建筑深基坑復(fù)合支護(hù)施工技術(shù)

【摘 要】建筑施工中深基坑施工方法很多，其中包括圍護(hù)、支撐、開挖、封底、環(huán)境保護(hù)等各方面。本文以工程實(shí)例介紹深基坑施工技術(shù)，供同行業(yè)人士參考。

【關(guān)鍵詞】建筑深基坑；復(fù)合支護(hù)；施工技術(shù)

1.工程概況

廈門南山麗苑工程占地面積9407m2。工程總建筑面積60693m2，地下2層，地上分為5棟，其中1、2、3棟為24層住宅樓、4棟為9層住宅樓、5棟為17層住宅樓。基坑開挖深度約8m，東側(cè)為居民區(qū)，基坑邊線距居民樓最近點(diǎn)距離為7m左右，最遠(yuǎn)點(diǎn)距離約15m，此側(cè)居民區(qū)住宅樓基礎(chǔ)大部分為天然地基，樓高4層～5層，屬待拆遷舊房，此側(cè)基坑安全等級(jí)按一級(jí)基坑考慮控制變形，以提高鄰近居民住宅樓的安全系數(shù)。南側(cè)為小區(qū)道路，西側(cè)為城市道路，基坑安全等級(jí)按二級(jí)考慮控制變形，北側(cè)為一在建工地。施工現(xiàn)場(chǎng)十分狹小，不可以采用自然放坡法施工，需對(duì)基坑進(jìn)行支護(hù)來保證施工期間的安全。

2.施工方案的選擇

根據(jù)場(chǎng)地情況、地質(zhì)條件及周邊環(huán)境，本工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)上采用:深層攪拌樁止水、鋼管樁超前支護(hù)、預(yù)應(yīng)力錨索控制基坑位移的加強(qiáng)型噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu)的復(fù)合型支護(hù)方案，即在東側(cè)距居民區(qū)較近處采用樁錨支護(hù);在場(chǎng)地較為寬松的地段坑壁頂部適當(dāng)放坡的支護(hù)方案。

3.復(fù)合支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

3.1 土釘、錨索設(shè)計(jì)

3.1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)

(1)基坑開挖深度約8.0m，東、南、西側(cè)邊坡為垂直支護(hù);北側(cè)邊坡采用放坡開挖，坡度為1∶0.4，并將此側(cè)地面標(biāo)高降低3m。

(2)超前鋼管采用Φ89×2.7，成孔直徑Φ110;土釘采用Φ25，孔徑110，傾角為15°;錨索采用2×7Φ5鋼絞線，成孔直徑為130，傾角為25°自由段5m，錨固段大于20m。

(3)基坑側(cè)壁安全等級(jí):東側(cè)為一級(jí)，重要性系數(shù)為1.10;南側(cè)、北側(cè)、西側(cè)為二級(jí)，重要性系數(shù)為1.0。

(4)基坑邊線外1m范圍內(nèi)不得堆載，1m以外地面超載不得超過15kPa。

3.1.2 計(jì)算結(jié)果

(1)東側(cè)(為離建筑物較近的部分)。①土釘采用Φ25鋼筋，長度12m～16m、豎向間距上部是1.3m，下部1.0m;水平間距錨索部分為2.4m，土釘部分為2.4m;②采用超前鋼管樁，間距為0.8m;③設(shè)二道預(yù)應(yīng)力錨索來控制基坑變形:自由段5m，錨固段20m，設(shè)計(jì)抗拔力為280kN，鎖定力為200kN。

(2)西側(cè)、南側(cè)。①土釘采用Φ25鋼筋，長度15m～16m。豎向間距:上部為1.3m～1.5m，下部為1.3m;水平間距:錨索部分為2.6m，土釘部分為2.6m;②超前鋼管樁間距為1.0m;③采用二道預(yù)應(yīng)力錨索來控制基坑變形，自由段5m，錨固段20m;設(shè)計(jì)抗拔力為280kN，鎖定力為200kN。

(3)北側(cè)。采用放坡結(jié)合土釘支護(hù)，坡度按1∶0.4進(jìn)行，土釘采用Φ18鋼筋。

(4)噴射面配筋。分布筋均為Φ8@200×200mm，土釘在坡面水平方向用2Φ16加強(qiáng)鋼筋連接，加強(qiáng)筋穿過錨頭里邊，并與錨頭焊接，焊接長度為160。

(5)注漿、細(xì)石混凝土坡面。①注漿采用32.5R水泥，水灰比為0.5，壓力為0.4MPa～0.6MPa;②細(xì)石混凝土坡面C20混凝土配比為水泥∶砂∶石子=1∶1.7∶1.9，厚100mm，32.5R水泥。

3.2 施工方法

總體施工順序:攪拌樁施工→超前鋼管樁施工→土方開挖→邊坡土釘(錨索)施工。邊坡支護(hù)土釘和錨桿施工順序?yàn)?

(1)普通土釘。修理邊坡→成孔→土釘安裝→清孔、注漿→掛網(wǎng)→錨頭固定→噴射細(xì)石混凝土。

(2)預(yù)應(yīng)力錨索施工順序。修理邊坡→成孔→錨索安裝→清孔→一次注漿→二次注漿→掛網(wǎng)→噴射細(xì)石混凝土→腰梁施工→預(yù)應(yīng)力張拉。

3.2.1 攪拌樁施工

因本工程砂層較厚，采用單排攪拌樁很難達(dá)到止水效果，故采用了雙排攪拌樁。深層攪拌樁:采用大功率的攪拌樁機(jī)4攪4噴施工工藝，攪拌樁要求穿越砂層進(jìn)入砂質(zhì)粘性土不小于1000mm，相互搭接200mm，雙排攪拌樁平面布置如圖1所示。

水泥攪拌樁采用32.5R普通硅酸鹽水泥配漿，水灰比0.55～0.6，每m樁身水泥用量為65kg/m。施工攪拌軸轉(zhuǎn)速宜為中檔，提升速度為0.8m/min～1.2m/min，不得太快，以免影響攪拌效果。施工前按圖紙間距做好標(biāo)志樁及控制線，施工過程中控制好樁身垂直度、有效樁長、樁頂及樁底標(biāo)高。

3.2.2 超前鋼管施工

鋼管樁:鋼管樁主要是在土方開挖過程中，當(dāng)土釘及錨桿還未施工(受力)時(shí)起超前支護(hù)作用。鋼管采用Φ89×2.7，成孔直徑Φ110，要求穿越砂層進(jìn)入砂質(zhì)粘性土不小于1500mm，且嵌固段不小于2000mm。用32.5R普通硅酸鹽水泥配漿，水灰比0.55～0.6，清孔后由下往上注漿，注漿壓力宜為0.5MPa～0.8MPa。施工前必須放出攪拌樁中心線，以防止鋼管樁偏出攪拌樁，降低鋼管樁作用。

3.2.3 開挖土方及修整邊坡

基坑開挖:攪拌樁齡期達(dá)到10d后，方可進(jìn)行基坑開挖及噴錨支護(hù)施工，要求分層分段開挖，每層開挖深度應(yīng)與錨桿豎向間距相匹配，超挖深度不得大于0.2m;土方開挖必須緊密配合土釘支護(hù)施工，嚴(yán)格做到開挖一層，支護(hù)一層，上一層未支護(hù)完或達(dá)不到注漿體強(qiáng)度的70%(即土釘齡期不得少于4d)，不得開挖下一層，每段開挖長度宜為15m～20m。土釘噴錨部分施工時(shí)，上部噴射混凝土及土釘齡期大于4d，方可開挖下一層;預(yù)應(yīng)力錨索錨固體強(qiáng)度及腰梁強(qiáng)度達(dá)到70%，方可張拉鎖定。

3.2.4 土釘、錨索施工

(1)成孔要求及偏差。根據(jù)設(shè)計(jì)間距及標(biāo)高，定出孔位，作出標(biāo)記。土釘水平方向孔距偏差不得大于50mm，豎直方向孔距偏差不得大于100mm，鉆孔底部的偏斜尺寸不得大于桿長的3%，孔深不得小于設(shè)計(jì)長度，也不得大于設(shè)計(jì)的1%，土釘傾角要符合設(shè)計(jì)要求。

(2)土釘制作與安放。①土釘鋼筋應(yīng)平直，除油、除銹;②鋼筋接頭采用機(jī)械連接;③土釘沿軸線方向，每2m采用Φ10鋼筋做對(duì)中支架(錨索對(duì)中支架采用Φ48×3.5鋼管截成100mm長小段，在管壁上等間距焊3條Φ10，形狀同土釘上對(duì)中器形狀，并將對(duì)中器用鐵絲將鋼絞線綁扎在管面上)以保證桿體(錨索)在孔中央。土釘大樣如圖2所示;④安放桿體(錨索)時(shí)，應(yīng)防止桿體的變形。注漿管隨桿體一同放入。注漿管距孔底宜為50mm～100mm;⑤桿體插入孔的深度不得小于桿體的95%。桿體放入后，不得隨意敲擊;⑥普通土釘外端頭焊接2Ф25鋼筋，每根鋼筋長60mm，以增強(qiáng)抗拔力和固定鋼筋網(wǎng)，見圖3;⑦當(dāng)孔成型安裝土釘后，立即用壓力水進(jìn)行清孔，至孔口返出清水后進(jìn)行注漿;⑧注漿管采用PVC塑料管，注漿管應(yīng)送至孔底，以確保漿液送至底部，由下往上注漿;⑨當(dāng)清孔至回水清澈時(shí)，立即改注預(yù)先配制好的水泥漿(水灰比為0.45)。應(yīng)從孔底開始注漿直至孔口溢漿，并認(rèn)定孔內(nèi)已充滿水泥漿時(shí)，將注漿管外拔至距孔口500mm外，停留10min～15min再進(jìn)行補(bǔ)漿;⑩對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索二次注漿管，管底部離孔底約500mm，管底用膠布封口，注漿管從管端500mm處開始每隔1m開Φ8小孔并用膠布封住，防止次注漿水泥漿流入管內(nèi);(11)預(yù)應(yīng)力錨索二次注漿只對(duì)錨固段進(jìn)行，待一次注漿后4h～6h(水泥砂漿初凝后)進(jìn)行，控制注漿壓力為1.5MPa～2.0MPa，使?jié){液沖破第一次灌漿體，向錨固體和土壤間劈裂擴(kuò)散，使之直徑擴(kuò)大，增加徑向力，以提高抗拔能力。

(3)清孔、注漿。

3.2.5 掛網(wǎng)、噴射速凝混凝土面層

(1)外網(wǎng)與桿連接要牢固，鋼筋網(wǎng)采用Φ8@200雙向鋼筋，采用綁扎搭接，搭接長度>300mm，接頭要錯(cuò)開，縱向鋼筋插入土中長度應(yīng)>300mm。

(2)網(wǎng)掛好后，安裝加強(qiáng)筋，綁扎好鋼筋保護(hù)層，經(jīng)驗(yàn)收合格后噴射混凝土面層。

(3)混凝土面層厚度為100mm，施工前應(yīng)進(jìn)行配制試驗(yàn)，確定配合比;在干拌混合料時(shí)應(yīng)拌合均勻，并摻入速凝劑10%，噴射槍頭處的工作風(fēng)壓保持在0.3MPa;噴頭應(yīng)盡量與受噴面保持垂直，減少回彈及混凝土流淌現(xiàn)象，在面層上間隔2000mm×2000mm梅花形留置一個(gè)Φ50泄水洞，以排解坡面水及其壓力。

3.2.6 預(yù)應(yīng)力錨索的張拉與鎖定

(1)張拉時(shí)應(yīng)分批從中間向兩邊對(duì)稱進(jìn)行，以減少由于結(jié)構(gòu)變形及相鄰錨索施工時(shí)引起的應(yīng)力損失。

(2)錨索張拉分級(jí)進(jìn)行，分別為設(shè)計(jì)值50%、75%、100%，每級(jí)錨索持荷約3min～5min，并測(cè)讀錨頭位移3次，作好張拉記錄，然后卸荷至設(shè)計(jì)控制力后，穩(wěn)壓10min后鎖定。

(3)錨索鎖定后，應(yīng)在錨頭處做防銹處理。

3.3 施工時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)方面

3.3.1 原材料方面

所有原材料進(jìn)場(chǎng)必須有出廠合格證，并經(jīng)送檢合格后方可使用。對(duì)于面層混凝土必須提前做好混凝土試配。

3.3.2 施工工藝方面

(1)攪拌樁施工過程中要控制鉆機(jī)提升速度，確保水泥漿與土充分?jǐn)嚢杈鶆?，控制好水灰比及每m樁身水泥用量。

(2)土釘、錨索方面:當(dāng)有較厚砂層或淤泥內(nèi)的土釘應(yīng)采用鋼花管，其余土層的土釘選用鉆孔鋼筋土釘，土釘(錨索)孔口處地面要比孔口標(biāo)高低300mm左右，以確?？變?nèi)清出的泥漿能順利流出。在天然地基下的錨索應(yīng)逐條灌漿完成后再施工下一條，不得多條成孔，一次灌漿。對(duì)建筑物下的錨索成孔應(yīng)下套管，以防止坍孔。二次注漿的時(shí)間要掌握好，過早、太遲均起不到效果。

4.實(shí)施效果

目前本工程已完成。基坑支護(hù)在采取該方案施工后，坑壁頂部邊緣實(shí)測(cè)位移和沉降均控制在允許范圍內(nèi):東側(cè)沉降報(bào)警值為26mm，實(shí)際沉降14.73mm;水平位移報(bào)警值為35mm，實(shí)際位移25mm;其余部分，沉降報(bào)警值為40mm，實(shí)際沉降最大值為7.2mm;水平位移報(bào)警值為35mm，實(shí)際最大值為9mm。周邊的房屋、道路及其他建(構(gòu))筑物均未發(fā)生變形、裂縫和沉降的現(xiàn)象，表明此復(fù)合深基坑支護(hù)技術(shù)在本工程上的應(yīng)用是成功的。