深基坑工程施工技術(shù)探析

吳超

摘要：隨著城市建設(shè)的發(fā)展，基坑施工越來越多，深基坑工程施工主要包括基坑支護(hù)體系施工和土方開挖，是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程。本文結(jié)合工程實(shí)際，對(duì)深基坑工程施工進(jìn)行了分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：基坑支護(hù)；深基坑施工

一、工程概況

該大廈為框架結(jié)構(gòu)，地上26層，地下2層，總高度112m，總建筑面積約7.3萬多m2，地下室約2.7萬m2，基礎(chǔ)采用PHC—AB500（125）型錘擊管樁。基坑開挖面積約1.7萬m2，基坑周長約528m，基坑開挖深度約10 m?；颖泵鏋槭姓缆罚髂厦鏋榇罅克痢龅胤秶鷥?nèi)地層自上而下有第四系人工填土層，粉質(zhì)粘土硬塑、堅(jiān)硬，并有較厚鐵質(zhì)層。場地淺層地下水多屬潛水—微承壓水類型，其補(bǔ)給來源于大氣降水及地下水側(cè)向徑流。

二、深基坑施工技術(shù)應(yīng)用

該工程為高層建筑物，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)。由于基坑面積較大，基坑深度較深，結(jié)合周邊環(huán)境，最終確定施工方案如下：先實(shí)行鉆孔灌注樁排樁加預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)施工，基坑支護(hù)完成后開挖第一層土方至-2.65米，進(jìn)行噴射混凝土及冠梁施工，并進(jìn)行第一排錨索施工及張拉，隨后開挖第二層土方至-6.65米，進(jìn)行腰梁施工，并進(jìn)行第二排錨索施工及張拉，同時(shí)完成管樁基礎(chǔ)施工，樁基檢測完成后繼續(xù)進(jìn)行下部土方開挖至地下室底板墊層底標(biāo)高-10.45 m～-14.05 m范圍，同時(shí)進(jìn)行截樁處理，完成深基坑施工，進(jìn)入下一步承臺(tái)和地下室施工。該施工方案體現(xiàn)了技術(shù)可行、安全穩(wěn)固、施工便捷和經(jīng)濟(jì)合理等特點(diǎn)。

（一）基坑支護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用

深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)所承擔(dān)的土方壓力大小直接關(guān)系施工安全，由于地質(zhì)情況的多變性及周邊環(huán)境的復(fù)雜性，基坑支護(hù)方案的選擇顯得非常重要。根據(jù)巖土情況和工程概況，設(shè)計(jì)單位將該工程基坑各側(cè)支護(hù)設(shè)計(jì)安全等級(jí)定為二級(jí)，采用鉆孔灌注樁排樁加預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)形式，樁頂混凝土冠梁，鉆孔灌注樁外為雙排攪拌樁止水，鉆孔樁間采用單管旋噴樁填滿，冠梁頂以上1∶1放坡面噴射混凝土，圍護(hù)樁及旋噴樁均進(jìn)入第六層土層（粉質(zhì)粘土層），基坑底部處于第四層及第六層的中砂及粉質(zhì)粘土層上。這種方案的選擇起到了很好的防滲和支護(hù)作用，有效地保障了地下結(jié)構(gòu)施工任務(wù)。

1.鉆孔灌注樁施工。

基坑周長約528 m，鉆孔灌注樁樁徑1000 mm，樁長15.1 m，樁間距約1.6 m，樁內(nèi)配通長鋼筋籠。施工中采用跳打方法，8臺(tái)樁機(jī)分段施工，按照“測量定位→硬地坪及泥漿池準(zhǔn)備→護(hù)筒埋設(shè)→樁位復(fù)核→鉆架就位校核→鉆孔→第一次清孔（泥漿循環(huán)→泥漿處理→泥漿外運(yùn)）→測孔深沉淤→下放鋼筋籠（鋼筋籠分批驗(yàn)收）→下放導(dǎo)管→第二次清孔（泥漿循環(huán)→泥漿處理→泥漿外運(yùn)）→測定沉淤→安放隔水球→灌注水下商品混凝土（泥漿循環(huán)→泥漿處理→泥漿外運(yùn)）→鉆架移位”流程施工，現(xiàn)場管理對(duì)成孔、清孔鋼筋籠及水下混凝土等環(huán)節(jié)施工質(zhì)量均有嚴(yán)格要求。

2.水泥攪拌樁施工。

在鉆孔灌注樁外側(cè)設(shè)置兩排深層水泥攪拌樁用于止水，樁徑550 mm，樁間距、排間距均為400 mm，樁間搭接距離為150 mm，樁長15.6 m。水泥攪拌樁施工流向按鉆孔灌注樁的施工順序提前進(jìn)行，采用4臺(tái)樁機(jī)分兩組向不同方向施工，每臺(tái)樁機(jī)配備1臺(tái)灰漿泵和2臺(tái)灰漿攪拌機(jī)，按照“樁位放線→清挖排障→移機(jī)就位、對(duì)孔位→一次攪拌鉆進(jìn)→攪拌噴漿提升（拌制漿體）→二次攪拌鉆進(jìn)→攪拌噴漿提升（拌制漿體）→移機(jī)下一樁”流程施工。相鄰樁施工間隔時(shí)間不超過2小時(shí)，成樁工藝要求四次攪拌二次噴漿。施工過程中及時(shí)復(fù)核樁位（偏差應(yīng)≤10 mm）、校正機(jī)架垂直度（偏差為5%）、更換鉆頭確保樁徑達(dá)到設(shè)計(jì)要求，確保攪拌體均勻，防止噴漿中斷、冒漿、抱鉆及搭接開叉等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.旋噴樁施工。

為確保形成封閉止水，在鉆孔樁之間設(shè)置兩條單管旋噴樁，旋噴樁位于靠近攪拌樁一側(cè)，樁徑600 mm，樁間距為400 mm，樁間搭接距離為200 mm，樁長為15.6 m。旋噴樁采用4臺(tái)樁機(jī)，在攪拌樁完成后2天內(nèi)完成，按照“測量定位→機(jī)具就位→鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高→旋噴開始→提升旋噴注漿→旋噴結(jié)束成樁”流程施工，相鄰兩樁施工時(shí)間間隔不小于48小時(shí)，間距不小于4 m～6 m，施工時(shí)確保樁位準(zhǔn)確、樁身垂直、樁頂標(biāo)高和強(qiáng)度、樁體連續(xù)性等，防止縮徑及夾泥。

4.噴射混凝土施工。

在土方開挖至-2.65 m時(shí)進(jìn)行1∶1放坡施工，坡面掛Ф1.0@25×25電焊網(wǎng)，面噴混凝土，強(qiáng)度C20，厚50毫米，垂直于坡面插1米長Ф12鋼筋，間距為1.5米。按照“放線→制作控制三角板，據(jù)此控制土方開挖→人工修坡→沿坡面人工打入固定電焊網(wǎng)片Ф12鋼筋→噴第一層混凝土→編掛電焊網(wǎng)→噴射混凝土拌制→噴射混凝土及放坡段面層保護(hù)”流程施工，與土方開挖配合密切，分層分段進(jìn)行，土方分層開挖后及時(shí)采用人工修坡。

5.冠梁、腰梁施工。

基坑開挖土方至-2.65 m時(shí)進(jìn)行一道冠梁施工，冠梁設(shè)置在鉆孔灌注樁樁頂，截面1000 mm×600 mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，內(nèi)配縱向鋼筋8Φ22+7Φ12，箍筋Ф8@200；開挖土方至-6.65米時(shí)進(jìn)行一道腰梁施工，截面1000毫米×600毫米，混凝土強(qiáng) 度 等 級(jí) C25，內(nèi) 配 縱 向 鋼 筋 8Φ16，箍 筋Ф10@200。按照“基礎(chǔ)清理→綁扎鋼筋→設(shè)錨頭預(yù)埋件、立模板→澆筑混凝土→養(yǎng)護(hù)→拆模”流程施工，在土中打入鋼筋固定模板，按設(shè)計(jì)角度預(yù)留好錨索孔洞，鋼筋制作安裝和混凝土施工嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行。

6.預(yù)應(yīng)力錨索施工。

冠梁、腰梁施工完成后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨索施工，設(shè)有2排預(yù)應(yīng)力錨索，水平角30度。按照“測量放線→鉆機(jī)就位校準(zhǔn)角度→開鉆成孔（護(hù)壁泥漿配制）→錨索預(yù)制→錨桿安放→清漿洗孔→漿液配制→注漿→錨具安裝→張拉鎖定”流程施工，采用專業(yè)錨桿鉆孔機(jī)、壓力注漿機(jī)和張拉機(jī)等設(shè)備，錨索桿體直接下入孔中，然后連接注漿機(jī)壓漿管注漿，注漿采用兩次注漿工藝，待錨索頭部冠梁、腰梁施工約4天后（預(yù)應(yīng)力錨索注漿后間隔時(shí)間為4天～7天）進(jìn)行張拉鎖定。（二）土方開挖施工技術(shù)應(yīng)用

深基坑土方開挖應(yīng)分塊分層對(duì)稱進(jìn)行，開挖時(shí)應(yīng)避免亂挖造成支護(hù)系統(tǒng)的受力不均勻，并加強(qiáng)基坑監(jiān)測和排水降水措施。該工程基坑開挖土方量約15萬m3，實(shí)行分層分段流水作業(yè)施工，第一次挖至-2.65 m，進(jìn)行冠梁施工及第一道錨索張拉鎖定，并按設(shè)計(jì)要求修整邊坡，掛鋼筋網(wǎng)噴護(hù)坡混凝土；第二次挖至-4.7米；第三次挖至-6.65 m，進(jìn)行腰梁施工及第二道錨索張拉鎖定，在該層面進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管樁施工；第四次在管樁施工完成后挖至-10.35 m～-13.95 m的底板高度，留下約100 mm土層進(jìn)行人工挖土修整。

1.土方開挖施工。

土方開挖投入普通挖掘機(jī)4部，長臂挖掘機(jī)4部，伸縮臂挖掘機(jī)2部，小型挖掘機(jī)2部，配備施工人員25人，高峰期土方挖運(yùn)量達(dá)到1000立方米/天。根據(jù)基坑底板分隔縫，分6段開挖，4部挖掘機(jī)分兩班同時(shí)作業(yè)。由于場區(qū)較為寬闊，開挖時(shí)在基坑的西面修建臨時(shí)車道供汽車運(yùn)土和樁機(jī)管樁運(yùn)下基坑，車道的坡道約為10度，運(yùn)土和運(yùn)送樁機(jī)管樁的車輛統(tǒng)一從該坡道進(jìn)出。

2.安全防護(hù)措施。

基坑土方開挖后，冠梁周邊立即進(jìn)行護(hù)欄維護(hù)，護(hù)欄采用鋼管形式，立柱間距1.8 m、高度1.2 m，兩度橫桿，欄桿外圍做300 mm×300 mm排水溝，溝外的施工地面做硬底化處理?；娱_挖按規(guī)定要求進(jìn)行，嚴(yán)禁機(jī)械碰撞基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)部分。

3.排水降水措施。

為了便于施工及有利于基坑邊坡穩(wěn)定，土方開挖前先做好定位放線工作，及時(shí)配合基坑圍護(hù)單位做好排水系統(tǒng)的布設(shè)。在施工區(qū)域內(nèi)投入12臺(tái)水泵作為排水設(shè)施，土方開挖過程中在坡腳開挖臨時(shí)排水溝，土方開挖完成后沿基坑底周邊設(shè)置磚砌排水溝，場地向排水溝方向做成0.002的坡度。臨基坑圍護(hù)線放坡，沿基坑邊500 mm寬工作面周邊設(shè)置通長300 mm×300 mm磚砌截水溝，攔截進(jìn)入基坑的污水及雨水，溝側(cè)砌120 mm厚磚，溝內(nèi)側(cè)采用M10砂漿抹面20 mm厚，溝底搗C10混凝土100 mm厚墊層。為避免打樁引起的超孔隙水壓力和擠土效應(yīng)，采取降水井降低水壓，確保管樁施工質(zhì)量。每隔50 m或陰轉(zhuǎn)角處做1000 mm×1000 mm×1000 mm集水井，通過水泵抽排至坑頂排水溝，再經(jīng)沉淀池沉淀后排入市政管網(wǎng)。

4.工程樁保護(hù)措施。

在工程樁完成施工后還將開挖土方約3.8 m，為了避免工程樁的斷裂及斜倒，樁間土采用人工開挖，小型挖機(jī)歸堆，大型挖機(jī)裝土，樁四周土均勻卸荷，避免對(duì)樁形成側(cè)壓力，在開挖過程中成約1∶2.5坡度，樁兩側(cè)土的高差不超過0.5 m，工程樁露出1米左右立即對(duì)其截樁，防止樁被撞斷。

5.基坑實(shí)時(shí)監(jiān)測分析。

基坑監(jiān)測是深基坑施工過程中一個(gè)重要的安全保障措施，在基坑施工期間，應(yīng)設(shè)立合理有效的監(jiān)測系統(tǒng)，并嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行觀測。該工程除了要求施工單位和監(jiān)理單位進(jìn)行初步監(jiān)測外，業(yè)主還另行委托了專業(yè)監(jiān)測公司進(jìn)行基坑監(jiān)測。專業(yè)公司在基坑施工過程中進(jìn)行了地下水位、支護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)斜和頂部水平位移、基坑四周地面沉降、預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力、周邊市政道路及地下管線等全過程全方位監(jiān)測，密集布置監(jiān)測點(diǎn)，每天觀測，及時(shí)了解基坑的位移、沉降等變化情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)基坑位移、沉降量過大或變化速度過快等異?，F(xiàn)象。監(jiān)測公司每周出具監(jiān)測報(bào)告，通過對(duì)觀測數(shù)據(jù)的分析研究，及時(shí)與設(shè)計(jì)等有關(guān)單位進(jìn)行研究，并采取快速有效的加固處理措施，做到精細(xì)化設(shè)計(jì)與施工，確?；邮┕ぐ踩?/p>

三、結(jié)束語

總之，深基坑的開挖與支護(hù)結(jié)構(gòu)施工是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及面較廣，在城市空間發(fā)展中的應(yīng)用將越來越頻繁，同時(shí)，也將面臨更多更新的挑戰(zhàn)，深基坑各種技術(shù)和管理方法將快速發(fā)展，并得到全面而深入的應(yīng)用和推廣。