建筑工程中的深基坑支護技術的探討

文/劉洋 中冶置業(yè)華南公司 廣東珠海 519000

高層及超高層建筑拔地而起，深基坑工程項目也越來越多，而深基坑支護技術由于具有受周邊環(huán)境的影響較大、風險性與隨機性等特點，施工難度極大，以下本文就以某工程為例，分析深基坑支護中采用三軸攪拌樁止水帷幕+旋挖灌注支護樁的施工技術。

1、三軸攪拌樁施工

1.1 施工前的準備

施工前應根據(jù)圖紙設計要求，對場地進行清理整平，然后進行放樣，測量放樣包括兩個內(nèi)容：一是根據(jù)設計資料放出打設寬度；二是根據(jù)設計畫出布樁平面圖，標明排列編號，放出具體樁位，施工前必須經(jīng)過監(jiān)理復核。

1.2 開挖溝槽

根據(jù)三軸攪拌樁樁位中心線用PC200挖機開挖槽溝，溝槽尺寸為寬1.2m，深1～1.2m,并清除地下障礙物。開挖導向溝槽余土應及時處理，以保證樁機水平行走。

1.3 樁機就位

由現(xiàn)場施工員、樁機班長統(tǒng)一指揮樁機就位，樁機下鋪設鋼板及路基板，移動前看清前、后、左、右各位置的情況，發(fā)現(xiàn)有障礙物應及時清除，移動結束后檢查定位情況，及時糾正，樁位偏差不大于50mm。樁機應平穩(wěn)、平正，并用經(jīng)緯儀或線錘進行觀測，確保鉆機的垂直度，攪拌樁垂直度精度不低于1/200。

1.4 制備水泥漿液及漿液注入

水泥漿液的水灰比為0.45～0.55（建議為1.5～2.0），水泥摻量不小于15%，即每立方米被攪拌土體中水泥摻入量至少為140Kg。

注漿時通過2臺注漿泵2條管路同Y型接頭在H口進行混合，注漿壓力為1.5Mpa～2.5Mpa，注漿流量為80～120L/min/每臺。

1.5 鉆進攪拌提升

三軸水泥攪拌樁止水帷幕采用兩攪兩噴的施工工藝，水泥和原狀土須均勻攪拌，下沉和提升過程中均為注漿攪拌，同時嚴格控制下沉和提升速度：下沉速度為1.0m/min,提升速度為0.6～1.0m/min，在樁底部分宜重復攪拌注漿。

另外，按照三軸攪拌樁的施工工藝，三軸攪拌機在下鉆時，注漿的水泥用量占總數(shù)的70%～80%，而提升時為20%～30%。按照技術交底要求均勻、連續(xù)注入拌制好的水泥漿液，鉆桿提升完畢時，設計水泥漿液全部注完。

1.6 施工質(zhì)量保證措施

施工場地應平整，路基承載力應滿足重型攪拌樁機平移、行走穩(wěn)定的要求，確保攪拌樁垂直度達到設計要求。

嚴格控制攪拌樁攪拌下沉速度和攪拌提升速度，并保持勻速下沉（提升），攪拌提升時不應使孔內(nèi)產(chǎn)生負壓造成基坑圍護地基沉降，在樁機鉆桿身上做好明顯標志，嚴格控制隔水帷幕樁頂和樁底標高。

施工過程中隨時檢查施工記錄，并對照規(guī)定的施工工藝對每組樁和檢驗批進行質(zhì)量評定，檢查重點是：水泥用量、樁長、制樁過程中有否斷樁現(xiàn)象、攪拌提升時間。

2、旋挖灌注樁施工

2.1 旋挖灌注樁施工工藝流程

施工準備→測量定位→埋設護筒樁→配制泥漿→安裝鉆機→鉆進→終孔→清孔→鋼筋籠制作與安裝→安裝導管→二次清孔→灌注水下混凝土。

2.2 施工要求

鉆孔場地應清除雜物、換除軟土、平整壓實，場地位于淺水、陡坡、淤泥中時，可采用筑搗、或用枕木或型鋼等搭設工作平臺，當位于深水時，可插打臨時樁搭設固定工作平臺，在鉆孔平臺上拼裝鋼護筒導向架，采用起吊設備插打水中墩鋼護筒。工作平臺必須堅固穩(wěn)定，能承受施工作業(yè)時所有靜、活荷載，同時還應考慮施工設備能安全進、出場。

2.3 測量放樣

根據(jù)工程測量控制軸線點，準確測量出樁的軸線和樣線并及時設置可靠牢固的施工控制樁點。

認真進行場地范圍內(nèi)和周邊的地下管線調(diào)查工作，并在施工現(xiàn)場對地下管線進行醒目的標識。開挖范圍內(nèi)的管線作好相應的保護措施。

認真編制施工技術交底和安全技術交底,并向全體施工人員進行施工技術交底和安全技術交底。

2.4 埋設鋼護筒

鋼護筒采用厚度為4—12mm的A3鋼板卷制，內(nèi)徑應比樁徑應大于20cm。

護筒埋置深度符合下列規(guī)定：粘性土不小于1m，沙類土不小于2m。當表層土松軟時將護筒埋置到較堅硬密實的土層中至少0.5m。護筒頂面中心與設計樁位偏差不大于5cm，傾斜度不大于1%。

旋挖施工時，孔口護筒應高出地面50cm，隨著孔深的增加向孔內(nèi)及時、連續(xù)的補漿，維持護筒內(nèi)應有的水頭，防止孔壁坍塌。

2.5 泥漿配置

（1）旋挖鉆機的護壁泥漿采用膨潤土造漿，護壁泥漿可經(jīng)泥漿凈化裝置（沉淀池）凈化后重復利用；

（2）泥漿材料的選定及配合比：7～10%膨潤土；0.5～1%工業(yè)用堿；0.1%羥甲基纖維素（CMC）；拌和用水為自來水；

2.6 鉆孔

旋挖樁機停位回轉(zhuǎn)中心距孔位在3-4.5m之間，在允許的情況下，變幅油缸盡可能將桅桿縮回，這樣可以減小鉆機自重和提升下降脈動壓力對孔的影響，檢查在回轉(zhuǎn)半徑是否有障礙物影響回轉(zhuǎn)。

旋挖樁機成孔首先動力頭轉(zhuǎn)動底門鑲嵌斗齒的筒式鉆斗切削巖土，并將原狀巖土裝入斗內(nèi)，然后在由鉆機卷揚機和伸縮鉆桿將鉆斗提出孔外卸土，這樣循環(huán)往復，不斷地取出卸土，直至鉆至設計深度，對粘結性好的巖土層，可采用干式或清水鉆進工藝，無需泥漿護壁。而對于松散易塌地層，或有地下水分布，孔壁不穩(wěn)定，必須采用靜態(tài)泥漿護壁鉆進工藝，向孔內(nèi)投入護壁泥漿或穩(wěn)定液進行護壁。

成孔前必須檢查鉆頭保徑裝置，鉆頭直徑，鉆頭磨損情況，施工過程對鉆頭磨損超標的及時更換。

成孔中按試樁施工確定的參數(shù)進行施工，設專職記錄員記錄成孔過程的各種參數(shù)，如鉆進深度，地質(zhì)特征，機械設備損壞，障礙物等情況。記錄必須認真，及時，準確，清晰。

旋挖鉆機配備電子控制系統(tǒng)顯示并調(diào)整鉆進時的垂直度，通過電子控制和人工觀察兩個方面來保證鉆桿的垂直度，從而保證了成孔的垂直度。

鉆孔過程中根據(jù)地質(zhì)情況控制進尺速度；由硬地層鉆到軟地層時，可適當加快鉆進速度；當軟地層變?yōu)橛驳貙訒r，要減速慢進；在易縮徑的地層中，應適當增加鉆孔次數(shù)，防止縮徑；對硬塑層采用快轉(zhuǎn)速鉆進，以提高鉆進效率；砂層采用慢轉(zhuǎn)速慢鉆進并適當增加泥漿比重和粘度。

旋挖鉆機在鉆進時，根據(jù)地層選用鉆斗的同時，還要注意在鉆進時進尺的控制，在使用旋挖斗時依據(jù)斗體的容量，一般在斗體三分之二為合適，鉆斗倒土堆放點距樁孔口需大于6.0m。進尺深度根據(jù)樁直徑而定，也要根據(jù)地層的密度控制進尺深度。進尺過多，導致卸土困難，還會導致埋鉆卡鉆的事故發(fā)生，過少會延誤施工進度與設備，能源的消耗，成本提高，降低了效益。

2.7 終孔

按設計要求控制樁長，采用旋挖樁機數(shù)字鉆進深度控制和測線雙層控制，在樁機數(shù)字顯示達到樁底標高50cm以上時，采用測線進行測量，確認需再鉆孔深度，再鉆進取土達到設計樁底標高，再采用測線復測，保證不少挖，不超挖。終孔時應由監(jiān)理工程師確認。

孔深偏差應控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)，規(guī)范規(guī)定孔深的允許偏差為-0～+30mm。

2.8 清孔

當挖斗抵達設計標高，鉆機應停止進尺，原地保持鉆機慢檔旋轉(zhuǎn)，不斷攪碎樁尖處的土塊。、

清孔標準符合設計及規(guī)范要求，即：孔內(nèi)排出或抽出的泥漿手摸無2～3mm顆粒，泥漿比重不大于1.1，含沙率小于2%，粘度17～20s；澆筑水下混凝土前孔底沉渣厚度；柱樁孔底沉渣厚度應不大于5cm。嚴禁采用加深鉆孔深度方法代替清孔。

在清孔排渣時注意保持孔內(nèi)水頭，防止坍孔、縮頸。

2.9 鋼筋籠及鋼構柱制作、安裝

鋼筋籠在施工現(xiàn)場按照規(guī)定要求制作完成。鋼筋籠安裝對準樁孔中心放入孔內(nèi)。為了保證鋼筋籠的垂直度和籠頂標高，樁鋼筋籠頂部加焊兩根Ф10的懸吊筋，鋼筋籠在孔口按樁位中心定位及標高控制，使其懸吊在孔內(nèi)。

安放鋼筋籠時應防止碰撞孔壁。如下放受阻，應查明原因，不得強行下插。一般采用正反旋轉(zhuǎn)，緩慢逐步下入。安裝完畢后，經(jīng)有關人員對鋼筋籠的位置、垂直度等進行檢查驗收，合格后才能下導管灌注混凝土。

2.10 混凝土灌注

灌注混凝土前檢測孔底沉渣厚度及泥漿指標，直至達到設計和規(guī)范要求再拆除封頭，接上混凝土初灌漏斗，檢測孔底沉渣厚度，符合規(guī)范要求后，并開始灌注混凝土。

計算和控制首批封底混凝土數(shù)量，下落時有一定的沖擊能量，能把泥漿從導管中排出，并能把導管下口埋入混凝土1m～3m深，當樁身較長時，導管埋入混凝土中的深度可適當放大。足夠的沖擊能量能夠把樁底沉渣盡可能地沖開，是控制樁底沉渣，減少工后沉降的重要環(huán)節(jié)。

在灌注過程中，導管的埋置深度應控制在2～6m。同時應經(jīng)常測探孔內(nèi)混凝土面的位置，及時調(diào)整導管埋深。

混凝土灌注過程中應嚴格控制水灰比、灌注數(shù)量，以防止導管進水。

灌注開始后，應緊湊連續(xù)地進行，中途不得停歇。在灌注過程中，應防止混凝土拌合物從漏斗頂溢出或從漏斗外掉入孔底，使泥漿內(nèi)含有水泥而變稠凝結，致使探測不準確。灌注過程中，應注意觀察管內(nèi)混凝土下降和孔內(nèi)水位升降情況，及時測量孔內(nèi)混凝土面高度，正確指導導管的提升和拆除。

導管提升時應保持軸線豎直和位置居中，逐步提升。如導管法蘭掛鋼筋骨架，可轉(zhuǎn)動導管，使其脫開鋼筋骨架后，再移到鉆孔中心。

在灌注過程中，當導管內(nèi)混凝土不滿，含有空氣時，后續(xù)混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和導管，以免在導管內(nèi)形成高壓氣囊，擠出管節(jié)間的橡皮墊，而使導管漏水。

結語：

現(xiàn)在深基坑工程項目越來越多，基坑開挖深度也越來越深。由于基坑周邊地面建筑和地下設施密集，且地質(zhì)條件復雜多變，深基坑支護的難度也越來越大。近年來，我國基坑工程的設計理論有了很大發(fā)展，建立了許多新的計算理論和方法。但在工程具體應用中要堅持理論與實踐相結合的原則，結合工程實際選用合理的支護方法。

[1]劉孝龍，張可法.淺談建筑工程施工技術的常見問題分析[J].科技致富向?qū)В?013.

[2]王雋.建筑工程中深基坑中支護施工技術分析[J]安裝，2013.