建筑工程中的深基坑支護(hù)技術(shù)的探討

劉洋

【摘要】隨著城市居民對(duì)于住房、公共設(shè)施的需求量不斷增大，建筑高層已經(jīng)成為了一種不可避免的趨勢，建筑高層地下空間也是一個(gè)主要研究方向。為了保障建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，深基坑支護(hù)技術(shù)是最為常見的施工技術(shù)，重視對(duì)其技術(shù)要點(diǎn)的把握，對(duì)于保障建筑物以及其周邊環(huán)境的安全有著極大的意義。

【關(guān)鍵詞】深基坑支護(hù)；三軸攪拌樁施工；旋挖灌注樁施工

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

1、三軸攪拌樁施工

1.1施工前的準(zhǔn)備

施工前應(yīng)根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，對(duì)場地進(jìn)行清理整平，然后進(jìn)行放樣，測量放樣包括兩個(gè)內(nèi)容：一是根據(jù)設(shè)計(jì)資料放出打設(shè)寬度；二是根據(jù)設(shè)計(jì)畫出布樁平面圖，標(biāo)明排列編號(hào)，放出具體樁位，施工前必須經(jīng)過監(jiān)理復(fù)核。

1.2開挖溝槽

根據(jù)三軸攪拌樁樁位中心線用PC200挖機(jī)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(dǎo)向溝槽余土應(yīng)及時(shí)處理，以保證樁機(jī)水平行走。

1.3樁機(jī)就位

由現(xiàn)場施工員、樁機(jī)班長統(tǒng)一指揮樁機(jī)就位，樁機(jī)下鋪設(shè)鋼板及路基板，移動(dòng)前看清前、后、左、右各位置的情況，發(fā)現(xiàn)有障礙物應(yīng)及時(shí)清除，移動(dòng)結(jié)束后檢查定位情況，及時(shí)糾正，樁位偏差不大于50mm。樁機(jī)應(yīng)平穩(wěn)、平正，并用經(jīng)緯儀或線錘進(jìn)行觀測，確保鉆機(jī)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(shí)通過2臺(tái)注漿泵2條管路同Y型接頭在H口進(jìn)行混合，注漿壓力為1.5Mpa～2.5Mpa，注漿流量為80～120L/min/每臺(tái)。

1.5鉆進(jìn)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(shí)嚴(yán)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(fù)攪拌注漿。

另外，按照三軸攪拌樁的施工工藝，三軸攪拌機(jī)在下鉆時(shí)，注漿的水泥用量占總數(shù)的70%～80%，而提升時(shí)為20%～30%。按照技術(shù)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(shí)，設(shè)計(jì)水泥漿液全部注完。

1.6施工質(zhì)量保證措施

施工場地應(yīng)平整，路基承載力應(yīng)滿足重型攪拌樁機(jī)平移、行走穩(wěn)定的要求，確保攪拌樁垂直度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

嚴(yán)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(shí)不應(yīng)使孔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓造成基坑圍護(hù)地基沉降，在樁機(jī)鉆桿身上做好明顯標(biāo)志，嚴(yán)格控制隔水帷幕樁頂和樁底標(biāo)高。

施工過程中隨時(shí)檢查施工記錄，并對(duì)照規(guī)定的施工工藝對(duì)每組樁和檢驗(yàn)批進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定，檢查重點(diǎn)是：水泥用量、樁長、制樁過程中有否斷樁現(xiàn)象、攪拌提升時(shí)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(zhǔn)備→測量定位→埋設(shè)護(hù)筒樁→配制泥漿→安裝鉆機(jī)→鉆進(jìn)→終孔→清孔→鋼筋籠制作與安裝→安裝導(dǎo)管→二次清孔→灌注水下混凝土。

2.2施工要求

鉆孔場地應(yīng)清除雜物、換除軟土、平整壓實(shí)，場地位于淺水、陡坡、淤泥中時(shí)，可采用筑搗、或用枕木或型鋼等搭設(shè)工作平臺(tái)，當(dāng)位于深水時(shí)，可插打臨時(shí)樁搭設(shè)固定工作平臺(tái)，在鉆孔平臺(tái)上拼裝鋼護(hù)筒導(dǎo)向架，采用起吊設(shè)備插打水中墩鋼護(hù)筒。工作平臺(tái)必須堅(jiān)固穩(wěn)定，能承受施工作業(yè)時(shí)所有靜、活荷載，同時(shí)還應(yīng)考慮施工設(shè)備能安全進(jìn)、出場。

2.3測量放樣

根據(jù)工程測量控制軸線點(diǎn)，準(zhǔn)確測量出樁的軸線和樣線并及時(shí)設(shè)置可靠牢固的施工控制樁點(diǎn)。

認(rèn)真進(jìn)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(duì)地下管線進(jìn)行醒目的標(biāo)識(shí)。開挖范圍內(nèi)的管線作好相應(yīng)的保護(hù)措施。

認(rèn)真編制施工技術(shù)交底和安全技術(shù)交底，并向全體施工人員進(jìn)行施工技術(shù)交底和安全技術(shù)交底。

2.4埋設(shè)鋼護(hù)筒

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

護(hù)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(dāng)表層土松軟時(shí)將護(hù)筒埋置到較堅(jiān)硬密實(shí)的土層中至少0.5m。護(hù)筒頂面中心與設(shè)計(jì)樁位偏差不大于5cm，傾斜度不大于1%。

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

2.5泥漿配置

（1）旋挖鉆機(jī)的護(hù)壁泥漿采用膨潤土造漿，護(hù)壁泥漿可經(jīng)泥漿凈化裝置（沉淀池）凈化后重復(fù)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(jī)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(jī)自重和提升下降脈動(dòng)壓力對(duì)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(jī)成孔首先動(dòng)力頭轉(zhuǎn)動(dòng)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(jī)卷揚(yáng)機(jī)和伸縮鉆桿將鉆斗提出孔外卸土，這樣循環(huán)往復(fù)，不斷地取出卸土，直至鉆至設(shè)計(jì)深度，對(duì)粘結(jié)性好的巖土層，可采用干式或清水鉆進(jìn)工藝，無需泥漿護(hù)壁。而對(duì)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(hù)壁鉆進(jìn)工藝，向孔內(nèi)投入護(hù)壁泥漿或穩(wěn)定液進(jìn)行護(hù)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(duì)鉆頭磨損超標(biāo)的及時(shí)更換。

成孔中按試樁施工確定的參數(shù)進(jìn)行施工，設(shè)專職記錄員記錄成孔過程的各種參數(shù)，如鉆進(jìn)深度，地質(zhì)特征，機(jī)械設(shè)備損壞，障礙物等情況。記錄必須認(rèn)真，及時(shí)，準(zhǔn)確，清晰。

旋挖鉆機(jī)配備電子控制系統(tǒng)顯示并調(diào)整鉆進(jìn)時(shí)的垂直度，通過電子控制和人工觀察兩個(gè)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(jìn)尺速度；由硬地層鉆到軟地層時(shí)，可適當(dāng)加快鉆進(jìn)速度；當(dāng)軟地層變?yōu)橛驳貙訒r(shí)，要減速慢進(jìn)；在易縮徑的地層中，應(yīng)適當(dāng)增加鉆孔次數(shù)，防止縮徑；對(duì)硬塑層采用快轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)，以提高鉆進(jìn)效率；砂層采用慢轉(zhuǎn)速慢鉆進(jìn)并適當(dāng)增加泥漿比重和粘度。

旋挖鉆機(jī)在鉆進(jìn)時(shí)，根據(jù)地層選用鉆斗的同時(shí)，還要注意在鉆進(jìn)時(shí)進(jìn)尺的控制，在使用旋挖斗時(shí)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(diǎn)距樁孔口需大于6.0m。進(jìn)尺深度根據(jù)樁直徑而定，也要根據(jù)地層的密度控制進(jìn)尺深度。進(jìn)尺過多，導(dǎo)致卸土困難，還會(huì)導(dǎo)致埋鉆卡鉆的事故發(fā)生，過少會(huì)延誤施工進(jìn)度與設(shè)備，能源的消耗，成本提高，降低了效益。

2.7終孔

按設(shè)計(jì)要求控制樁長，采用旋挖樁機(jī)數(shù)字鉆進(jìn)深度控制和測線雙層控制，在樁機(jī)數(shù)字顯示達(dá)到樁底標(biāo)高50cm以上時(shí)，采用測線進(jìn)行測量，確認(rèn)需再鉆孔深度，再鉆進(jìn)取土達(dá)到設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高，再采用測線復(fù)測，保證不少挖，不超挖。終孔時(shí)應(yīng)由監(jiān)理工程師確認(rèn)。

孔深偏差應(yīng)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(dāng)挖斗抵達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高，鉆機(jī)應(yīng)停止進(jìn)尺，原地保持鉆機(jī)慢檔旋轉(zhuǎn)，不斷攪碎樁尖處的土塊。、

清孔標(biāo)準(zhǔn)符合設(shè)計(jì)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(yīng)不大于5cm。嚴(yán)禁采用加深鉆孔深度方法代替清孔。

在清孔排渣時(shí)注意保持孔內(nèi)水頭，防止坍孔、縮頸。

2.9鋼筋籠及鋼構(gòu)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(duì)準(zhǔn)樁孔中心放入孔內(nèi)。為了保證鋼筋籠的垂直度和籠頂標(biāo)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(biāo)高控制，使其懸吊在孔內(nèi)。

安放鋼筋籠時(shí)應(yīng)防止碰撞孔壁。如下放受阻，應(yīng)查明原因，不得強(qiáng)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(guān)人員對(duì)鋼筋籠的位置、垂直度等進(jìn)行檢查驗(yàn)收，合格后才能下導(dǎo)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(biāo)，直至達(dá)到設(shè)計(jì)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(jì)算和控制首批封底混凝土數(shù)量，下落時(shí)有一定的沖擊能量，能把泥漿從導(dǎo)管中排出，并能把導(dǎo)管下口埋入混凝土1m～3m深，當(dāng)樁身較長時(shí)，導(dǎo)管埋入混凝土中的深度可適當(dāng)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(dǎo)管的埋置深度應(yīng)控制在2～6m。同時(shí)應(yīng)經(jīng)常測探孔內(nèi)混凝土面的位置，及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管埋深。

混凝土灌注過程中應(yīng)嚴(yán)格控制水灰比、灌注數(shù)量，以防止導(dǎo)管進(jìn)水。

灌注開始后，應(yīng)緊湊連續(xù)地進(jìn)行，中途不得停歇。在灌注過程中，應(yīng)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(jié)，致使探測不準(zhǔn)確。灌注過程中，應(yīng)注意觀察管內(nèi)混凝土下降和孔內(nèi)水位升降情況，及時(shí)測量孔內(nèi)混凝土面高度，正確指導(dǎo)導(dǎo)管的提升和拆除。

導(dǎo)管提升時(shí)應(yīng)保持軸線豎直和位置居中，逐步提升。如導(dǎo)管法蘭掛鋼筋骨架，可轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管，使其脫開鋼筋骨架后，再移到鉆孔中心。

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

結(jié)語：

現(xiàn)在深基坑工程項(xiàng)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(shè)施密集，且地質(zhì)條件復(fù)雜多變，深基坑支護(hù)的難度也越來越大。近年來，我國基坑工程的設(shè)計(jì)理論有了很大發(fā)展，建立了許多新的計(jì)算理論和方法。但在工程具體應(yīng)用中要堅(jiān)持理論與實(shí)踐相結(jié)合的原則，結(jié)合工程實(shí)際選用合理的支護(hù)方法。

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