某工程基坑支護(hù)施工技術(shù)初探

梁江游

【摘 要】筆者結(jié)合多年來的施工經(jīng)驗(yàn)和工程施工實(shí)例，對某工程地下室深基坑工程設(shè)計及其施工效果等方面介紹了地下室深基坑支護(hù)施工工藝及應(yīng)用。并對基坑監(jiān)測及成果進(jìn)行分析，為同類的基坑支護(hù)施工提供了成功范例。

【關(guān)鍵詞】建筑；基坑；施工

0.工程概況

某工程地處繁華區(qū)域和城市主干道，工程左右兩邊都有高層建筑。框架剪力墻結(jié)構(gòu)，設(shè)計為地下1層，地上21層，地下層高為4.5 米，采用樁基承臺式基礎(chǔ)，基坑深度為5米。

根據(jù)地質(zhì)報告，本工程基坑支護(hù)與開挖的土層為：①雜填土：雜色，由碎塊石、磚瓦礫混砂土、粘性土等組成，局部有生活垃圾分布，成分復(fù)雜，均一性差，土性呈濕、稍密，層頂高程為0.29～5.30m，層厚0.4～4.1m，全場分布。②粘土：灰黃、灰色，可～軟塑，含鐵錳質(zhì)斑點(diǎn)及少量腐植物，底部逐漸向淤泥過渡，層頂高程1.90～4.20m，層厚0.30～2.10m，局部分布。③-1淤泥：青灰色，流塑，含零星貝殼碎片、腐植物，不均勻夾粉細(xì)砂薄層，局部含量較高。層頂高程- 0.46～3.07m，層厚11.60～15.10m，全場分布。

1.基坑工程分析與評價

（1）有關(guān)基坑設(shè)計、施工巖土計算參數(shù)基坑圍護(hù)深度內(nèi)地層為①雜填土；②粘土；③-1 淤泥?，F(xiàn)將基坑深度范圍內(nèi)該土層的基坑設(shè)計和施工所需的巖土參數(shù)建議如表1所示。

表 1 基坑支護(hù)巖土所需技術(shù)參數(shù)表

（2）地下水。

場地第四紀(jì)地層地下水屬潛水，其水位受降雨、地表水等因素影響有所變化。根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)下水位變動幅度小，勘察期間測得鉆孔的地下穩(wěn)定水位埋深為0.1～2.2m。本場地雜填土、粘性土中的砂夾層、礫砂混卵石、風(fēng)化基巖裂隙帶透水性強(qiáng)，一般粘性土層微弱透水性。據(jù)區(qū)域水質(zhì)資料分析，地下水無環(huán)境污染，對砼及建筑材料不具侵蝕性。

2.土方開挖工程施工工藝

在土方開挖工程施工方案確定時，為了減少送樁深度，節(jié)約業(yè)主投資，建議采用二次開挖措施進(jìn)行基坑開挖，即在原自然地面挖土約1.5m 后，再進(jìn)行打樁施工，打樁完成再進(jìn)行第二次土方開挖。具體施工技術(shù)措施如下：

（1）根據(jù)市測繪大隊提供坐標(biāo)點(diǎn)及設(shè)計圖紙，施工測量定位，并繪制基坑平面圖后，進(jìn)行土方開挖。

（2）土方開挖采用機(jī)械化施工，由1.2～1.4m3反鏟挖掘機(jī)完成；機(jī)械達(dá)不到部位及承臺、地梁基底土方修整采用人工配合完成。

（3）為確?；舆吰掳踩?，基坑開挖采取先淺后深、先邊坡支護(hù)后基礎(chǔ)土方、循序漸進(jìn)措施。

（4）土方運(yùn)輸由自卸汽車完成。運(yùn)輸過程必須由專人進(jìn)行調(diào)度指揮，汽車司機(jī)必須嚴(yán)格按照指定施工通道行駛，并按指定地點(diǎn)卸土。（本工程為場內(nèi)運(yùn)輸）。

（5）土方開挖時應(yīng)嚴(yán)格控制開挖深度，測量人員負(fù)責(zé)跟蹤測量，及時匯報開挖深度情況，配合挖掘機(jī)挖土作業(yè)，并做好記錄。

（6）土方開挖時，應(yīng)避免碰撞水泥攪拌樁，樁周圍500mm 左右采用人工配合挖土。開挖前應(yīng)先作好樁位標(biāo)志。

3.基坑支護(hù)工程施工工藝

根據(jù)場地地面標(biāo)高，基坑分兩次開挖至地下室底板下約3.5m。設(shè)定的施工方案為：基坑邊坡采用放坡+ 錨噴網(wǎng)擋土墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，地下室底下電梯井周邊采用水泥攪拌樁重力式擋土墻支護(hù)結(jié)構(gòu)。

3.1放坡十錨噴網(wǎng)擋土墻支護(hù)施工工藝

施工工藝流程：挖土修坡→初噴封閉→錨桿孔定位→成孔→安放錨桿→錨孔灌漿→安裝鋼筋網(wǎng)及焊接加強(qiáng)筋→終噴。

3.1.1施工要求

（1）桿體采用Φ22鋼筋及Φ48×3 鋼管，錨頭焊Φ14拉筋，面筋Φ6@200雙向。2）32.5R 普硅水泥，水灰比0.5，固結(jié)強(qiáng)度20MPa。

（2）錨桿孔徑Φ110mm，錨桿長5m（鋼管長7m），縱橫間距1.5m，傾角5～15°。

（3）土體噴射C20細(xì)石混凝土，l00mm 厚。

3.1.2施工工藝

（1）挖土修坡時錨噴工人要和挖土司機(jī)協(xié)同作業(yè)，挖土高度視土質(zhì)而定。本次挖土施工分二次挖土，采用人工修坡，盡量將坑壁修整平順，以便噴射混凝土作業(yè)，挖土至設(shè)計標(biāo)高時，沿基坑四周設(shè)置排水溝，以便盡快排除積水。

（2）坡頂處理：在坡頂上500mm 范圍內(nèi)，每隔1.5m打長2mΦ22鋼筋的摩擦錨桿，掛Φ6@200雙向鋼筋網(wǎng)，并噴射混凝土，外圍設(shè)置排水溝。

（3）成孔作業(yè)盡量采用干作業(yè)，增加錨固體與土體的摩擦力，增加臨時穩(wěn)定性，并采用人工洛陽鏟成孔。

（4）為保證桿體Φ22鋼筋安放在錨孔中心，防止拉桿產(chǎn)生過大撓度和插入土體時不攪動土壁，增加拉桿與錨固體的握裹力，在每根錨體底部每隔2m 設(shè)一對中器，對中器由三根Φ6鋼筋組成。

（5）灌漿漿液采用32.5R普硅水泥制成純水泥漿，灌漿時要求注漿管管口距孔底200mm，待孔口返出水泥漿后，方可拔出注漿管，并隨即補(bǔ)漿至孔口。

（6）當(dāng)錨桿孔水泥漿有一定強(qiáng)度后，可安裝鋼筋網(wǎng)及焊接加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋節(jié)點(diǎn)壓錨頭。

（7）噴射混凝土作業(yè)時，混凝土由水泥、5～10mm 細(xì)石、中砂組成，配合比為1∶2∶1.5，終噴混凝土厚度l00mm。

3.2重力式擋土墻支護(hù)

施工工藝流程：定位→預(yù)拌下沉→提升噴漿攪拌→重復(fù)攪打下沉→重復(fù)攪拌上升→完畢。

3.2.1施工要求

（1）加固料采用32.5R普通硅酸鹽水泥，滲入比15%，水灰比0.5。

（2）樁徑Φ500mm，樁距400mm，樁間搭接l00mm，樁深6.5m，樁身傾斜小于1%，相鄰樁不留施工縫。

（3）施工前對施工機(jī)械進(jìn)行全面檢查，排除各種故障。

3.2.2施工工藝

（1）就位：當(dāng)深層攪拌機(jī)到達(dá)指定位置后，對中就位，并使樁機(jī)保持水平，鉆桿垂直。

（2）預(yù)攪下沉：當(dāng)深層攪拌熱冷水循環(huán)正常后，開始下沉作業(yè)。如下沉速度太慢，可以用輸漿系統(tǒng)補(bǔ)給清水以利鉆進(jìn)。

（3）制備水泥漿：當(dāng)深層攪拌機(jī)下沉到一定深度后，開始按設(shè)計配合比制備水泥漿，待壓漿前將水泥漿倒入集料斗。水泥漿在運(yùn)輸過程中不得出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

（4）提升噴漿攪拌：當(dāng)深層攪拌機(jī)下沉到設(shè)計深度后，開始啟動灰漿泵將水泥漿液壓入地基中，并邊噴漿邊旋轉(zhuǎn)，同時嚴(yán)格控制攪拌機(jī)提升度。壓漿工藝施工要連續(xù)，不允許出現(xiàn)斷漿現(xiàn)象。

（5）重復(fù)上下攪拌：為了使軟土和水泥漿攪拌均勻，應(yīng)再次將已提升到地面的攪拌機(jī)再次攪拌下沉，此時不再噴漿，下沉至設(shè)計深度后提升攪拌機(jī)至地面。

（6）清洗：往集料斗注人清水，啟動灰漿泵，清洗輸漿管路中殘余的水泥漿，直至基本干凈，并將粘附在攪拌頭上的泥漿清洗干凈。

3.2.3降低地下水位施工工藝

（1）在基坑邊坡頂600mm外，沿基坑外圍布設(shè)磚砌排水明溝，溝凈寬300mm，深300～600mm，溝底C10混凝土墊層，溝壁用M5水泥砂漿Mu7.5 紅磚砌240mm厚。每隔30m設(shè)一個600mm×600mm流沙井，要求井底比溝底深400mm，做法同排水明溝。

（2）在基坑邊坡底600mm外，沿基坑內(nèi)圍于地下室底板墊層下布設(shè)磚砌降水明溝，溝凈寬300mm，深400～600mm，在溝底寬度1m 范圍內(nèi)鋪設(shè)200mm厚20～40mm 碎石墊層，溝壁用M5 水泥砂漿Mu7.5紅磚砌筑240mm厚。每隔欲30m設(shè)一個1200mm×1200mm降水兼排水井， 井深不小于1500mm，做法同降水明溝。排水井通過潛水泵抽水排至基坑邊坡排水明溝。

（3）為了更有效降低地下水位，于地下室內(nèi)增設(shè)降水井，位置原則上在地下室底板集水井位置處布設(shè)。降水井做法：在設(shè)計集水井下方，再挖深1.2m以上，然后放入一個800mm×800mm帶網(wǎng)鋼筋籠，周邊用20～40mm碎石填塞，然后再放入一個Φ500mm的帶網(wǎng)鋼筋籠，在內(nèi)外鋼筋籠的空隙處，用20～40mm碎石填至設(shè)計墊層下標(biāo)高，上面用油氈 .覆蓋二層。鋼筋外籠采用12Φ16做豎筋，Φ6@200鋼筋做箍筋，內(nèi)籠采用6Φ16做豎筋，Φ6@200鋼筋做箍筋。鋼筋籠的底及外壁用二道2mm 網(wǎng)眼的鋼絲網(wǎng)包裹，內(nèi)籠要求露出墊層不小于50mm。每個降水井均由一臺潛水泵配備自動水位控制裝置抽水外排。降水井最終封閉采用法蘭盤。

4.基坑監(jiān)測及成果分析

為確保整個工程的安全，為結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造條件，從土方開始開挖時就要嚴(yán)格監(jiān)測基坑周邊的變形，及時反饋及分析，采取相應(yīng)的搶救措施，使基坑不發(fā)生意外破壞和變形，確保工程順利施工。

4.1監(jiān)測內(nèi)容

護(hù)坡樁水平位移；護(hù)坡樁傾斜程度；錨桿變形；沉降觀測。

4.2觀測點(diǎn)設(shè)置

（1）測距點(diǎn)在距基坑36m 相對穩(wěn)定地方沿基坑邊線延長方向設(shè)置。

（2）護(hù)坡樁水平位移觀測點(diǎn)在土釘墻上布設(shè)，測點(diǎn)間距8～10m，點(diǎn)位用水泥釘固定。

（3）護(hù)坡樁傾斜觀測在已開挖后的土釘墻及樁上下各設(shè)一點(diǎn)，間距10～15m，用水泥釘固定。

（4）錨桿變形觀測點(diǎn)設(shè)置在錨桿錨頭上，用紅漆作標(biāo)記。

（5）沉降觀測標(biāo)在基坑內(nèi)側(cè)沿基坑高度5～6m分層設(shè)置，水平間距20～30m，用水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測。

4.3成果分析

（1）分階段每7d進(jìn)行變形觀測，并隨施工進(jìn)度、季節(jié)變化及天氣惡劣等有可能引起變形異常時，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整觀測周期。每次觀測后將數(shù)據(jù)記錄匯總，并進(jìn)行前后對比。

（2）對觀測結(jié)果數(shù)據(jù)表進(jìn)行分析，分析變形是否過大，是否趨于穩(wěn)定，監(jiān)理共同商討是否需采取補(bǔ)救措施，并將修改后的施工應(yīng)急措施報相關(guān)部門及設(shè)計院確認(rèn)后方可組織實(shí)施。經(jīng)過對觀測數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)沉降及水平位移均未出現(xiàn)異常，護(hù)坡樁最大位移監(jiān)控值未超過50mm；地面最大沉降量未超過30mm，滿足設(shè)計要求。

5.結(jié)語

雖說本工程施工場地狹小，但在先進(jìn)施工工藝、優(yōu)良施工設(shè)備及精湛施工技術(shù)的保證下，通過土方開挖與邊坡支護(hù)的同步施工，保證了施工質(zhì)量和施工進(jìn)度，而且還節(jié)約了施工成本。通過以上分析，足以說明本工程施工工藝的合理性，可為類似工程的施工實(shí)踐提供參考。由于各個基坑工程實(shí)際情況的不同，基坑支護(hù)需要結(jié)合工程實(shí)際，在綜合分析的基礎(chǔ)上合理選擇支護(hù)形式和支護(hù)施工工藝。