高層建筑工程中的基坑支護(hù)

羅玉州　李麗芳　張小玲

【摘 要】分析了某高層建筑工程施工場(chǎng)地情況，提出了支護(hù)樁和土釘墻深基坑支護(hù)方法，對(duì)這兩種支護(hù)方法及其構(gòu)造要求和施工工藝進(jìn)行了論述，結(jié)果表明支護(hù)效果安全可靠，可進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】深基坑支護(hù)；支護(hù)樁；土釘墻；構(gòu)造要求；施工工藝

隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，高層建筑層出不窮，基坑工程向深、大、難方向發(fā)展，由于深基坑工程引發(fā)的工程安全問(wèn)題越來(lái)越引起重視，基坑支護(hù)的重要性已愈顯突出?；又ёo(hù)的方法很多，這里通過(guò)一個(gè)工程實(shí)例介紹兩種較常用的支護(hù)方法。

0.工程概況

某報(bào)業(yè)大廈位于某市建國(guó)路與東安大街路口西南角，交通便利。該建筑物設(shè)計(jì)地下1層，地上12層，主體檐口高度為47.050m，采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，設(shè)防烈度7度，場(chǎng)地類別為Ⅱ類，抗震設(shè)防為丙類，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)形式為樁基礎(chǔ)，采用大直徑人工挖孔灌注樁。在擬建大樓的南側(cè)緊鄰某日?qǐng)?bào)社的舊辦公樓，主樓6層，側(cè)樓5層，帶形基礎(chǔ)，磚混結(jié)構(gòu)，1986年建成投入使用。由于新建大樓基坑開(kāi)挖深度達(dá)7.70m，并緊鄰舊辦公樓，因此，在基坑施工及基礎(chǔ)施工期間需對(duì)與舊辦公樓交界處邊坡進(jìn)行支護(hù)，以保證施工安全及舊樓不受影響。此外，在擬建大樓的西側(cè)緊鄰市保險(xiǎn)公司住宅樓，北側(cè)緊鄰東安大街，均不能放坡開(kāi)挖基坑。經(jīng)過(guò)多方商議研究決定，在基坑南側(cè)和西側(cè)采用人工挖孔灌注樁支護(hù)，基坑北側(cè)采用土釘墻支護(hù)，東側(cè)采用放坡開(kāi)挖，坡度為1∶0.33。

1.支護(hù)樁施工

1.1構(gòu)造要求

依據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》中排樁的構(gòu)造要求，本工程支護(hù)樁采用直徑800mm人工挖孔灌注樁，并通過(guò)計(jì)算確定樁長(zhǎng)不小于12m，采用C20混凝土灌注，樁間距應(yīng)根據(jù)排樁受力及樁間土穩(wěn)定條件確定為1.5m。樁的縱向受力鋼筋采用18B22鋼筋，縱向受力鋼筋保護(hù)層厚度不應(yīng)小于35mm。箍筋采用A8@200的螺旋筋，每隔1500mm布置一根A12的焊接加強(qiáng)箍筋，以增加鋼筋籠的整體剛度，有利于鋼筋籠的吊放，鋼筋籠一般離孔底200mm。排樁頂部應(yīng)設(shè)鋼筋混凝土冠梁與樁身連接，冠梁寬度為800mm，高度為500mm。樁頂縱向鋼筋應(yīng)錨入冠梁內(nèi)，且錨固長(zhǎng)度不低于30倍縱向鋼筋直徑。樁與冠梁主筋焊接接頭必須分散布置，一個(gè)截面的接頭數(shù)不得超過(guò)鋼筋數(shù)的1/2。

1.2支護(hù)樁施工工藝

按設(shè)計(jì)圖紙放線、定樁位→人工取土成孔→測(cè)量控制→支設(shè)護(hù)壁模板→在頂部放置操作平臺(tái)→澆筑護(hù)壁混凝土→拆除護(hù)壁模板繼續(xù)向下一段施工，至設(shè)計(jì) 標(biāo)高→排除孔底松土、沉渣→吊放鋼筋籠→澆筑樁身混凝土。

1.3支護(hù)樁技術(shù)要求

（1）施工前必須充分了解現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)狀況。（2）根據(jù)護(hù)壁井圈設(shè)計(jì)高度，挖至一定孔深后應(yīng)立即支模，按要求放置鋼筋并澆筑混凝土；護(hù)壁井圈混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)允許的強(qiáng)度后方可進(jìn)行下一層挖土施工。（3）每層井圈高度取600mm，為便于混凝土澆筑，井圈應(yīng)做成錐形，錐形井圈上口寬度為200mm，下口寬100mm。（4）出土工具：主要有機(jī)架、電動(dòng)葫蘆及出渣筒。（5）孔內(nèi)施工照明必須采用安全低壓防水燈。（6）要求向孔內(nèi)送風(fēng)不小于25 L/s，主要工具為1.5kW鼓風(fēng)機(jī)，配以直徑為100mm的塑料送風(fēng)管。（7）施工樁孔應(yīng)間隔進(jìn)行，不得同時(shí)施工全部樁孔，基坑開(kāi)挖應(yīng)在支護(hù)排樁樁體強(qiáng)度達(dá)到70%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行。（8）基坑開(kāi)挖后，建立舊樓變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)；發(fā)現(xiàn)變形超過(guò)規(guī)范要求，立即采取緊急加固及支護(hù)措施。

2.土釘墻施工

2.1構(gòu)造要求

（1）依據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》，確定土釘墻墻面坡度為1∶0.1，土釘傾角為12°，土釘孔徑為100mm。土釘鋼筋采用C20鋼筋。（2）面層鋼筋網(wǎng)的鋼筋為A6，網(wǎng)格尺寸200mm×200mm，搭接長(zhǎng)度應(yīng)大于300 mm。面層中與土釘?shù)乳g距設(shè)置B16的加強(qiáng)鋼筋，采用水平垂直設(shè)置。加強(qiáng)鋼筋采用焊接連接，且與每根土釘可靠連接。（3）土釘必須與面層有效連接，本工程設(shè)置350mm×350mm×50mm的水泥承壓板，通過(guò)螺栓與土釘連接。（4）土釘孔內(nèi)注漿材料采用水灰比為1∶0.5的水泥砂漿，強(qiáng)度不低于12MPa，3d強(qiáng)度不低于10MPa。（5）在坡頂和坡腳設(shè)排水措施，坡面設(shè)適當(dāng)數(shù)量泄水孔。（6）本工程共設(shè)5排土釘，第一排土釘 距離地面0.5m，土釘水平間距和豎向間距均為1.5m，自上向下各排土釘?shù)拈L(zhǎng)度分別為8m，7.5m，7m，6.5m，6m。

2.2土釘墻支護(hù)施工工藝

土釘墻的施工一般按以下程序進(jìn)行：施工準(zhǔn)備→開(kāi)挖工作面、修理邊坡、坡面排水→噴射第一層混凝土→設(shè)置土釘（包括成孔、置筋、安裝、注漿等）→安設(shè)連接件→綁扎安裝鋼筋網(wǎng)→噴射第二層混凝土。

2.2.1施工前的準(zhǔn)備

在進(jìn)行土釘墻施工前，要認(rèn)真檢查原材料，機(jī)具的型號(hào)、品種、規(guī)格及土釘各部件的質(zhì)量、主要技術(shù)性能是否符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求；平整好場(chǎng)地道路，搭設(shè)好鉆機(jī)平臺(tái)；做好土釘所用砂漿的配合比及強(qiáng)度試驗(yàn)，各構(gòu)件焊接的強(qiáng)度試驗(yàn)，驗(yàn)證能否滿足設(shè)計(jì)要求。

2.2.2土方開(kāi)挖

土方開(kāi)挖必須緊密配合土釘墻施工，嚴(yán)格做到開(kāi)挖一層，支護(hù)一層。上層土釘注漿體及噴射混凝土面層達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后方可開(kāi)挖下層土方及下層土釘施工。每層開(kāi)挖深度按設(shè)計(jì)要求并視現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)條件而定，開(kāi)挖要到位，不得欠挖，絕對(duì)禁止超挖。機(jī)械開(kāi)挖后，應(yīng)及時(shí)對(duì)壁面進(jìn)行人工修整。對(duì)較軟弱的土體，需采用必要的超前支護(hù)措施。

2.2.3鉆孔

采用螺旋鉆機(jī)成孔，要掌握好鉆進(jìn)速度，保證孔內(nèi)干凈、圓直，孔徑符合設(shè)計(jì)要求。嚴(yán)格控制鉆孔的偏差，保證水平方向、垂直方向孔距誤差，鉆孔底部的偏斜誤差，鉆孔深度誤差均在規(guī)范允許范圍內(nèi)。

2.2.4土釘制作和安放

拉桿要求順直，應(yīng)除油、除銹并做好防腐處理，按要求設(shè)置好定位架；拉桿插入時(shí)，應(yīng)防止扭壓、彎曲，拉桿安放后不得隨意敲擊和懸掛重物。

2.2.5注漿

應(yīng)采用機(jī)械均勻拌制漿體，要隨攪隨用，禁止人工攪漿，漿液應(yīng)在初凝前用完，并嚴(yán)防石子、雜物混入漿液。注漿前應(yīng)將孔內(nèi)殘留或松動(dòng)的雜土清除干凈；注漿開(kāi)始或中途停止超過(guò)30min時(shí)，應(yīng)用水或稀水泥漿潤(rùn)滑注漿泵及其管路；注漿時(shí)，注漿管應(yīng)插至距孔底250mm～500mm處，孔口部位宜設(shè)置止?jié){塞及排氣管。

2.2.6噴射混凝土

a.噴射作業(yè)前要對(duì)機(jī)械設(shè)備，風(fēng)、水管路和電線進(jìn)行全面檢查并試運(yùn)轉(zhuǎn)，清理受噴面，埋設(shè)好控制混凝土厚度的標(biāo)志。b.噴射作業(yè)開(kāi)始時(shí)，應(yīng)先送風(fēng)，后開(kāi)機(jī)，再給料，料噴完后再關(guān)風(fēng)。c.噴射時(shí)，噴頭應(yīng)與受噴面垂直，并保持0.6m～1.0m的距離。d.噴射作業(yè)應(yīng)分段分片依次進(jìn)行，同一分段內(nèi)噴射順序由上而下進(jìn)行，以免新噴的混凝土層被水沖壞。e.噴射混凝土的回彈率不大于15%。f.噴射混凝土終凝2h后，應(yīng)噴水養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間：一般工程不少于7d，重要工程不少于14d。

3.基坑支護(hù)工程施工

基坑支護(hù)施工要綜合考慮工程所在地的地理?xiàng)l件、工程類型、基坑開(kāi)挖規(guī)模、周邊環(huán)境、支護(hù)結(jié)構(gòu)等因素。基坑支護(hù)施工要注重支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，坑體變形，并根據(jù)周邊環(huán)境條件，控制變形在一定的范圍內(nèi)。控制的關(guān)鍵是基坑的穩(wěn)定性、地面變形及地下水的控制，并要根據(jù)實(shí)際情況適時(shí)地調(diào)整方案。在進(jìn)行深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)和施工時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）隨著人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，支護(hù)體施工時(shí)，要盡量減少支護(hù)工程施工產(chǎn)生的環(huán)境污染。

（2）施工場(chǎng)地周圍建筑物和地下管線往往限制了基坑的施工，施工時(shí)要充分考慮工程對(duì)周圍設(shè)施的影響，盡量不要影響這些設(shè)施的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，盡可能把影響降低。

（3）合理安排施工流程，使施工在有限場(chǎng)地和時(shí)間內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)順暢。人員、工序調(diào)度要高效。

4.支護(hù)效果

該工程在整個(gè)地下工程施工期間，沒(méi)有出現(xiàn)坑壁坍塌現(xiàn)象，通過(guò)對(duì)周圍建筑物的監(jiān)測(cè)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)大的變形。支護(hù)樁和土釘墻的應(yīng)用保證了基礎(chǔ)及地下室的順利施工，保證了周圍建筑物的安全，所以本工程的支護(hù)方案是安全可靠的。

5.結(jié)語(yǔ)

基坑支護(hù)方法多種多樣，實(shí)際工程中究竟采用哪種支護(hù)方法，應(yīng)綜合考慮工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、基礎(chǔ)類型、基坑開(kāi)挖深度、降排水條件、周邊環(huán)境對(duì)基坑側(cè)壁位移的要求、基坑周邊荷載、施工季節(jié)、支護(hù)結(jié)構(gòu)使用期限等因素，做到因地制宜，因時(shí)制宜，合理設(shè)計(jì)、精心施工、嚴(yán)格監(jiān)控。 [科]