淺論建筑基礎(chǔ)基坑施工工藝

包錚

摘要：隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的高速發(fā)展，深基坑隨處可見，基坑工程呈現(xiàn)出窄（場地狹窄）、近（工程距離近）、深（越來越深）、大（規(guī)模和尺寸大）等特點(diǎn)。如何保證深基坑施工的安全，同時(shí)又能降低造價(jià)，是值得加以探討的課題。文章通過工程實(shí)例，介紹了建筑工程深基坑技術(shù)的施工工藝及應(yīng)用，解決了大多數(shù)因工程場地狹小，圍邊環(huán)境復(fù)雜、基坑深的難題，以達(dá)到加快工程進(jìn)度，縮短工期，并節(jié)約成本，符合當(dāng)今節(jié)約能源與提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。文章依據(jù)某商業(yè)大廈基坑施工技術(shù)案例及地質(zhì)勘察等施工條件，合理選取排柱、土釘、樁基、噴射混凝土支護(hù)等施工措施。

關(guān)鍵詞：商務(wù)大廈；基坑施工；開挖與支護(hù)技術(shù)

1.工程概況

某商業(yè)大廈工程項(xiàng)目其中地上建筑面積21033m²，地下建筑面積1700m²。采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑高度92m，最大跨度8.8m。據(jù)調(diào)查，該建筑物以基巖為持力層，基礎(chǔ)形式為條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深約4m?；颖眰?cè)四沖街車行道沿線分布有管線溝，埋深約為1.6m。

2.巖土工程地質(zhì)條件

根據(jù)勘察單位提供的巖土工程勘察報(bào)告，有關(guān)場地的巖土工程地質(zhì)條件與水文地質(zhì)條件如下。根據(jù)其成因、物質(zhì)組成、物理力學(xué)性質(zhì)及工程特性不同，自上而下可劃分為2個(gè)巖土層：第1層雜填土；第2層灰?guī)r（s）（未揭穿）：（1）雜填土為黃褐色、灰色、雜色，主要為雜填土。稍濕或濕，稍密，成分較復(fù)雜，以碎石、磚塊、混凝土塊和粘性土為主。局部存在混凝土和磚墻老基礎(chǔ)，硬質(zhì)填料個(gè)別塊徑較大，一般為20～100mm，最大約500mm。硬質(zhì)骨料含量約占30%以上，分布不均勻?；靥顣r(shí)間超過十年，屬無序回填。本層厚1.20～7.10m，壓縮性較高，強(qiáng)度較低，均勻性較差，局部場地經(jīng)開挖后將缺失；（2）中風(fēng)化灰?guī)r（s）為寒武系灰?guī)r，巖體薄層狀（局部中厚層狀），巖體破碎。根據(jù)區(qū)域資料，基巖產(chǎn)狀傾向南東，傾角25～35°。在本次鉆探過程中，未發(fā)現(xiàn)大型巖溶，未出現(xiàn)掉鉆現(xiàn)象，但巖體裂隙發(fā)育。本次鉆探揭示，強(qiáng)風(fēng)化厚度很小，未單獨(dú)劃出，基坑大部分開挖深度較大，本基坑周邊開挖深度在7.95-8.82m之間。基坑開挖面積及方量較大，基坑開挖深度范圍內(nèi)周邊巖土層主要為雜填土及灰?guī)r。

3.基坑支護(hù)方案

根據(jù)周邊條件、地層和目前現(xiàn)場情況，應(yīng)根據(jù)不同地段采用不同的支護(hù)結(jié)構(gòu)型式：

3.1排樁支護(hù)

（1）EF段采用排樁、樁頂部設(shè)置冠梁支護(hù)。支護(hù)樁采用人工挖孔樁。樁徑為1000mm，中心間距為1600mm，樁長為12.0m，嵌固深度4.2m。本基坑基礎(chǔ)工程施工重點(diǎn)是支護(hù)樁，每1.6m-根支護(hù)樁共計(jì)17根。采用間斷開挖第一次挖1、3、5、7、9、11、13、15、17共9根，澆筑樁芯砼后再挖另外8根。人工挖孔灌注樁不擴(kuò)底，鋼筋砼護(hù)壁。設(shè)計(jì)樁身長度均要求12m左右，墩徑有1.0m、墩身及護(hù)壁砼強(qiáng)度等級設(shè)計(jì)為C30，基礎(chǔ)冠梁為C30。計(jì)劃墩基施2123-期15天；（2）冠梁和圍檁：為了增加支護(hù)樁的整體剛度，支護(hù)樁頂設(shè)置鋼筋混凝土冠梁。冠梁截面為1200×800mm，采用C30砼，HPB235級和HRB335級鋼筋，支護(hù)樁深入到冠梁內(nèi)100mm，主筋進(jìn)入梁內(nèi)750mm。

3.2放坡+土釘支護(hù)

根據(jù)設(shè)計(jì)文件，AB及AF段土層按1：0.5放坡，BC及CD段按1：0.6放坡。

（a）土釘參數(shù)與布置：（1）土釘采用qb48×3.5鋼（花）管，均按梅花狀布設(shè)。水平間距及垂直間距1.0m，長2-6.0m。鋼花管土釘除端頭1m外，其余段采用φ5注漿鉆孔；（b）噴射砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級為C20，厚度100mm。噴射混凝土面分兩次進(jìn)行，第一次先噴50mm，待混凝土具有一定強(qiáng)度后進(jìn)行掛網(wǎng)，電焊掛接鋼筋。第二次噴至設(shè)計(jì)厚度然后將表面抹平，噴射混凝土宜采用硬質(zhì)潔凈的河砂或機(jī)制砂。使用前應(yīng)過篩，不宜使用細(xì)砂。噴射砼面預(yù)留φ50PVC花管泄水孔，其長度為500mm，呈梅花狀布置，間距2×2m。遇巖土破壞地段則適當(dāng)加密，以確保坡面排水效果。土釘支護(hù)邊坡設(shè)置鋼筋網(wǎng)，規(guī)格為qb6@200×200，加強(qiáng)筋為φl6，并與土釘頭焊接。

（2）錨桿采用全程注漿，注漿材料為M25的水泥砂漿。水泥采用42.5MPa的普通硅酸鹽水泥，注漿壓力為0.4MPa。

（3）施工中根據(jù)監(jiān)測信息和坡面實(shí)際情況，當(dāng)遇到有地下管線及其它障礙物時(shí)，將信息反饋給設(shè)計(jì)，按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行調(diào)整。

3.3自穩(wěn)放坡、掛網(wǎng)噴漿施工

基巖邊坡采用1：0.2放坡+掛網(wǎng)噴漿護(hù)面。通過計(jì)算表明，放坡后安全系數(shù)能滿足自穩(wěn)放坡技術(shù)要求。自穩(wěn)放坡段噴射混凝土面層設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級為C20，厚度為80mm。噴射分兩次進(jìn)行，第一次先噴40mm，待混凝土具有一定強(qiáng)度后進(jìn)行掛網(wǎng)，電焊掛接鋼筋。第二次噴至設(shè)計(jì)厚度（80mm）然后將表面抹平，噴射混凝土宜采用硬質(zhì)潔凈的河砂或機(jī)制砂。使用前應(yīng)過篩，不宜使用細(xì)砂。掛網(wǎng)時(shí)采用0.5m長φ14插筋固定，插筋縱橫間距均為1.0m。掛網(wǎng)采用16#鍍鋅鐵絲網(wǎng)，網(wǎng)孔尺寸100×100。噴射砼面預(yù)留φ50PVC花管泄水孔，其長度為500mm，呈梅花狀布置，間距2×2m。遇巖土破壞地段則適當(dāng)加密，以確保坡面排水效果。

4.基坑地下水控制

4.1地表水處理

基坑開挖時(shí)大氣降水和施工用水，采用將場地地面硬化的方式防止地表水下滲。對施工用水，根據(jù)現(xiàn)場情況采用有效排水措施，不得讓其流入基坑。流入基坑內(nèi)的水應(yīng)采用排水溝、集水坑的方式抽排。

4.2上層滯水處理

上層滯水的水量空間不均，局部較大。在基坑開挖前期抽排后，可清除大部分無補(bǔ)給的上層滯水。對有補(bǔ)給的上層滯水采用疏排措施，讓其匯集于坑內(nèi)排水溝后集中抽排。對水量較大地段可查明水源，對其實(shí)施堵、排措施。同時(shí)在坡面設(shè)置泄水孔，讓坡體中滲入的水通過泄水孔排出，減小坡體的側(cè)壓力。

5.深基坑開挖

本基坑工程包括支護(hù)樁施工、冠梁施工、土釘施工、土方開挖、石方開挖等。施工順序?yàn)橹ёo(hù)樁及冠梁一基坑分層分段開挖一按設(shè)計(jì)進(jìn)行土釘施工一開挖基坑底四周排水明溝一地下室施工并回填：（1）支護(hù)樁采用人工挖孔灌注樁。由于上部雜填土直接受地表水和大氣降水補(bǔ)給，在施工中應(yīng)及時(shí)根據(jù)來水情況采取有力地降排水措施，及時(shí)疏排填土中的賦存水。挖孔樁施工時(shí)應(yīng)采取有效的護(hù)壁、通風(fēng)、照明、排水等措施，以保證人身安全及施工的順利地行；（2）灌注樁排樁應(yīng)間隔施工且混凝土澆注完畢24小時(shí)后，方可施工相鄰的樁；（3）保證樁長、樁位、樁徑滿足設(shè)計(jì)要求；（4）支護(hù)樁、采用鋼筋混凝土護(hù)壁，護(hù)壁圈必須與土體緊密接觸；（5）灌注樁鋼筋籠的制作、焊接、吊放應(yīng)符合規(guī)范要求。主筋采用雙面焊接，焊縫長度為5d。鋼筋搭結(jié)長度為1.4倍錨固長度。同一截面接頭面積不大于25%，且相鄰接頭錯(cuò)開35d，主筋保護(hù)層厚度不小于50mm；（6）灌注樁樁位允許偏差為100mm，垂直度偏差不大于1%；（7）混凝土在澆灌時(shí)需嚴(yán)格按其施工工藝施工，保證樁身混凝土質(zhì)量。擬采用商品混凝土灌注，混凝土應(yīng)具有和易性和流動(dòng)性，并滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度以及施工工藝要求；（8）灌注樁施工質(zhì)量檢驗(yàn)主要包括鋼筋籠制作及混凝土施工，應(yīng)符合《地基與基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》和《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》4的有關(guān)規(guī)定。支護(hù)灌注樁施工結(jié)束后，再進(jìn)行該工程的基礎(chǔ)土石方施工。

6.基坑開挖技術(shù)要求

（1）根據(jù)施工圖紙，開挖長度底邊41.5m，底邊寬度22.8m，上部開挖控制在48m長30m寬。根據(jù)地勘報(bào)告，土方的范圍較小，厚度約3.0m（約為5-7軸交B-D軸段），其它部位是巖石。

（2）土方開挖應(yīng)充分考慮時(shí)空效應(yīng)，合理利用晴天、分段開挖，應(yīng)與坑邊保護(hù)一定的安全距離。

（3）基坑開挖采用反鏟挖土、自卸車運(yùn)土的方式進(jìn)行。

（4）根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，設(shè)置上下基坑通道。擬計(jì)劃土方開挖運(yùn)輸坡道設(shè)置在基坑?xùn)|側(cè)（地下車庫出入口處），表面用磚渣等進(jìn)行路面硬化。

（5）土方開挖時(shí)，由于機(jī)械動(dòng)力大、動(dòng)載多，應(yīng)防止施工機(jī)械對支護(hù)結(jié)構(gòu)造成破壞。

（6）土方開挖過程中，要邊挖邊防護(hù)，對修整的邊坡噴射混凝土進(jìn)行防護(hù)。

（7）噴射混凝土施工：（a）施工工藝流程如下：清理壁面一插筋施工一披掛鐵絲網(wǎng)一焊加強(qiáng)筋一噴混凝土一混凝土養(yǎng)護(hù)。（b）混凝土表面平整，骨料頒布均勻。自下而上分層噴射，達(dá)到初凝后灑水養(yǎng)護(hù)。（c）噴射砼材料為42.5Mpa普硅水泥、中砂粒徑5-15mm瓜米石，砼強(qiáng)度為C25。（d）噴射作業(yè)應(yīng)分段進(jìn)行，并要在坡面垂直打入短鋼筋作為控制厚度的標(biāo)志。同一段內(nèi)應(yīng)自下而上進(jìn)行噴射，射流應(yīng)垂直噴射面，射距宜為0.8-1.5m范圍之內(nèi)。

7.結(jié)語

通過此深基坑的施工，我們對深基坑施工支撐防護(hù)、開挖注意事項(xiàng)有了一定理解。施工人員需在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，及時(shí)引排地下水，確保結(jié)構(gòu)物施工安全。