高層建筑基坑支護(hù)施工與質(zhì)量控制

福建廈門市同安區(qū)第三建筑工程公司 陳慶周

高層建筑基坑支護(hù)施工與質(zhì)量控制

福建廈門市同安區(qū)第三建筑工程公司 陳慶周

基坑開挖的區(qū)域是將來地下結(jié)構(gòu)施工的區(qū)域，因此，基坑支護(hù)工程是保障深基礎(chǔ)順利施工的關(guān)鍵。必須保證基坑支護(hù)工程的質(zhì)量，才能給地下結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)的施工創(chuàng)造一個(gè)良好的條件，進(jìn)而保障整幢建筑物的工程質(zhì)量。

一、工程概況

某辦公樓工程，占地面積1 017m2，建筑面積23 246 m2其中地下2 060 m2，地上21 186 m2，本工程共21層，框剪結(jié)構(gòu)，總高度80.7m，±0.000標(biāo)高相當(dāng)于黃海高程10.750m，現(xiàn)場(chǎng)地面標(biāo)高為－1.00m。設(shè)有二層整體地下室，基坑開挖深度最深10.5m，基坑側(cè)壁安全等級(jí)為二級(jí)。

二、支護(hù)方案的選擇

從地質(zhì)勘察報(bào)告所顯示的地層情況來看，其基坑開挖范圍內(nèi)的雜填土主要成分由黏性土組成，含有石塊、塊石等建筑垃圾和少量的生活垃圾，本層在整個(gè)場(chǎng)地均有分布，深度為2.6～7.2m，與基坑開挖深度設(shè)計(jì)差為1.1m。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁、噴錨進(jìn)行施工。

本工程基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注（樁）排樁＋噴錨＋內(nèi)支撐的聯(lián)合支護(hù)體系。鉆孔灌注樁樁為單排2-2、3-3斷面處φ800@1 500和1-1斷面處φ1 000@1 300，φ800樁長(zhǎng)13m共計(jì)44根，φ800樁長(zhǎng)12m共計(jì)25根，φ1 000樁長(zhǎng)15m共計(jì)32根。鉆孔灌注樁圍護(hù)樁的樁與樁之間利用錨噴噴樁止水帷幕，內(nèi)設(shè)鋼筋砼水平內(nèi)支撐加鋼筋砼豎向支撐立柱。豎向支撐鋼筋砼鋼格構(gòu)立柱，均采用φ 800長(zhǎng)6.0m的鉆孔灌注樁，共計(jì)6根。

三、施工工藝

1. 施工工藝流程。測(cè)量放線→φ1 000、800鉆孔灌注樁（支護(hù)+角鋼格構(gòu)柱）→第一層土方挖運(yùn)（挖至-3.0m處）→噴錨（C20噴射砼）及排水溝→鋼筋混凝土冠梁及支撐→養(yǎng)護(hù)→土方挖運(yùn)→樁間噴錨C20砼。

2. 鉆機(jī)定位、成孔。成孔設(shè)備采用2臺(tái)鉆孔機(jī)進(jìn)行施工，為了滿足土釘施工傾角的需要，對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行了配套改造?；硬捎梅謱娱_挖的方式，挖完第一層后，設(shè)備立即進(jìn)場(chǎng)進(jìn)行土釘施工，以免土坡暴露時(shí)間過長(zhǎng)。

3. 土釘錨釘?shù)陌惭b與孔內(nèi)注漿。大部分土釘為φ 8長(zhǎng)30cm?？變?nèi)注漿采用水泥漿灌注，膠結(jié)材料為P.O.32.5水泥，水灰比W/ C=0.45～0.55，采用氣壓式注漿方式，將注漿導(dǎo)管底端插入孔底后開始注漿，待孔口溢出水泥時(shí)將導(dǎo)管緩慢撤出，邊拔邊注漿，以保證孔中氣體全部逸出，直至全孔注滿漿液為止。

4. 冠梁、環(huán)梁及支撐梁。冠梁施工應(yīng)在邊坡支護(hù)樁砼養(yǎng)護(hù)28d后進(jìn)行。施工前應(yīng)將樁頂?shù)捻鸥{鑿除，并控制樁頂標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)要求。而后在清除樁頂浮土、雜物的基礎(chǔ)上才可進(jìn)行冠梁鋼筋綁扎。冠梁中所用鋼筋規(guī)格、數(shù)量、間距、砼保護(hù)層厚度和澆筑砼的強(qiáng)度等級(jí)必須符合設(shè)計(jì)要求。兩側(cè)支護(hù)模板要牢固、平直、嚴(yán)密不漏漿，確保砼澆筑時(shí)不暴模。且每一道工序亦要先進(jìn)行自檢，合格后報(bào)監(jiān)理進(jìn)行隱蔽檢查驗(yàn)收。未經(jīng)監(jiān)理檢查或檢查驗(yàn)收不合格，不準(zhǔn)進(jìn)入下一道工序施工。

5. 錨固端處理與噴射混凝土板墻。布置完面層鋼筋網(wǎng)后，先在距錨釘端頭200mm處穿孔塞焊1塊150mm×150mm×8mm的鋼板，然后在鋼板外側(cè)錨釘端部?jī)蓚?cè)沿錨釘長(zhǎng)度方向焊3根12mm×150mm的加強(qiáng)筋，使所有的土釘連接成一個(gè)整體。噴射混凝土配合比（質(zhì)量比）為水泥∶豆石∶中砂=1∶2∶2，內(nèi)摻速凝劑及早強(qiáng)劑，要求混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20以上。

噴射前先在邊壁面上垂直打入短鋼筋段作為標(biāo)志，以保證施工時(shí)噴射混凝土厚度達(dá)到規(guī)定值。100mm厚的板墻分兩次噴射，每次厚度控制在50～60mm；120mm厚的板墻分三次噴射，每次厚度控制在40～50mm。在進(jìn)行下一步噴射混凝土作業(yè)時(shí)，要仔細(xì)清除預(yù)留施工縫結(jié)合面上的浮漿層和松散碎屑，并噴水潮濕，待混凝土終凝2h后，噴水養(yǎng)護(hù)5~7d。

6. 排水明溝、截水溝、盲溝、集水井等的做法。

（1）明溝的做法。根據(jù)設(shè)計(jì)要求在基坑頂設(shè)置排水明溝，其做法如下：明溝的兩側(cè)壁采用M5.0水泥砂漿砌筑120mm厚磚墻，并每隔4m設(shè)置240×240磚樁及水泥砂漿粉刷，溝內(nèi)凈寬為200mm，溝深度為300mm，溝底采用C10素砼墊層。

（2）截水溝。根據(jù)方案要求在冠梁外側(cè)設(shè)置一道截水溝，溝壁采用M10黏土磚，M5水泥砂漿砌筑，溝底采用C10素砼墊層。

（3）盲溝的做法。由于基坑底部施工受到空間限制，無法將所有基坑內(nèi)的積水排出，故設(shè)置盲溝將積水排至基坑外的集水井，基坑做法如下：采用人工開挖暗溝，寬400mm、深400mm，然后在溝內(nèi)填150mm厚碎石，并埋設(shè)φ75PVC管，再填250mm碎石并在其上鋪設(shè)一層塑料薄膜，直接在上面施工混凝土墊層。

（4）集水井的做法。為適應(yīng)降水，明溝、截水溝、盲溝等部位的水需要設(shè)置集水井，在集水井內(nèi)采用水泵將水抽出，明溝、截水溝的集水井采用M10黏土磚，M5水泥砂漿砌筑500mm×500mm×1 000mm。在基坑的底部對(duì)盲溝的集水采用人工挖孔樁φ800深3m井。

四、質(zhì)量控制措施

為確保施工后工程土釘?shù)膹?qiáng)度能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在第一批施工完成的土釘孔原位達(dá)到強(qiáng)度要求后作相應(yīng)的抗拔試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求，土質(zhì)條件符合地質(zhì)勘查報(bào)告要求，再次證實(shí)原編制施工方案的可行性，并作如下布置。

1. 認(rèn)真制訂支護(hù)技術(shù)方案，做好施工人員的技術(shù)交底，使其明確施工工藝、技術(shù)要領(lǐng)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

2. 對(duì)錨桿的安裝、注漿、噴混凝土、焊接等關(guān)鍵工序，實(shí)行工程技術(shù)人員跟班作業(yè)制，以確保質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。

3. 基坑必須分層分段開挖，每層開挖深度限制在錨桿排距+30cm，隨開挖隨支護(hù)，開挖深度要根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求進(jìn)行復(fù)核。

4. 鑿孔。鉆孔前，采用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、鋼卷尺等進(jìn)行土釘放線，以確定鉆孔位置，土釘布孔距允許偏差為±50mm；成孔采用錨桿鉆機(jī)，成孔中嚴(yán)格按操作規(guī)程鉆進(jìn)，孔徑允許誤差為±10mm，鉆孔偏斜度≯30%，孔深允許偏差為±50mm。終孔后，應(yīng)及時(shí)安設(shè)土釘，以防止塌孔。

5. 掛鋼筋網(wǎng)。網(wǎng)格允許誤差為±20mm，經(jīng)、緯筋搭接點(diǎn)用扎絲扎牢。

6.土釘制作。嚴(yán)格按設(shè)計(jì)材徑、長(zhǎng)度下料，誤差允許值為±20mm，穩(wěn)中架按間距1.5m焊牢，整個(gè)過程必須嚴(yán)格按照?qǐng)D紙施工。

7. 土釘安裝。安裝前進(jìn)行錨桿長(zhǎng)度復(fù)核、驗(yàn)收，安放時(shí)應(yīng)避免桿體扭壓、彎曲，注漿管與土釘錨桿一起放入孔內(nèi)，注漿管應(yīng)插至距孔底250～500mm。為保證注漿飽滿，在孔口部位設(shè)置漿塞及排氣管，D48mm鋼花管土釘直接注漿。

8. 注漿液。嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求的水灰比W/C=0.45～0.55配料，攪拌均勻。

9. 注漿作業(yè)。按照設(shè)計(jì)要求，注漿采用水灰比W/C=0.45～0.55的純水泥漿，水泥為P.O.32.5水泥。注漿壓力控制在0.3～0.8MPa之間，并根據(jù)試驗(yàn)錨桿情況,由設(shè)計(jì)單位確定注漿技術(shù)與質(zhì)量要求。注漿前，將孔內(nèi)殘留或松動(dòng)的土清理干凈，注漿開始后若中途停頓須≯30min，待孔口稍有溢流現(xiàn)象時(shí)即堵口封死。

10. 噴混凝土。嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求的比例配料并攪拌均勻，噴混凝土?xí)r要垂直于層面噴。噴射作業(yè)應(yīng)分段分片依次進(jìn)行，同一分段噴射順序應(yīng)自下而上。注意觀察料的水量和回彈情況，及時(shí)調(diào)整噴漿水量和噴漿距離，并抽檢混凝土試塊。嚴(yán)格掌握噴層厚度，表面平整度要求±30mm。噴混凝土前，埋設(shè)好噴射混凝土厚度的標(biāo)志，由專人負(fù)責(zé)檢查土釘制作、注漿、掛網(wǎng)等質(zhì)量是否符合設(shè)計(jì)要求，下達(dá)噴混凝土指令后方能開始噴漿作業(yè)。

11. 降雨量過大引起基坑坍塌的預(yù)防措施。在土方開挖前應(yīng)做好基坑邊坡的排水措施，在邊坡頂面距離邊坡600mm設(shè)置環(huán)形的排水溝，使地面水流通過水溝及時(shí)排到基坑外。同時(shí)基坑的積水用水泵及時(shí)抽至坡面排水溝排出，并保持其暢通。

12. 基坑開挖過程中的監(jiān)測(cè)及監(jiān)控要求。采用信息化施工，及時(shí)掌握邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定狀況及變化。監(jiān)測(cè)前，編制系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)實(shí)施方案并在施工中嚴(yán)格按監(jiān)測(cè)方案執(zhí)行。要求邊坡頂每隔15~20m設(shè)置1個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，施工期間每天測(cè)1次，雨水過后測(cè)1次，施工完畢且監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)穩(wěn)定后每周測(cè)1次。施工14d后進(jìn)行拔出破壞試驗(yàn)。

五、結(jié)論

深基坑支護(hù)工程近年來隨著城市高層建筑的發(fā)展越來越普遍，基坑的支護(hù)不斷創(chuàng)新，其理論還有待于不斷完善。如何選取一種在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)上都合理的支護(hù)類型，還必須充分考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境、工程地質(zhì)條件以及具體的工程要求。