般不太复杂，桩基施工方法较多。坑内施工的桩基设计成端承桩或端承摩擦桩的情况较为多见。施工方法也视具体情况多样化。
3.3.1人工挖孔
在降水效果显著或不受地下水影响，地层又比较稳定的条件下，人工挖孔桩是较快速经济的。但人工挖孔桩存在安全隐患大、文明程度低。
3.3.2冲击钻进
泥浆护壁冲击钻孔桩适用于地下水位以下的粘性土、砂土、碎（砾）石及风化岩层有及地质情况复杂、夹层多、风化不均、软硬变化较大的岩层；还能穿透大孤石等障碍，适用于岩溶发育岩层、裂隙发育岩层、漂卵砾石层、但在岩溶发育地区慎重选择。冲击钻还是处理有问题钻孔桩的最好方法。
3.3.3 旋挖钻机成孔
根据不同地质、不同孔径、不同深度所采取的工艺也有所不同。其配套钻具主要有旋挖钻头、螺旋钻头、岩芯钻头、全断面滚刀钻头、扩底钻头等。视地下水及地层稳定性，必要时须埋设长钢护筒，防止钻头上下频繁活动引起孔壁失稳。
良好的泥浆性能也是确保孔壁稳定的关键因素。旋挖钻机自重大，须旋转倒渣。对于坑内角桩和邊桩施工，施工难度较大，可采取退机倒渣，前进重新就位，如此反复达到成孔目的。施工入岩地层须改用加压钻杆。
3.4.4 回转钻机成孔
对于上部软土地层，采用正循环回转钻机成孔方法。对于大直径复杂地质条件下成孔，须考虑钻机的扭矩、反循环方式、加配重减压钻进。由于基岩钻进时间较长，也需埋设长护筒，并保持一定的泥浆液面高度，以确保孔壁稳定。选择合适的钻进参数对于钻进速度和质量影响较大，钻压又是关键参数。
针对不同岩石强度，选择合适的钻压比值尤为重要。钻进塑性地层比压值控制在100～600（N/cm2），钻进脆性岩层比压值控制在1000～2500（N/cm2）。
对于深度不大的基坑，反循环泥浆池可设于坑外，连接管路到基坑内孔中。如地面有空间，储浆池、废浆池也可设在坑外。
3.4.5 全套管成孔
大直径全套管冲抓成孔桩基施工法是一种环保、安全和广谱型大口径岩土钻掘施工法，成孔和灌注一次完成，具有无泥浆干式施工、低噪音、适用地层广泛、基桩孔质量易于检测等特点。适用于复杂的流砂层、砂砾层、卵石层、软质岩和少量硬质岩，对于处理探头石、孤石、混凝土凸起等情形。
全套管冲抓成孔施工技术将全孔套管护壁和冲抓成孔两种工艺的优点,在钻进中有机地结合在一起，其成孔过程不使用泥浆等循环液，借助机械化自动化程度较高的全液压套管钻机和吊机，以及冲抓斗、冲击钻头等凿岩机具实现干式钻掘成孔。坑内施工，可直接将抓出的渣土吊放到坑外装车运走。
3.4.6 组合成孔方法
通过对地层综合分析，同一桩孔可采用多种成孔办法相结合。主要组合成孔方法有：
①人工挖孔+回转钻进+冲击钻进组合的多工艺施工方法；
②旋挖成孔+回转成孔方法；
③旋挖成孔+冲击成孔方法；
④振设长护筒+人工挖孔+回转成孔方法等。
4 工程实例
4.1.1 实例一：无锡某基坑内采用多种成孔方法进行桩基施工
基坑直径110m、基底埋深约32.0m～38.0m。桩基施工前基坑已开挖至14.0m，基坑设计深度16～30m。无坡道，设备物资全部由地面吊车吊和坑内。桩基直径φ1.0～1.2m。
地层从坑底往下依次为：灰色粉质粘土、黄褐色中砂、褐黄色～草黄色粉质粘土、灰色粘土、棕红色碎石混粘性土、砂岩、砂质、泥岩、破碎角砾岩石。桩基施工采用旋挖+冲击成孔和纯冲击成孔的方法。
4.1.2 实例二：深圳某基坑内采用多种成孔方法进行桩基施工
基坑东西宽90～100m，南北长133m。桩基施工前基坑已开挖至17.0m，基坑设计深度25～29m。围护有多处漏水，有微承压水，在坑底打井降水。有坡道，车辆可开到坑底。桩基直径φ0.8～2.6m，φ0.8的桩进行扩底。地层从坑底往下依次为：全风化粗粒花岗岩、强风化粗粒花岗岩、桩端支承于中风化粗粒花岗岩。桩基施工采用纯冲击成孔、旋挖+冲击成孔、旋挖+回转成孔的方法。组合成孔方法成孔效率提高2～4倍。
5结语
在基坑内进行桩基施工，因地制宜的采用不同的成孔施工方法，并合理组合，对解决复杂地地质条件下的桩基成孔施工，有显著成效。对桩位偏差、桩顶质量等方面提高了可控性，并减少了不必要的材料浪费，降低了工程成本。
先挖一部分土方，桩基施工完成后再挖土，为基础结构施工快速安全施工争取了宝贵时间。坑内桩基施工，基本不对坑外造成环境污染。但坑内难免受地下水的影响，文明施工程度、安全用电方面需重视。
参考文献
[1]徐維均主编，桩基施工手册，人民交通出版社，2007.
[2]刘国彬，王卫东主编，基坑工程手册，中国建筑工业出版社，2009.
关键词：基坑内；桩基施工；影响因素；复杂地质；组合成孔方法
1基坑内桩基施工的特点
①适用于坑内无水平支撑的基坑工程。
②场地狭小，涉及坑内坑外垂直运输和交叉施工。
③受坑壁渗漏、承压水、降水影响。
④减少了空孔长度，减少了钢筋、混凝土材料浪费。
⑤桩身垂直度、桩顶混凝土质量的可控性增加。
⑥前期进行了大部分土方开挖，完成桩基施工，即可跟进开挖，为基础结构施工节省了时间。
⑦增加了基坑的裸露时间，对基坑围护的安全稳定性要求高。
2影响基坑内桩基施工的因素分析
影响复杂地质条件下基坑内桩基工程方案选择的因素较多,主要有拟建场区的工程地质条件、水文地质条件、周边环境、建筑物的结构情况及埋深、桩基设计参数、施工技术条件等。
2.1工程地质影响因素
①在基坑内施工，由于挖除了上部覆盖层，土体应力状态改变，坑底土存在隆起可能，会对桩基孔壁稳定性造成一定的影响，视具体情况需安放一定长度的钢护筒。
②上部覆盖层挖除后，清除了可能存在地下障碍物的地层，也可能会使自然造浆地层减少，视具体情况采取人工造浆。
③遇泥炭土、湿陷性黄土、基岩面倾斜或不平、探头石或孤石、裂隙岩溶地层等复杂工程地质问题，会给桩基施工造成施工周期长、易塌孔、孔斜等风险，需采取相应的方法处理。
④遇卵石、漂石和砾砂、密质胶结层、灰岩、泥岩、硬塑粘土层、花岗岩等复杂地层，并存在分布不均匀、持力层起伏较大、软硬不均等情况，会增加成孔难度，影响成孔效率，成本增加。
2.2 水文地质影响因素
①场地地下潜水位较高或遇降雨天气时，会增加对基坑围护结构向坑内产生的挤压作用，围护结构的位移对坑内施工带来安全隐患。
②如果存在承压水，又在基坑内施工，相当于抬高了承压水头高度，也会对桩孔孔壁稳定性造成一定的影响。基坑面积较大时，需在坑内设置降压井。降排水施工现场需设置临时围挡设施，要考虑不影响其他机械的正常运作。
③为防止开挖过程中出现基坑突涌及对周围建筑物造成不良影响，基坑开挖前应对基坑周边做好止水和降水技术措施。
④基坑壁如果漏水，会给坑内桩基施工带来诸多不便。对基坑抽排出的地下水须作有效疏导、排出基坑，避免向基坑回流、回渗。
⑤如发生抽水泵停泵，深层地下承压水可能通过井口涌出，影响施工正常进行。根据以前施工经验，需要将地下水为降至地下室地板以下2m或坑底地面以下3m。必要时配备发电机作为备用电源。
2.3场地情况影响因素（垂直与水平运输）
①基坑面积较大时，可沿基坑一侧留置一条坡道，坡角不宜大于15°，待坡道外桩基施工完成后进行道路翻移。基坑面积较小时，可不留坡道，直接在坑底施工。
②所有施工机具全部用大型吊车吊入或运至坑内。
③钢筋笼加工场地根据工程的具体情况，在坑内或坑外设置。方案一：在基坑内设置一个钢筋笼加工场地，原材由车辆沿坡道运至坑底，在基坑内制作钢筋笼。方案二：如坑内场地面积条件不允许，可在基坑外设置一个钢筋笼加工场地，钢筋笼在基坑外分节制作成型，再由吊车吊至基坑内。
④灌注时返出的砼浆及挖出的渣土应及时在坑底装车或由吊车吊到坑外装车运走。不能及时清运的，应集中堆放至离吊车较近的坑底一侧，集中运出工地。原则是不影响坑底施工或坑顶运输通道，不得增加坑边荷载。
⑤无坡道时混凝土灌注采用坑外泵车输送，灌注前合理安排泵车的停车位置，保证砼运输车进出道路的畅通。坑外人员应与坑内灌注人员保持信息畅通，以免砼、浆外流。有坡道时，混凝土运输车可直接倒至孔口。
⑥坑底施工时最大的安全隐患是空中掉物造成事故，因此在吊放物品时应派专人指挥。施工场地布置、各工序尽量错开。
⑦交叉作业通道应保持畅通，在夜间和光线不足的地方禁止进行交叉作业。严禁乱动非工作范围内的设备、机具及安全设施。交叉作业时，工具、材料、边角余料等严禁上下抛掷，应用工具袋、箩筐或吊笼等吊运，吊物下方严禁站人或逗留。
⑧基坑较深时可设置垂直运输电梯。
3 坑内桩基施工方法的选择比较
3.1场地布置注意事项
在基坑底部沿坑边呈环形封闭状，用砖砌水泥砂浆抹面修筑排水沟，水沟宽*深宜为0.5m*0.5m，设置一定的超度，坑挖至底部时即修筑，并设置多个沉淀池。边角桩施工如破坏沟渠，应在施工完成后及时修复。
钢筋笼加工场地设置在坑内时，宜置于场地中央，或沿基坑长边方向设置在一侧。待桩基施工完成一片区域后，再择机进行场地翻移。泥浆池设置宜离开坑边8m以上，便于边桩施工。泥浆池不得超挖，其底部宜高出底板底标高30cm以上。
坑内施工便道在场地中央呈“十”、“井”字形或沿坑边呈“0”形布置。坡道沿坑边呈“一”字或“L”型设置。
3.2桩基施工顺序安排
先施工边桩、角桩，后施工中间桩。桩基施工由一端向另一端施工。先集中施工较易施工的桩，抢先腾出一块可利用的场地作为渣土堆放区和钢筋笼堆放区。
受围护结构和场地影响，经常会出现围护结构向坑内偏移较大的情况，致使部分角桩、边桩施工作业面狭小，回转工艺设备受限，这种情况下，可选择冲击、旋挖成孔工艺。对于不入岩的地层，优先考虑旋挖成孔。坑内施工一般存在地下水，不适合采用人工挖孔。
3.3桩基施工方法选择
在复杂地质地区进行基础方案选型及施工确实存在较大困难，必须充分了解场地的工程地质和水文条件、全面分析各种复杂地质条件对工程施工的影响，合理地选择基础形式和施工措施。桩基与基坑方案之间的相互影响,以便选择出科学合理、经济可行的地下桩基方案。
设计成摩擦桩的工程地质情况一般不太复杂，桩基施工方法较多。坑内施工的桩基设计成端承桩或端承摩擦桩的情况较为多见。施工方法也视具体情况多样化。
3.3.1人工挖孔
在降水效果显著或不受地下水影响，地层又比较稳定的条件下，人工挖孔桩是较快速经济的。但人工挖孔桩存在安全隐患大、文明程度低。
3.3.2冲击钻进
泥浆护壁冲击钻孔桩适用于地下水位以下的粘性土、砂土、碎（砾）石及风化岩层有及地质情况复杂、夹层多、风化不均、软硬变化较大的岩层；还能穿透大孤石等障碍，适用于岩溶发育岩层、裂隙发育岩层、漂卵砾石层、但在岩溶发育地区慎重选择。冲击钻还是处理有问题钻孔桩的最好方法。
3.3.3 旋挖钻机成孔
根据不同地质、不同孔径、不同深度所采取的工艺也有所不同。其配套钻具主要有旋挖钻头、螺旋钻头、岩芯钻头、全断面滚刀钻头、扩底钻头等。视地下水及地层稳定性，必要时须埋设长钢护筒，防止钻头上下频繁活动引起孔壁失稳。
良好的泥浆性能也是确保孔壁稳定的关键因素。旋挖钻机自重大，须旋转倒渣。对于坑内角桩和邊桩施工，施工难度较大，可采取退机倒渣，前进重新就位，如此反复达到成孔目的。施工入岩地层须改用加压钻杆。
3.4.4 回转钻机成孔
对于上部软土地层，采用正循环回转钻机成孔方法。对于大直径复杂地质条件下成孔，须考虑钻机的扭矩、反循环方式、加配重减压钻进。由于基岩钻进时间较长，也需埋设长护筒，并保持一定的泥浆液面高度，以确保孔壁稳定。选择合适的钻进参数对于钻进速度和质量影响较大，钻压又是关键参数。
针对不同岩石强度，选择合适的钻压比值尤为重要。钻进塑性地层比压值控制在100～600（N/cm2），钻进脆性岩层比压值控制在1000～2500（N/cm2）。
对于深度不大的基坑，反循环泥浆池可设于坑外，连接管路到基坑内孔中。如地面有空间，储浆池、废浆池也可设在坑外。
3.4.5 全套管成孔
大直径全套管冲抓成孔桩基施工法是一种环保、安全和广谱型大口径岩土钻掘施工法，成孔和灌注一次完成，具有无泥浆干式施工、低噪音、适用地层广泛、基桩孔质量易于检测等特点。适用于复杂的流砂层、砂砾层、卵石层、软质岩和少量硬质岩，对于处理探头石、孤石、混凝土凸起等情形。
全套管冲抓成孔施工技术将全孔套管护壁和冲抓成孔两种工艺的优点,在钻进中有机地结合在一起，其成孔过程不使用泥浆等循环液，借助机械化自动化程度较高的全液压套管钻机和吊机，以及冲抓斗、冲击钻头等凿岩机具实现干式钻掘成孔。坑内施工，可直接将抓出的渣土吊放到坑外装车运走。
3.4.6 组合成孔方法
通过对地层综合分析，同一桩孔可采用多种成孔办法相结合。主要组合成孔方法有：
①人工挖孔+回转钻进+冲击钻进组合的多工艺施工方法；
②旋挖成孔+回转成孔方法；
③旋挖成孔+冲击成孔方法；
④振设长护筒+人工挖孔+回转成孔方法等。
4 工程实例
4.1.1 实例一：无锡某基坑内采用多种成孔方法进行桩基施工
基坑直径110m、基底埋深约32.0m～38.0m。桩基施工前基坑已开挖至14.0m，基坑设计深度16～30m。无坡道，设备物资全部由地面吊车吊和坑内。桩基直径φ1.0～1.2m。
地层从坑底往下依次为：灰色粉质粘土、黄褐色中砂、褐黄色～草黄色粉质粘土、灰色粘土、棕红色碎石混粘性土、砂岩、砂质、泥岩、破碎角砾岩石。桩基施工采用旋挖+冲击成孔和纯冲击成孔的方法。
4.1.2 实例二：深圳某基坑内采用多种成孔方法进行桩基施工
基坑东西宽90～100m，南北长133m。桩基施工前基坑已开挖至17.0m，基坑设计深度25～29m。围护有多处漏水，有微承压水，在坑底打井降水。有坡道，车辆可开到坑底。桩基直径φ0.8～2.6m，φ0.8的桩进行扩底。地层从坑底往下依次为：全风化粗粒花岗岩、强风化粗粒花岗岩、桩端支承于中风化粗粒花岗岩。桩基施工采用纯冲击成孔、旋挖+冲击成孔、旋挖+回转成孔的方法。组合成孔方法成孔效率提高2～4倍。
5结语
在基坑内进行桩基施工，因地制宜的采用不同的成孔施工方法，并合理组合，对解决复杂地地质条件下的桩基成孔施工，有显著成效。对桩位偏差、桩顶质量等方面提高了可控性，并减少了不必要的材料浪费，降低了工程成本。
先挖一部分土方，桩基施工完成后再挖土，为基础结构施工快速安全施工争取了宝贵时间。坑内桩基施工，基本不对坑外造成环境污染。但坑内难免受地下水的影响，文明施工程度、安全用电方面需重视。
参考文献
[1]徐維均主编，桩基施工手册，人民交通出版社，2007.
[2]刘国彬，王卫东主编，基坑工程手册，中国建筑工业出版社，2009.