深基坑土方開(kāi)挖及支護(hù)施工

李堂

摘要：黃土梁隧道屬綿陽(yáng)市城市西區(qū)至城南新區(qū)直通道路工程，全長(zhǎng)480m，開(kāi)挖最大深度18m，屬深基坑開(kāi)挖。根據(jù)地形地質(zhì)條件，結(jié)合基坑周邊建筑物及地下管線的情況，基坑采用分級(jí)放坡開(kāi)挖結(jié)合邊坡支護(hù)形式，橫向分層縱向拉槽的開(kāi)挖方式。本文主要對(duì)該隧道基坑土方的開(kāi)挖及支護(hù)施工進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：黃土梁隧道；土方開(kāi)挖；支護(hù)；施工

1、工程概況

黃土梁隧道屬綿陽(yáng)市城市西區(qū)至城南新區(qū)直通道路工程，全長(zhǎng)480m。K1+240-K1+510為明挖段，長(zhǎng)270米，開(kāi)挖最大深度18m，屬深基坑開(kāi)挖。表層開(kāi)挖深4m，以下分級(jí)放坡開(kāi)挖，最下一級(jí)開(kāi)挖深度6m，中間一級(jí)結(jié)合開(kāi)挖深度作調(diào)整，兩級(jí)之間設(shè)置2m寬平臺(tái)，在基坑深度小于10m時(shí)，取消第二級(jí)并降低最下一級(jí)開(kāi)挖深度。

2、基坑土方開(kāi)挖及支護(hù)

2.1 開(kāi)挖

表層開(kāi)挖深4m，以下分級(jí)放坡開(kāi)挖，最下一級(jí)開(kāi)挖深度6m，中間一級(jí)結(jié)合開(kāi)挖深度作調(diào)整，兩級(jí)之間設(shè)置2m寬平臺(tái)，在基坑深度小于10m時(shí)，取消第二級(jí)并降低最下一級(jí)開(kāi)挖深度。坡腳距結(jié)構(gòu)外邊線原則上為0.5m，并可根據(jù)施工工藝作適當(dāng)調(diào)整，施工前先結(jié)合地面高程、基坑底高程確定開(kāi)口線。土石方采用明挖法施工，邊坡開(kāi)挖嚴(yán)格按設(shè)計(jì)控制坡度，并使洞門(mén)處邊坡與明洞邊坡順接。

開(kāi)挖施工技術(shù)要點(diǎn)：（1）基坑開(kāi)挖過(guò)程中，坡頂范圍10m不允許堆載；（2）機(jī)械開(kāi)挖后，應(yīng)需預(yù)留一定厚度的保護(hù)層，用人工修整坡面；（3）開(kāi)挖到坑底設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)應(yīng)預(yù)留20cm厚度的保護(hù)層，且及時(shí)封底，防止坑底在空氣中暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)和泡水；（4）做好基坑內(nèi)外排水設(shè)施，尤其在雨季施工時(shí)更應(yīng)該加強(qiáng)基坑內(nèi)積水抽排，確?；影踩?。

基坑支護(hù)采用逆做法，邊開(kāi)挖邊支護(hù)，原則上分層開(kāi)挖高度不宜超過(guò)2.0m，分段長(zhǎng)度不宜超過(guò)20.0m，以開(kāi)挖工作面能及時(shí)封閉為宜，并結(jié)合地質(zhì)條件可作適當(dāng)調(diào)整，上層支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度未達(dá)到70%不得進(jìn)行下一級(jí)的基坑開(kāi)挖。

2.2 錨桿

錨桿縱橫間距按照設(shè)計(jì)布置，桿體材料采用直徑為32mm中空注漿錨桿，灌漿材料采用水灰比0.5的純水泥漿，水泥采用32.5R及以上的復(fù)合（普通）硅酸鹽水泥，灌漿壓力0.3-0.5MPa，上部土層范圍注漿量不小于50kg/m。用風(fēng)鉆鉆孔，注漿泵注漿。當(dāng)錨桿孔成孔后，先清孔，除去孔內(nèi)余留巖渣，然后插入錨桿，利用注漿泵通過(guò)排氣管往孔內(nèi)注入1：1水泥漿，安設(shè)孔口墊板。

錨桿施工技術(shù)要點(diǎn)：（1）開(kāi)挖初噴后盡快安設(shè)錨桿，然后復(fù)噴；（2）錨桿原材料規(guī)格、長(zhǎng)度、直徑符合設(shè)計(jì)要求。錨桿孔位、孔深及布置形式符合設(shè)計(jì)要求，錨桿用的水泥漿，其強(qiáng)度應(yīng)不低于設(shè)計(jì)值；（3）按設(shè)計(jì)要求定出孔口位置，孔位偏差不大于±5cm；向錨桿孔內(nèi)注入漿液，注漿壓力為0.5-1.0MPa，保證水泥漿飽滿密實(shí)。桿體插入錨桿孔時(shí)，保持位置居中，錨桿插入孔內(nèi)長(zhǎng)度不低于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的95%。隨時(shí)檢查錨桿頭的變形情況，緊固墊板螺帽。

2.3 鋼筋網(wǎng)

鋼筋網(wǎng)用φ8鋼筋制作，網(wǎng)片間距20×20cm。網(wǎng)片在鋼筋加工場(chǎng)地加工成型，現(xiàn)場(chǎng)人工安裝，用電焊點(diǎn)焊或綁扎固定在坡面及錨桿上，網(wǎng)片間搭接長(zhǎng)度≮20cm。鋼筋質(zhì)量和接頭位置符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求；網(wǎng)片的綁扎和焊接質(zhì)量符合規(guī)范要求；綁扎缺扣和松扣的數(shù)量不應(yīng)超過(guò)綁扎總數(shù)的10%；網(wǎng)片漏焊、開(kāi)焊不超過(guò)焊數(shù)的2%。

2.4 噴射混凝土

噴射混凝土厚10cm，初噴3cm后施工錨桿、設(shè)置鋼筋網(wǎng)后再進(jìn)行二次噴射到達(dá)設(shè)計(jì)厚度，噴射混凝土標(biāo)號(hào)C20，噴射總厚度10cm。混凝土需分兩次噴射完成，并由下往上進(jìn)行噴射，并盡量使噴頭垂直于開(kāi)挖面。（1）集料要求：①粗集料，粒徑不大于15mm；②細(xì)集料：中砂或粗砂，細(xì)度模數(shù)大于2.5，含水率5%-7%；（2）噴砼方法：采用濕噴法。噴漿料由自動(dòng)計(jì)量拌合站生產(chǎn)，混凝土攪拌車運(yùn)輸，濕噴機(jī)噴漿。

噴射混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)：（1）開(kāi)挖后應(yīng)立即對(duì)巖面噴射混凝土，以防巖體發(fā)生松弛；（2）用高壓水沖洗受噴面，當(dāng)受噴面遇水易泥化時(shí)，用高壓風(fēng)吹凈巖面；（3）按施工前實(shí)驗(yàn)所取得的方法與條件進(jìn)行噴射混凝土作業(yè)，在噴射混凝土達(dá)到初凝后方能噴射下一層。首次噴射混凝土厚度應(yīng)不小于50mm；（4）噴射作業(yè)分段、分片、分層，由下而上順序進(jìn)行，有較大凹洼處，先噴射填平，保證表面平整圓順，凹凸量不得超過(guò)±5cm；（5）噴嘴與受噴面保持垂直，距受噴面0.6-1.0m；（6）掌握好風(fēng)壓與水壓，減少回彈和粉塵，噴射壓力0.15-0.2MPa，水壓力0.3-0.4MPa；（7）新噴射的混凝土應(yīng)按規(guī)定灑水養(yǎng)護(hù)。

3、支護(hù)樁

K1+200處兩側(cè)坡頂設(shè)置支護(hù)樁。右側(cè)25根，長(zhǎng)16.5m；左側(cè)15根，長(zhǎng)12m。樁徑均為1m，為鉆孔灌注樁。鉆孔灌注樁成孔采用回旋鉆鉆進(jìn)、泵吸（氣舉）反循環(huán)為主的成孔工藝。成孔完畢后進(jìn)行第一次清孔，鋼筋籠分節(jié)預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)吊裝焊接，進(jìn)行第二次清孔，待泥漿性能指標(biāo)及孔底沉淀土厚度符合規(guī)范要求后，采用導(dǎo)管法進(jìn)行水下混凝土灌注施工。

3.1 清孔

清孔時(shí)，保持孔內(nèi)水位在地下水位1.0-1.5m以上，以防止坍孔。清孔分兩次進(jìn)行，第一次清孔在鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)深度后進(jìn)行，孔底沉淀厚度不大于設(shè)計(jì)要求，泥漿指標(biāo)應(yīng)符合清孔后的要求，否則不應(yīng)下放鋼筋籠。待鋼筋籠安裝到位后下放導(dǎo)管再進(jìn)行第二次清孔，澆筑混凝土前孔底沉渣厚度不大于5cm。嚴(yán)禁采用加深鉆孔深度方法代替清孔作業(yè)。

3.2 鋼筋籠制作和吊裝

鋼筋籠在鋼筋加工場(chǎng)地進(jìn)行制作，現(xiàn)場(chǎng)用方木墊平，采用鋼筋加工場(chǎng)集中制作，要求焊縫飽滿，焊縫深度和寬度滿足規(guī)范要求。鋼筋籠采用吊車分段吊裝。

（1）鋼筋籠制作。制作鋼筋時(shí)，主筋應(yīng)校直，焊接、綁扎要牢固，鋼筋籠直徑及箍筋間距控制在規(guī)范之內(nèi)；鋼筋籠同一截面主筋接頭數(shù)量不得大于50%；雙面搭接焊縫長(zhǎng)度不得小于5d，單面搭接焊縫長(zhǎng)度不得小于10d；鋼筋籠加勁箍筋的內(nèi)支撐筋采用三角形，直徑同加勁箍筋直徑；主筋混凝土保護(hù)層在主筋一側(cè)安裝鋼筋定位器，使鋼筋骨架與護(hù)筒或孔壁之間保持一定的空隙，保證保護(hù)層滿足要求，并防止二次掉渣。鋼筋籠主筋設(shè)置保護(hù)層間隔件，每組保護(hù)層間隔件豎向間距不應(yīng)大于3m，對(duì)稱設(shè)置，每組不小于4塊。

（2）鋼筋籠運(yùn)輸及安裝。搬運(yùn)和安裝鋼筋籠時(shí)，應(yīng)采取有效措施防止鋼筋籠變形，安放應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位中心，避免碰撞孔壁。鋼筋籠安裝時(shí)，宜采用吊車吊裝，并緩慢垂直自由下放；采用直徑50聲測(cè)管，熱熔連接，綁扎固定在鋼筋籠內(nèi)壁上，每隔1.5米進(jìn)行綁扎，聲測(cè)管頂用塑料帽子蓋上；采用直徑150PVC管，根據(jù)設(shè)計(jì)位置，綁扎固定在鋼筋籠上，并保證不影響下導(dǎo)管，預(yù)埋管兩端用塑料帽子蓋上，以免澆筑混凝土?xí)r造成堵孔。

3.3 灌注混凝土

灌注混凝土前應(yīng)對(duì)鋼筋籠軸線位置、標(biāo)高、保護(hù)層厚度進(jìn)行檢查，并應(yīng)符合規(guī)范要求。水下混凝土灌注采用導(dǎo)管法，混凝土灌注應(yīng)在鋼筋籠吊放完成，各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)合格后立即開(kāi)始。水下混凝土澆筑采用儲(chǔ)量為2m3的漏斗，導(dǎo)管25m，導(dǎo)管內(nèi)徑25cm，壁厚1cm的無(wú)縫鋼管制成，各節(jié)導(dǎo)管之間用法蘭盤(pán)連接，并墊以1cm 厚的膠皮，澆筑混凝土前必須做導(dǎo)管的灌水壓力試驗(yàn)，水下灌注混凝土初凝時(shí)間不早于2.5h，粗集料選 用0.5-3cm卵石，細(xì)集料采用中砂，含砂率控制在40%-50%，坍落度控制在16-22cm，每方混凝土水泥用量不少于350kg，導(dǎo)管在澆混凝土中任何時(shí)候埋置深度必須在2-6m之間。

3.4 清理樁頭

注漿結(jié)束后，待水泥漿液凝固后，立即拆除護(hù)筒并鑿除樁頭多余混凝土。達(dá)到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，鑿除樁頭混凝土采用人工手工鑿除，不采用爆破或其它影響樁身質(zhì)量的方法進(jìn)行。

3.5 樁間護(hù)壁施工

樁身混凝土灌注后，待樁身及冠梁強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)70%時(shí)，開(kāi)始樁間護(hù)壁及錨桿施工，樁身拉錨采用Φ28鋼筋錨桿，長(zhǎng)度15m，每樁2根，豎向間距3m，設(shè)計(jì)錨桿張拉力70KN，樁間護(hù)壁采用掛網(wǎng)噴混凝土防護(hù)，C20噴射混凝土10cm，φ8@20×20鋼筋網(wǎng)片，并設(shè)置Φ16@150加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋植入樁身10d。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，應(yīng)在樁間護(hù)壁設(shè)置泄水孔。

4、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，深基坑的土方工程是一項(xiàng)技術(shù)難度較大的工程，同時(shí)也是地下施工作業(yè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。因此，我們要在實(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，吸取教訓(xùn)，為深基坑的挖掘和地下工程的開(kāi)展不斷做技術(shù)上的摸索，更好的服務(wù)于建筑工程。

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