施工顺序对建筑工程项目地基基础质量影响

李荣

摘 要：本文主要针对施工顺序对建筑工程项目地基基础质量的影响展开了探讨，通过结合具体的实例，从多个方面详细阐述和系统分析了施工顺序对工程项目地基基础质量的影响，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。

关键词：施工顺序；地基基础；质量；影响

中图分类号：TU47 文献标识码：A

建筑工程项目地基基础的施工顺序是决定地基基础施工质量的关键因素之一，正确合理的施工顺序，会对工程的施工起到极为有利的作用。因此，施工方必须要针对施工的实际情况进行研究，安排科学的施工顺序，从而保障地基基础的施工质量。

1.分析桩（CFG桩）基和基坑支护施工的先后顺序

一旦拟建工程之后，需要对周围的市政、建筑以及道路等设施可能造成的影响，需要提前设计基坑支护之后才能够进行施工，其主要的目的能够通过基坑支护的方式，例如护坡桩、止水帷幕以及地下连续墙等方式而能够对周围各项设施实施保护，同时也能够减少施工中对周围环境所带来的影响。此外，在桩或者是地基处理工作中，需要保障基坑的支护能够在一定的顺序中完成对应的施工保障，从而防止施工过程中对四周的建筑物所带来安全隐患。在施工过程中，国内外都方式类似的案例，应当引以为戒。

1.1 分析案例1

某工程项目先进行CFG桩施工，再进行基坑支护，造成周围道路和建筑物受到一定程度的破坏。该项目地形较为平坦，地层主要为冲洪积形成的粉土、粉质黏土。

（1）在第①层中是粉土（Q4-3），其平均的厚度是2.50m，呈现出褐黄色，并且湿度和干强度都低，而且摇振的反应较快，其韧性也较低。

（2）在第②层中是粉质黏土（Q4-3），其平均的厚度1.8m，其灰黄色，具有饱和性，干强度高，而且土质也不均匀，其中夹杂找粉土薄层。

（3）在第③层中是粉土（Q4-3），其平均的厚度是0.88m，呈现出褐黄至灰黄色，而且湿，中密，并且干强度也较低。

在地基处理过程中，采用的是CFG桩复合方式，其中桩径是400mm，而有效的桩长是18.5m，其中桩距大约是1.20m，而排距为1.10m，总体上类似于等边三角形。其工程中运用CFG桩，而空孔大约是3m，其超灌大约是0.8m（如图1所示）。在施工过程中对周围的地面带来的影响，如出现地面开裂的情况，而且建筑物也会受到一定的影响。原因是空孔、高置换率、地下水以及粉土综合影响之下，而使得地基土发生了侧向位移的情况，由此而导致了地基发生变形，进而对四周的建筑物带来较大的影响。

根据类似工程中所发生的事故可知，共同的特点都是桩身范围中所包含的粉土基本通过螺旋钻的方式施工。

1.2 分析案例2

根据某项目中地基工程的事故分析可知，此项目的四周大约是10m，其范围中的内存是老旧的建筑，而桩基施工也对周围建筑带来影响，其开裂程度不同。如图2所示，其墙体裂缝的形状也会影响建筑物的安全性。

结合勘察报告可知，场地面在75.000m以下的地层是由淤泥、砂土以及全风化的花岗岩以及微风化的花岗岩组成，钻孔地下水位在地面0.5m处。分布情况是：

（1）在淤泥和海相中的沉积层标准，击数是N=2至3击，其厚度是2.5m～10m。

（2）在砂土层中，中密至密实的是标准击数是N=15至45击，其厚度是4.0m～16m。

（3）在粉质黏土中的冲积层贯入击数是N=13至45击，其厚度是4.5m～18m。

（4）而全风化的花岗岩贯入击数是N=50至130击，其厚度是17m～36m。

（5）而中风化的花岗岩中取芯率是98%～99%，而RQD是80%～90%，其厚度是4.0m。如图3所示。

在桩端支承方面，中风化花岗岩通过套管护壁的方式进行潜孔锤而成孔。事故原因分析：①场地灵敏度有较高淤泥；②四周老旧建筑的基础较浅；③潜孔锤振动引起。此外，施工顺序先实施基坑支护，然后再桩基施工，防止开裂。

以上案例分析，在施工中掌握好顺序：①场地四周地基检查；②地基、桩基施工处理；③桩和CFG桩较大空孔；④土场地实施振动工艺施工；⑤周围建筑埋深低于拟建的建筑物。

2.对桩基与地基施工的处理

在桩基与地基的施工处理过程中，合理掌握施工順序极为重要，是保障地基基础施工质量的重要前提，能够有效减少工程事故发生，分析如下：

2.1 关于挤土灌注桩与预制桩的施工

挤土灌注桩和预制桩施工是工程的重要施工部分，在具体施工过程中，沉管灌注桩，管桩、沉桩顺序等都是沉桩施工方案的重要部分，部分施工单位由于对沉桩顺序不重视，导致沉桩顺序安排不合理的情况较为常见，从而出现桩体上涌、断桩、桩位偏移等情况，极大地影响施工质量。

因此，沉桩顺序应严格按照相关规定进行：

①在一侧有建筑物毗邻时，应从毗邻建筑物的那一侧向另一方向施打。

②在桩群较为密集时，应从中间向四周或两侧方向施打。

③应根据桩的规则，遵循先长后短、先大后小的原则。

④根据基础设计标高，遵循先深后浅原则。

2.2 灌注桩后注浆施工

在施工过程中，通常对灌注桩采用后注浆的方式，在后注浆施工过程中，注浆作业的顺序以及起始时间与注浆的有效性和可靠性紧密相关。

经工程实践得出，后注浆的施工顺序主要为：

①对桩群实施注浆时，应遵循先外围后内部的原则。

②对于非饱和土应先进行先桩端注浆后桩侧，饱和土的复式注浆顺序则刚好相反，应先桩侧后桩端。对于多断面桩侧注浆，遵循先上后下的原则。

2.3 地基施工处理顺序

在施工过程中，沉管挤密砂石桩的施工顺序为：

①如果存在既有建（构）筑物与施工邻近，应选择背离建（构）筑物的方向施工。

②黏性土地基施工应选择从中间向外围施工，砂土地基适合从两侧或外围向中间施工。

多桩型复合地基的施工顺序为：

①长短桩复合地基的施工，应做到先长桩后短桩。

②对于浅部存在欠固结土的地基，应先使用预压、压实或柔性桩等多种方法对浅层地基进行处理，然后在采用柔性或刚性长桩对其进行处理。

对水泥为主剂的注浆施工应遵循以下施工顺序：

①注浆施工应先外围后内部。

②采用跳孔间隔注浆的方式进行注浆施工。

③具有相同渗透系数的土层，应先实施注浆封顶，然后再按照从上至下的顺序进行注浆，以免出现浆液上冒的情况。互层地层的注浆，需要先对孔隙率或渗透性较大的地层进行注浆。如果土层渗透系数随深度而增大，需从下向上注浆。

④如果具有较大的地下水流速，则注浆应从水头高的一端开始。

3.土方开挖与回填的施工顺序

3.1 开挖土方

在进行土方开挖时，开挖的顺序会直接影响桩的质量和基坑安全，其开挖顺序应与施工设计保持一致，充分考虑到土方开挖、堆放和运输等对支护结构受力可能会造成的影响。

3.1.1 土方开挖顺序的影响

为减轻对基坑的影响，土方开挖施工必须严格按照施工组织方案的相关规定实施，遵循“开槽支撑，先撑后挖”的原则，严禁超挖，但在实际施工过程中，部分施工单位为了缩短工期，在没有设置支撑的情况下直接进行下层土体开挖，很容易引发基坑事故，影响施工安全。

某项目的土方开挖没有严格按照要求施工，存在严重超挖的情况，尤其是同时开挖最后两层土方，在垂直方向超挖了约3m，在开挖到基地后水平26m的范围仍没有设置第四道支撑，由于超挖土方使得地下连续墙出现了侧向变形的情况。在施加完成第3道支撑，没有设置第4道支撑的条件下，直接挖土至坑底，会使得第3道支撑的轴力增加约43%，最大剪力增加约38%，围护体最大弯矩增加约48%，这些数据都严重超过了设计值。

因此，应严格按照施工组织设计对基坑进行施工，及时安装支撑，垫层和底板进行分段分块浇筑，避免出现超挖的情況。对于深基坑围护结构的设计，应便于施工。

3.1.2 时空效应给基坑造成的影响

施工过程中随着基坑规模的增大，其所产生的时间和空间效应也会对基坑安全造成较大影响，应严格落实分层分块开挖原则，做到开挖一块就及时施工一块垫层，在开挖完成后及时封底。及时完成基础施工，缩短基坑暴露时间，尤其是在软土地区，如果没有严格遵循分层分块开挖原则，很容易因土体蠕变导致基坑破坏事故。因此，应深刻认识深基坑工程特点，基坑工程具有明显环境效应，时空效应较强，挖土的速度、顺序以及支撑等都会影响工程的稳定性。

3.1.3 开挖软土场地的影响

在已成桩的情况下，对软土场地进行基坑开挖，需要合理安排基坑的挖土顺序，严格控制分层开挖的深度，以免土体侧移对桩产生不良影响。开挖时应做到均衡开挖，将高差控制在1m以内，软土地区作业应充分考虑基桩施工的有利条件，遵循先成桩后开挖基坑的施工顺序，如果基坑开挖不均衡，则很容易导致“坑中坑”的情况发生，造成基桩推断推歪，甚至引发安全事故。因此，软土场地开挖保持挖土顺序的均衡性极为重要。

3.2 土方回填的施工顺序

相对于地基基础来说，回填土方是一个加荷过程，不论是场地回填还是房心土、肥槽，都会增大地基基础沉降，其回填的时间和顺序不同，所增大的沉降给建筑物造成的影响也不同。所以，应及早回填，从而减少沉降，减轻对结构的影响。

3.2.1 回填房心土

以某工程主体结构验收情况为例，该工程验收顺利，各项主体结构验收均合格后，对其进行房心土回填施工，但是在施工几天后验收合格的建筑物出现了开裂的情况（如图4所示）。在裙楼的填充墙上出现了裂缝，从走向上看，该项裂缝主要是由于主楼沉降所导致的，所以通过对其分析可知，主楼的沉降主要与房心土回填的顺序有关。基础施工完成后进行房心土回填，其所产生的沉降对主裙楼和上部结构的差异沉降五影响，但是在结构于填充墙均完成后实施房心土回填，不仅会使得主楼的沉降量增大，还会使差异沉降增大，尤其是主裙楼之间的差异沉降会增大，从而引发墙体开裂等情况。近几年来，作者通过对多起类似工程事故进行分析发现，该类事故主要与回填土回填顺序相关，以软土地区较为常见。

因此，房心土回填应尽量在完成基础施工后及时回填，避免在主体结构施工全部完成后回填，除非回填土对结构没有影响，沉降小。

3.2.2 回填地基场地土

针对场地地势比较低的软土地基，工程四周需要进行填土，且量较大。如在工程结构竣工后需要填土，但填土本身属于附加荷载，可造成建筑物沉降、倾斜，进而引发较大安全事故，根据数据统计，该种事故的发生机率较高。

本文以某建筑物为例，该建筑物层高28m，共5层（相当于9层楼高），属于框架结构，宽14.2m，长116.4m。地基基础为预应力管桩形式，管桩共长12m，埋深1.9m，使用⑦粉土（Q4al）作为桩端持力层。

2011年4月，整个工程的主体竣工，之后开始填充墙的施工，因工程四周的地势偏低，完成装修后，需要回填室外场地土，回填土的最大厚度超过2m，经过监测工程沉降情况可知，在填土之后，建筑物四周的沉降速度加快，其沉降的最大速率达到32mm/100d，如图5所示，建筑物局部的沉降距离已经超过100mm，主要集中在伸缩缝位置，同时，建筑物还存在差异沉降，部分沉降仅30mm，因此，工程必须进行地基加固的施工程序，不仅增加了工程整体造价，还延缓了施工进度，推迟了交工日期。造成该事故的主要原因在于回填土过程的工序不正确，如果在进行基础施工之前，先做好回填场地的工作，可最大程度地降低沉降的可能性。

当前，我国政府部门已经制定回填土施工规范，如《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2011），其规定：在地基基础上不可堆载过多场地土，需要大面积进行填土的工程，应在工程基础正式施工前3个月内完成。

3.2.3 回填工程肥槽

基于施工程序的角度分析，肥槽（位于基坑内壁与地下室外墙之间）回填的时间应控制好，通常是越早越好，当其符合回填条件后，可按照相关设计要求进行回填，防止地表水进入肥槽，避免基础工程的安全事故，一旦地表水进入肥槽，可引发几方面的问题：

（1）降低工程地基基础的承载力

如果工程地基属于软土或者黏性土时，其被地表水覆盖后，地基强度参数将会明显降低，进而降低地基整体承载力，增加沉降可能性，根据实验结果，随着水量变化，土体抗剪强度参数c、φ的变化情况如图6所示。

根据图6可知，无论土体本身天然密度的大小，土体抗剪强度参数c、φ都会随着水量的变大而降低，特别是对土体抗剪强度参数c，而φ在水量增加到一定程度上，其影响量会降低。

如图7所示，某建筑工程因没有及时回填肥槽，且遇到多次暴雨，使得地表水流入肥槽，而导致基地土壤被浸泡，又由于地基地下水的水位较深，地层大多属于非饱和土，被浸泡的土壤会随着含水量的增加而降低承载力。虽然建筑物南部有车库，地表水影响小，但北部暴露于外部环境中，可导致建筑物发生倾斜，出现安全事故。

（2）地下室建筑物上浮

地下室上浮的安全事故较多，引发原因通常为未及时回填肥槽，地表水进入肥槽而导致地下室上浮。如图8所示，某建筑工程的冷却液设备基槽出现上浮，其整体形状与船类似，规格为111.45m×14.5m×7.5m（長×宽×高），按照2∶8的要求进行灰土回填。

基槽上浮距离不匀称，一端上浮200mm，另一端上浮560mm，上浮问题导致设备出现连接螺栓掉落的问题，上部钢结构出现严重变形。

根据地质勘测结果可知，整个建筑物场地高，地基是岩石性质，地下水位较深，在勘察期间未看见地下水，但基岩有少量裂隙谁，在汛期，地基基岩会产生风化网状裂隙水、上层滞水，在基槽上浮之间，建筑工程所在区域一直下雨，地表径流增大并汇集，导致施工区域地表水无法及时排空，而提升了肥槽水位，达到6.7m，浮力提升至67kN/m2，超出基槽自重，约40kN/m2，但如果肥槽能够按照2∶8的设计要求及时用灰土回填，将会避免此种事故。

《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2011）中规定肥槽回填土的顺序如下：完成筏形基础地下室的外墙施工后，可进行回填。

4.工程主裙楼连体建筑的施工程序

笔者近年处理较多建筑物倾斜的事故，其中事故的主要特点为单侧裙楼，如图7所示。

《建筑地基基础设计规范》中规定主裙楼连体建筑的施工程序为：建筑物荷载差异比较大时，应先对重、高部分进行施工，再建设轻、低部分。但就实际情况而言，主楼、裙楼通常都会同步施工，为防止主楼、裙楼沉降对于地基的影响，可确定合理的浇筑时间。

《建筑地基基础设计规范》中规定主楼、裙楼的浇筑程序为：经过计算后期沉降值、实测沉降值均符合相关要求后，可进行浇筑。从规定而言，后浇带的具体浇筑时间应在沉降差符合规定后。针对双面裙楼而言，应进行对称浇筑，防止出现单侧裙楼的问题。同时，在实际应用过程中，单侧裙房后浇带的浇筑时间很有可能对建筑物倾斜造成影响，需要引起注意。施工人员应结合工程实际情况，采取针对性解决措施。

主裙楼连体建筑的施工程序与地基沉降、变形有着紧密关系，施工人员应结合不同施工程序的影响，特别注意不匀称的沉降，降低其对于地基的影响，确定最为科学的施工程序。

结语

总而言之，建筑工程地基工程质量的高低，直接影响着建筑工程整体施工质量，在实际施工过程中，不仅需要严格按照国家相关规定，开展施工管理工作，还应结合施工环境因素，确定施工工序，按照正确的施工程序，最大程度上保障地基基础施工的合理性，提升施工的安全性。

参考文献

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