談建筑工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)

琚 曉 平

(山西省第二建筑工程公司，山西 太原 030006)

談建筑工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)

琚 曉 平

(山西省第二建筑工程公司，山西 太原 030006)

簡(jiǎn)要分析了基坑支護(hù)工程的特點(diǎn)，進(jìn)而對(duì)建筑深基坑常用的支護(hù)技術(shù)進(jìn)行了介紹，在此基礎(chǔ)上，依托工程實(shí)例，對(duì)灌注樁、錨桿、土釘墻等支護(hù)施工技術(shù)在建筑深基坑工程中的應(yīng)用進(jìn)行了論述，以發(fā)揮各支護(hù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到良好的支護(hù)效果。

建筑工程，深基坑，支護(hù)技術(shù)

1 基坑支護(hù)工程的特點(diǎn)分析

基坑支護(hù)是土建工程中較為重要的組成部分之一，它是一個(gè)多學(xué)科交叉的領(lǐng)域，具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性。大體上可將基坑支護(hù)的特點(diǎn)歸納為以下幾個(gè)方面。

1.1 區(qū)域性

我國(guó)幅員遼闊，南北方的地質(zhì)條件差異較大，基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)選型主要是以土體條件作為首要考慮因素，不同的地區(qū)需要采用不同的支護(hù)形式，因此基坑支護(hù)具有一定的區(qū)域性特點(diǎn)。

1.2 復(fù)雜性

在對(duì)基坑工程進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的過(guò)程中，常用的土壓力計(jì)算理論有朗肯土壓力理論和庫(kù)侖土壓力理論，由于兩個(gè)計(jì)算理論均是在理想的假設(shè)條件下，根據(jù)勘查報(bào)告得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算的，但是施工現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)隨著季節(jié)及周圍環(huán)境的變化而變化，其相應(yīng)的各種性能參數(shù)也不盡相同，再者作為計(jì)算依據(jù)的地質(zhì)勘查報(bào)告中的相關(guān)數(shù)據(jù)也存在一定的局限性，與實(shí)際土質(zhì)有一定的差距。這就造成了與工程現(xiàn)場(chǎng)土體的物理力學(xué)性能之間的差別較大，從而會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)結(jié)果過(guò)于保守或過(guò)低考慮其安全性與穩(wěn)定性等情況，致使基坑支護(hù)具有了復(fù)雜性的特點(diǎn)。

1.3 影響因素多

根據(jù)相關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，國(guó)內(nèi)平均每年的基坑失穩(wěn)約為10%～15%，在一些軟土地區(qū)甚至達(dá)到了25%。由該數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中不難看出，基坑事故在我國(guó)的發(fā)生頻率較高，導(dǎo)致這一問題的根本原因如下：地質(zhì)勘察結(jié)果準(zhǔn)確性不足、基坑支護(hù)設(shè)計(jì)考慮的不夠周全、施工質(zhì)量不合格、管理不到位等等。

2 建筑深基坑常用的支護(hù)技術(shù)

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快，各類建筑工程日益增多，其中不乏一些高層和超高層建筑，為了確保此類建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，基坑的開挖深度不斷加大，深基坑工程隨之出現(xiàn)，與之相應(yīng)的支護(hù)方法也層出不窮，根據(jù)支護(hù)原理及其作用可將深基坑支護(hù)劃分為以下幾種類型。

2.1 放坡開挖

這種基坑支護(hù)形式的特點(diǎn)是施工工藝簡(jiǎn)單、工期短、造價(jià)低。但其對(duì)施工場(chǎng)地和土質(zhì)的要求比較嚴(yán)格，除了要求場(chǎng)地開闊之外，還要保證土質(zhì)條件良好，開挖的總體深度一般不超過(guò)5 m，且在開挖的過(guò)程中還需要注意對(duì)坡面的保護(hù)，同時(shí)，要設(shè)置一定數(shù)量的井點(diǎn)進(jìn)行降水。

2.2 土釘墻支護(hù)

這是目前工程中較為常用的一種支護(hù)形式，具體是指通過(guò)鉆孔將鋼筋放入并沿著孔道進(jìn)行注漿，再將混凝土噴射到已經(jīng)固定好鋼筋的土體表面，當(dāng)混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度之后，土體與鋼筋在混凝土的粘結(jié)作用下會(huì)形成一個(gè)整體，這樣便構(gòu)成了支護(hù)體系。這種支護(hù)方法的特點(diǎn)是施工設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低、適用性較廣，在人工降水后的填土、粘性土、粉土上均可應(yīng)用。采用該支護(hù)形式的基坑開挖深度一般在5 m～10 m左右，其唯一的不足之處是不適用于變形要求較為嚴(yán)格的基坑。

2.3 地下連續(xù)墻

目前，工程中常用的地下連續(xù)墻支護(hù)主要有兩種類型：一種是現(xiàn)澆鋼混連續(xù)墻，另一種是預(yù)制鋼混連續(xù)墻。通過(guò)對(duì)大量的深基坑支護(hù)工程進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)澆鋼混連續(xù)墻的應(yīng)用要多于預(yù)制鋼混連續(xù)墻，其在施工過(guò)程中，為確保槽壁的整體穩(wěn)定，通常會(huì)采用特制的泥漿進(jìn)行護(hù)壁，隨后進(jìn)行溝槽開挖、放入鋼筋籠、現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土形成支護(hù)體系。國(guó)內(nèi)很多高層建筑采用的都是這種支護(hù)形式，如上海金茂大廈(基坑深19.65 m、88層)等。地下連續(xù)墻之所以在深基坑支護(hù)工程中獲得了廣泛應(yīng)用與其自身的性能有著密切的關(guān)系，它集擋土、承重、截水、防滲等功能于一體，真正達(dá)到了一墻多用的效果。在施工過(guò)程中，既不需要支模、也不需要放坡，墻體本身的剛度較大、穩(wěn)定性好，且對(duì)周圍的環(huán)境和土體影響較小。唯一的不足之處是施工設(shè)備龐大、造價(jià)高，不適用于小型的建筑工程。

2.4 排樁支護(hù)

這種支護(hù)形式實(shí)質(zhì)上就是以灌注樁作為主要擋土結(jié)構(gòu)的一種支護(hù)方法，灌注樁的施工較為簡(jiǎn)單方便，既可以采用機(jī)械鉆孔，也可以采用人工挖孔，施工中無(wú)需大型的機(jī)械設(shè)備，也不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的噪聲和振動(dòng)，對(duì)土體的危害較輕。通常情況下，基坑深度在8 m～14 m左右時(shí)，可考慮采用該支護(hù)形式。

2.5 錨桿支護(hù)

這種支護(hù)形式與土釘墻支護(hù)極為相似，具體是指將錨桿錨入到穩(wěn)定的土體當(dāng)中，錨桿的外端與支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠連接，并施加預(yù)應(yīng)力。這種支護(hù)形式一般都是與其他支護(hù)結(jié)構(gòu)聯(lián)合使用，不適用于有機(jī)質(zhì)土，或是液限超出50%的粘土。

3 建筑工程中的深基坑支護(hù)施工技術(shù)

為了便于本文研究，下面依托工程實(shí)例，對(duì)支護(hù)施工技術(shù)在建筑深基坑工程中的應(yīng)用進(jìn)行論述。某建筑工程為綜合體建筑，主要由以下幾個(gè)部分組成：商務(wù)酒店、商業(yè)綜合體、寫字樓、住宅，其中商業(yè)綜合體的建筑面積為18 490 m2，地上為10 690 m2，地下為7 800 m2；住宅共有7棟，均為32層。在本工程中，基坑分為兩個(gè)獨(dú)立的基坑，一個(gè)是商業(yè)區(qū)基坑，另一個(gè)是住宅區(qū)基坑，兩者之間由一個(gè)寬度為18 m的土體隔開，商業(yè)區(qū)基坑的計(jì)算深度按照11.0 m～18.0 m計(jì)，住宅區(qū)基坑按照9.4 m～17.4 m計(jì)，基坑的開挖深度以至承臺(tái)底為標(biāo)準(zhǔn)，相對(duì)標(biāo)高為黃海高程(16.400 m)。結(jié)合本工程所在地的水文、地質(zhì)、周邊環(huán)境以及場(chǎng)地現(xiàn)狀等條件，決定采用復(fù)合支護(hù)形式，即灌注樁+錨桿+土釘墻。下面對(duì)這幾種支護(hù)形式的施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行論述。

3.1 灌注樁施工技術(shù)要點(diǎn)

本工程中的灌注樁采用旋挖灌注樁，樁徑為0.8 m～1.0 m，樁長(zhǎng)為20 m～25 m，樁距有兩種，即1.2 m和1.3 m，采用旋挖鉆進(jìn)法進(jìn)行施工，水下混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C30。灌注樁施工需要在土方開挖至相應(yīng)標(biāo)高后進(jìn)行。1)施工準(zhǔn)備。鉆孔設(shè)備就位后，應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行平正、穩(wěn)固，保證施工中鉆機(jī)不出現(xiàn)傾斜或是移動(dòng)等情況。2)鉆孔。準(zhǔn)備工作就緒后，鉆機(jī)先不要立即鉆入土中，應(yīng)當(dāng)在部分泥漿進(jìn)入后，方可進(jìn)行鉆進(jìn)；鉆孔的過(guò)程中，若無(wú)特殊原因不得隨意停止，要確保鉆進(jìn)的連續(xù)性；接長(zhǎng)鉆桿時(shí)，應(yīng)當(dāng)先將方形套卸去，然后提升鉆桿露出鉆盤，遵循先卸后裝的原則；如果鉆進(jìn)時(shí)遇到淤泥層，應(yīng)當(dāng)減慢鉆進(jìn)速度，并增加泥漿的濃度，這樣能夠有效防止塌孔和縮孔等情況的發(fā)生。3)清孔。鉆孔完畢后，要及時(shí)進(jìn)行清孔。清孔可以分兩次進(jìn)行，首次清孔應(yīng)當(dāng)在成孔后立即進(jìn)行，二次清孔則可在鋼筋籠下放到位、導(dǎo)管安裝完畢后進(jìn)行；清孔應(yīng)定期進(jìn)行，并在清孔過(guò)程中對(duì)泥漿指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，確保清孔后的泥漿密度小于1.15。4)混凝土灌注。在本工程中水下混凝土的灌注是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為了確保混凝土的灌注質(zhì)量，要對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格控制，結(jié)合工程實(shí)際情況，在配制混凝土的過(guò)程中，加入了適量的高效減水劑，混凝土澆筑3 d后，便達(dá)到了設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%～80%；水下混凝土澆筑時(shí)，導(dǎo)管不宜埋的太淺，以免影響混凝土的流速，進(jìn)而影響澆筑質(zhì)量。

3.2 錨桿支護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)

雖然本工程中采用了灌注樁作為支護(hù)樁，但由于懸臂樁本身的支擋能力較差，尤其是端部的位移較大，從而對(duì)基坑支護(hù)造成了不利的影響。故此決定采用錨桿拉結(jié)錨固，提升基坑支護(hù)的安全性。錨桿采用預(yù)應(yīng)力錨桿，直徑為25、孔徑為180 mm。錨桿的設(shè)置使結(jié)構(gòu)物的變形獲得了有效控制，進(jìn)一步提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

1)采用風(fēng)動(dòng)潛孔錘沖擊法進(jìn)行鉆進(jìn)，鉆孔過(guò)程中要隨時(shí)對(duì)鉆桿的受損情況進(jìn)行檢查，以免鉆進(jìn)時(shí)發(fā)生意外；以干鉆法成孔，鉆孔順序?yàn)殚g隔鉆孔，這樣可以防止鄰近孔的互相干擾；破碎地層采用根管鉆進(jìn)法施工。2)錨桿的材質(zhì)為精軋螺紋鋼，直徑25，制作時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行下料。3)錨桿注漿采用純水泥漿液，為進(jìn)一步提高早期強(qiáng)度，注漿時(shí)，可適量加入早強(qiáng)劑。

3.3 土釘墻施工技術(shù)要點(diǎn)

1)注漿采用水泥漿，水泥為復(fù)合硅酸鹽水泥，水灰比宜為0.45～0.55，注漿應(yīng)飽滿，且注漿量應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。2)土釘采用鉆機(jī)成孔，鉆孔長(zhǎng)度應(yīng)超出設(shè)計(jì)長(zhǎng)度500 mm左右。3)土釘注漿采用的是兩次注漿工藝，首次注漿為常壓注漿，二次注漿為高壓注漿，注漿范圍是土釘下1/2長(zhǎng)度，注漿壓力應(yīng)當(dāng)控制在3.5 MPa以上；二次注漿必須在首次注漿24 h后進(jìn)行。

通過(guò)上述幾種支護(hù)形式的聯(lián)合應(yīng)用，確保了本工程深基坑開挖的安全、有序進(jìn)行，不但加快了施工速度，而且還保證了施工質(zhì)量和安全。

4 結(jié)語(yǔ)

在建筑工程深基坑施工中，支護(hù)是確?；臃€(wěn)定的關(guān)鍵技術(shù)措施之一，支護(hù)形式的選擇至關(guān)重要。雖然目前的深基坑支護(hù)方法較多，但每種方法都存在各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在某些工程中，若是單獨(dú)采用一種支護(hù)技術(shù)，可能達(dá)不到穩(wěn)定基坑的目的，所以應(yīng)當(dāng)結(jié)合工程實(shí)際情況，將各種支護(hù)形式聯(lián)合到一起使用，使其發(fā)揮出自身的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)缺點(diǎn)，進(jìn)而達(dá)到最佳的支護(hù)效果。

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Discussion on the construction technology of building engineering deep foundation pit support

Ju Xiaoping

(ShanxiSecondBuildingEngineeringCompany,Taiyuan030006,China)

This paper analyzed the characteristics of foundation pit support engineering, introduced the commonly used support technology of building deep foundation pit, on this basis, based on the engineering examples, discussed the application of bored pile, anchor, soil nailing wall support construction technology in building deep foundation pit engineering, in order to play the advantages of support technology, achieved good support effect.

building engineering, deep foundation pit, support technology

2015-02-08

琚曉平(1972- )，女，工程師

1009-6825(2015)12-0063-02

TU463

A