談建筑工程基坑支護及土方開挖關(guān)鍵施工工藝

朱 曉 丁

(山西焦煤集團有限公司新產(chǎn)業(yè)發(fā)展局，山西 太原 030024)

談建筑工程基坑支護及土方開挖關(guān)鍵施工工藝

朱 曉 丁

(山西焦煤集團有限公司新產(chǎn)業(yè)發(fā)展局，山西 太原 030024)

結(jié)合工作經(jīng)驗，對某高層建筑工程基坑支護和土方開挖作了介紹，著重對人工挖孔灌注樁、鋼筋籠的制作安裝、混凝土的澆筑等關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)進行了闡述，為類似工程的施工提供參考。

高層，基坑支護，土方開挖

0 引言

某高層建筑工程為框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為樁—筏板基礎(chǔ)，建筑面積約36 000 m2,高度約為97 m。地下2層，地上23層，地下1層為設(shè)備層，地下2層為設(shè)備用房、車庫。頂層設(shè)機房和水箱間。該建筑類別為一類高層、抗震設(shè)防為8度，建筑設(shè)計使用年限50年。

本工程土方開挖前，主樓西面和東面的3層辦公樓基坑邊坡應(yīng)先進行支護。東側(cè)3層建筑物，距坑邊0.4 m；西側(cè)3層建筑物，距坑邊6.8 m；南側(cè)擬建人防；北側(cè)有供熱管線，距坑邊5 m。在已有建筑物區(qū)域采用支護樁與錨索進行聯(lián)合支護。支護為人工挖孔灌注樁，樁頂設(shè)置一道冠梁；支護樁縱橫之間設(shè)置錨索，面層掛鋼筋網(wǎng)片，噴射混凝土。

1 工藝流程和施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備→人工挖孔灌注樁→土方開挖至冠梁底→冠梁施工→土方開挖至第一排錨索→第一排錨索施工→土方開挖至第二排錨索→第二排錨索施工→土方開挖至第n排錨索→第n排錨索施工→噴射混凝土→養(yǎng)護。

施工準(zhǔn)備要按照施工要求調(diào)配，組織各工種勞力進場；提供材料計劃，包括規(guī)格、型號、品種、數(shù)量及供應(yīng)時間。做好場地平整，滿足“三通一平”。

2 人工挖孔灌注樁

工藝流程：放線定樁位及高程→開挖第一節(jié)樁孔土方→支護壁模板放附加鋼筋→澆筑第一節(jié)護壁混凝土→檢查樁位(中心)軸線→架設(shè)垂直運輸架→安裝電動葫蘆→安裝吊桶、照明、活動蓋板、水泵、通風(fēng)機等→開挖吊運第二節(jié)樁孔土方(修邊)→先拆第一節(jié)支第二節(jié)護壁模板(放附加鋼筋)→澆第二節(jié)護壁混凝土→檢查樁位(中心)軸線→逐層往下循環(huán)作業(yè)→檢查驗收→吊放鋼筋籠→放混凝土溜筒(導(dǎo)管)→澆筑樁身混凝土(隨澆隨振)。

1)開挖第一節(jié)樁孔土方。樁孔的開挖要按照至上而下的順序展開，對中間部分土方首先進行開挖，由中間向兩邊擴展，要對開挖孔截面規(guī)格進行嚴格控制，每節(jié)控制高度為1 000 mm。

2)支護壁模板。護壁鋼模板應(yīng)重復(fù)性進行周轉(zhuǎn)使用，可采取拆上節(jié)、支下節(jié)的方式。為避免內(nèi)模受到脹力產(chǎn)生形變，要在每節(jié)定型模板的上下端做好內(nèi)側(cè)支撐，支撐方式為設(shè)置一道角鋼制作的圓弧形的內(nèi)鋼圈。為方便擋土和擋水，第一節(jié)護壁的設(shè)立要高出地坪200 mm左右。要在第一節(jié)護壁上口標(biāo)定好樁位軸線以及高程，護壁厚度設(shè)置為150 mm。每次挖好一節(jié)樁孔護壁混凝土就要立即進行混凝土的澆筑。澆筑采用人工澆筑、人工搗實的方式，混凝土選用C30，為保證孔壁穩(wěn)定性，要控制坍落度為100 mm。

3)進行樁位軸線、標(biāo)高的檢查。做好每一節(jié)樁孔護壁，都要將樁位十字軸線以及標(biāo)高測設(shè)在護壁的上口，用十字線做好對中，吊線墜向井底投設(shè)，用半徑尺桿做好孔壁垂直平整度的檢測，并做好修整措施，井深要依據(jù)基準(zhǔn)點逐根進行引測。確保樁孔軸線位置、標(biāo)高以及截面規(guī)格均滿足相關(guān)的要求。

4)開挖吊運第二節(jié)樁孔土方(修邊)，從第二節(jié)開始，運土方式采用設(shè)備提升，地面人員系好安全帶，樁孔內(nèi)人員戴好安全帽，做好防護措施。在吊桶離開孔口的高度超過1.5 m時，將活動安全蓋板推開，把孔口遮蓋好，以避免卸土過程產(chǎn)生的土石雜物墜落傷人。在小推車內(nèi)完成吊桶卸土后，將活動蓋板打開，再把吊桶放下重新裝土。挖孔挖到規(guī)定深度后，要對樁孔的直徑及井壁圓弧度進行檢測，保證上下垂直平順。

5)護壁模板要先拆除第一節(jié)，再支第二節(jié)，放附加鋼筋，依次周轉(zhuǎn)使用。如往下存在孔徑變小情況，可使用小塊模板進行調(diào)整。第二節(jié)護壁混凝土的澆筑，混凝土用吊桶運送，采用人工澆筑、人工搗實的方式。

6)對樁位中心軸線、標(biāo)高進行檢查。以樁孔口的定位線作為基準(zhǔn)，逐節(jié)進行檢測校正。由上至下逐層進行循環(huán)作業(yè)，挖孔到設(shè)計深度后，要將虛土清除，并對土質(zhì)情況進行檢查，樁底應(yīng)支承在設(shè)計所規(guī)定的持力層上。檢查驗收過程要注意，成孔后要全面檢測樁身直徑、孔底標(biāo)高、樁位中線、井壁垂直等參數(shù)。

3 鋼筋籠的制作

1)主筋加工。根據(jù)樁基大樣圖紙及鋼筋籠制作交底圖將主筋連接好。鋼筋籠的扶正器用φ8鋼筋及直徑100的混凝土圓柱體制作在沿圓周長均等的4個點上安放，間隔3 m。螺旋箍筋與主筋間按梅花形點焊。

2)加勁箍及鋼筋籠骨架的加工，在特定的模具上，將鋼筋繞制成內(nèi)徑為相應(yīng)尺寸的加勁箍，箍合口處單面搭接焊，長度不小于10d。再按鋼筋籠整體和分段制作的交底圖在通長模具上按2 m間距一個加勁箍制作鋼筋籠骨架。

3)繞盤圓及焊接扶正器。繞前應(yīng)先將盤圓拉直,保證外觀圓滑、美觀。在特制模具上繞制成與鋼筋籠直徑相應(yīng)的圓盤，再按要求繞到已制好的鋼筋籠骨架上，也可不拉直直接繞到已制好的主筋骨架上，繞時應(yīng)保證螺旋筋的間距在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)，最后焊接鋼筋籠的扶正器。鋼筋籠的扶正器用φ8鋼筋及直徑100的混凝土圓柱體制作，每隔3 m設(shè)4個一組均等焊在主筋上，既保證了保護層厚度，又保證了下籠過程中不破壞孔壁。

4 鋼筋籠的運輸和安裝

鋼筋籠的運輸用自制鋼筋籠運輸車，可防止在運輸過程中鋼筋籠變形。對于鋼筋籠的安放要注意：1)鋼筋籠安放前要再次對鋼筋籠進行檢查，檢查扶正器是否完好，齊全，必要時進行補焊。2)吊車下放鋼筋籠,下放鋼筋籠前，用水準(zhǔn)儀測量出護筒標(biāo)高，以計算吊筋或壓桿長度。3)鋼筋籠安放必須垂直對中，不碰孔壁，吊筋或壓桿的橫擔(dān)不得壓在護筒上及可能引起孔壁坍塌的范圍內(nèi)，應(yīng)將壓桿橫擔(dān)放在枕木上。鋼筋籠定位采用壓桿與鋼筋籠通過特殊接頭相連接，根據(jù)護筒標(biāo)高計算出地面標(biāo)高后，把鋼筋籠下放到位，將壓桿固定在孔口橫擔(dān)上，以防灌注時鋼筋籠上浮或下移。

5 混凝土澆筑

1)混凝土澆筑之前，要對孔內(nèi)虛土厚度進行再次核對檢查。

2)放好混凝土溜筒，應(yīng)邊澆灌混凝土，邊振搗，擬采用12 m長的振動棒，用繩子吊住電機，將振動棒插入灌注樁內(nèi)，隨混凝土高度的升高慢慢提出。

3)混凝土澆筑到樁頂時，為了保證鑿除浮漿后，樁標(biāo)高仍符合設(shè)計要求，要適當(dāng)超過樁頂設(shè)計標(biāo)高。

4)混凝土的坍落度應(yīng)以13 cm～19 cm為宜；要注意調(diào)整砂率，加減水劑和粉煤灰等，以保證其和易性以及坍落度。

5)混凝土全部采用商品混凝土，垂直運輸采用混凝土輸送泵輸送混凝土。

6 錨索施工

1)土方開挖至錨索設(shè)計標(biāo)高下0.5 m后，應(yīng)人工及時修整坡面。坡面平整度允許偏差±20 mm。在支護樁之間鑿?fù)涟卜佩^索，采用洛陽鏟人工鑿孔，按設(shè)計的孔位布置，進行測量畫線，標(biāo)出準(zhǔn)確的孔位，然后按設(shè)計要求的孔深、孔的俯角和孔徑進行鑿孔，嚴格注意質(zhì)量，逐孔進行驗收記錄。2)錨索安裝，按照設(shè)計規(guī)定的各排錨索的長度置于孔的中心位置，每隔2.0 m焊接一組對中支架，將錨索安放在孔內(nèi)。在安好錨索的孔內(nèi)注入水泥凈漿，水灰比0.45，壓力不低于2.5 MPa。水泥采用42.5，水泥用量不少于30 kg/m。水泥漿應(yīng)拌和均勻，隨拌隨用，一次拌和的水泥漿應(yīng)在初凝前用完。3)注漿前應(yīng)將孔內(nèi)殘留或松動的雜土清除干凈，注漿開始或中途停止超過30 min時，應(yīng)用水或稀泥漿潤滑注漿泵及其管路。確保錨索與孔壁之間注滿水泥漿，注漿采用由里向外兩次注漿，需將注漿管插入孔內(nèi)距孔底約0.5 m處，隨注漿隨外拔注漿管，要使注漿管始終在漿液中，注滿后拔出注漿管。二次注漿時用編織袋塞在孔口，以保證注漿壓力防止?jié){液流出。4)錨索注漿采用二次注漿，一次注漿體強度達到5 MPa后，二次加壓注漿，用純水泥漿，壓力2.5 MPa～4 MPa，注漿量不宜少于一次注漿量，水泥用量30 kg/m。5)錨索端部加設(shè)一道14a槽鋼，錨固段強度大于15 MPa并達到設(shè)計強度等級的75%(注漿完成7 d后)以上方可進行張拉鎖定。錨索張拉至設(shè)計荷載的0.9倍～1.0倍，再按設(shè)計要求鎖定。錨索張拉控制應(yīng)力不應(yīng)超過錨索桿體強度值的0.75倍。

7 噴射混凝土

1)采用φ8.0圓鋼按網(wǎng)格200 mm×200 mm制作。網(wǎng)筋的豎向連接采用焊接，水平搭接長度不小于300 mm，鉛絲綁扎隔一個格綁一道，不允許疏漏。邊壁上的鋼筋網(wǎng)宜延伸至地表面，其翻邊長度不小于0.5 m。加強筋焊接，采用φ12圓鋼，外焊擋塊。加強筋搭接要有一定的焊接長度，達到10d。2)嚴格按設(shè)計要求及施工混凝土配合比拌制混凝土，混合材料應(yīng)攪拌均勻，顏色一致，隨拌隨用。3)噴射混凝土?xí)r，噴頭與受噴面應(yīng)保持垂直，距離為1 m。噴射作業(yè)分段進行，同一分段噴射順序應(yīng)自下而上，一次噴射厚度不小于40 mm。噴射混凝土接槎處，采用斜交搭接，搭接長度為220 mm以上。

[1] 戚衛(wèi)東.大型地下室深基坑開挖及應(yīng)急處理措施[J].浙江建筑,2007(8)：73.

[2] 傅淼成,高建平.狹窄場地超長深基坑支護與土方開挖施工技術(shù)[J].建筑技術(shù),2007(12)：66.

[3] 彭 波,寇洪祥,戚慶學(xué).內(nèi)支撐支護的深基坑土方開挖[J].施工技術(shù),2011(S1)：112-113.

[4] 徐 輝，劉洪剛，袁偉林.和合國際中心基坑支護工程實例[J].山西建筑，2013，39(13)：79-82.

On key construction craft of foundation pit support and earth excavation of construction projects

ZHU Xiao-ding

(The New Industrial Development Bureau, Shanxi Coking Group Co., Ltd, Taiyuan 030024, China)

Combining with the experience, the paper introduces the foundation support and earth excavation of some high-rise building project, and illustrates some key construction steps of the piles with man-excavated shaft, manufacturing and installation of reinforcement cage, and concrete grouting, so as to provide some reference for similar engineering construction.

high-rise, foundation pit support, earth excavation

1009-6825(2014)31-0096-02

2014-08-23

朱曉丁(1969- )，男，工程師

TU463

A