多種圍護(hù)形式在同一基坑結(jié)合應(yīng)用施工技術(shù)

隨著社會(huì)的進(jìn)步，近年來(lái)建筑業(yè)也在繁榮發(fā)展，特別是一些大型公用設(shè)施的建設(shè)數(shù)量亦不斷增加。而當(dāng)前的建筑工程多呈現(xiàn)出場(chǎng)地大、單體多、設(shè)備復(fù)雜及工期要求緊等一些共性特點(diǎn)。與此同時(shí)為保障施工質(zhì)量與進(jìn)度這兩項(xiàng)指標(biāo)協(xié)調(diào)共進(jìn)，一些施工的不利因素也就應(yīng)運(yùn)而生。為滿(mǎn)足建設(shè)發(fā)展的需求，對(duì)于施工企業(yè)來(lái)講能及時(shí)解決這些不利因素已是刻不容緩，掌握諸如此類(lèi)攻克不利因素的技術(shù)是新形勢(shì)下市場(chǎng)的需要。

深基坑工程是建筑施工中的重要環(huán)節(jié)，受周邊環(huán)境及地質(zhì)條件和施工技術(shù)、設(shè)備水平的影響較大。因此如何確保在安全可靠地基礎(chǔ)上，根據(jù)不同工程的特點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)、合理地進(jìn)行深基坑工程的施工愈來(lái)愈受到建筑行業(yè)的重視。本文所述為項(xiàng)目在圍護(hù)工程施工中所碰到的一些實(shí)際問(wèn)題。從滿(mǎn)足施工需要的角度出發(fā)，對(duì)一些施工方法進(jìn)行革新及設(shè)計(jì)，提出一些粗淺看法，希望能解決一些問(wèn)題，并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)以供類(lèi)似施工有所參考。

1 工程概況

本項(xiàng)目位于廣州市白云區(qū)，東側(cè)緊地鐵，北側(cè)為地鐵出入口，西側(cè)為一隧道。在基坑北側(cè)和西側(cè)為人行道(其地下有較多的管線）。占地面積為4m2，總建筑面積為29萬(wàn)m2，建筑總高200m，地上46層，地下4層。

裙房為混凝土框架結(jié)構(gòu)，塔樓為核心筒混凝土外框鋼結(jié)構(gòu)，塔樓基礎(chǔ)為樁承臺(tái)+筏板基礎(chǔ)；裙房基礎(chǔ)為抗浮錨桿+筏板基礎(chǔ)。

本工程基坑南北向長(zhǎng)254m，東西向長(zhǎng)約160m，一期基坑挖深-14.9m，實(shí)際開(kāi)挖14.35m，二期挖深-20.3m，實(shí)際挖深19.67m，塔樓最深處為-28.5m。場(chǎng)地自然標(biāo)高為-0.45m（相對(duì)標(biāo)高+0m，相對(duì)絕對(duì)標(biāo)高為+13.95m）。本工程圍護(hù)形式主要采用土方放坡、灌注樁+腰梁預(yù)應(yīng)力錨索、連續(xù)墻+混凝土內(nèi)支撐，局部采用地下連續(xù)墻、微型鋼管樁支護(hù)、鋼管斜撐、型鋼對(duì)撐以及土釘噴錨。

本工程根據(jù)地勘單位提交的報(bào)告，發(fā)現(xiàn)場(chǎng)地地質(zhì)情況較復(fù)雜，各區(qū)域之間土層分布不均勻，錯(cuò)層分部較嚴(yán)重，勘察范圍內(nèi)地下水主要賦存于第四系土中的孔隙型潛水和基巖中的裂隙水。粉砂巖基巖中裂隙發(fā)育部位，透水性一般，富水性有限，灰?guī)r基巖裂隙溶洞水賦存于裂隙和溶蝕、溶洞中，其地下水較為豐富。細(xì)、粗砂層主要分布在低層建筑區(qū)，透水性較好，分布較連續(xù)，場(chǎng)地地下水水量較豐富。高層區(qū)土層透水性差，富水性弱，為弱透水層或相對(duì)隔水層。本場(chǎng)地的地下水貧乏～中等。場(chǎng)地地下水的補(bǔ)給主要為地表水的下滲和地下水側(cè)向滲流補(bǔ)給。場(chǎng)地地下水排泄為地下側(cè)向滲流排泄和地表蒸發(fā)排泄。

2 施工難點(diǎn)分析

本工程的基坑特點(diǎn)：地質(zhì)復(fù)雜、面積大、基坑深、圍護(hù)形式多樣、周邊環(huán)境復(fù)雜（緊鄰地鐵）、土方工程量大、圍護(hù)施工工期長(zhǎng)，天氣影響大。

1）根據(jù)前期地勘報(bào)告，顯示本工程場(chǎng)地內(nèi)地下存在較多的土洞、溶洞，且地下各層土質(zhì)分布不均勻，使得挖土以及樁基施工存在較大難度。

2）由于廣州雨水季節(jié)時(shí)間長(zhǎng)，在土方工程施工階段使得出土十分困難。

3）本工程?hào)|側(cè)緊鄰地鐵，因此對(duì)于基坑的變形情況需嚴(yán)密控制，并且控制相鄰的圍護(hù)施工質(zhì)量。

4）本工程圍護(hù)工程預(yù)計(jì)施工為500多天，因此對(duì)于其施工過(guò)程中基坑的安全提出了更高的要求。

5）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及設(shè)計(jì)，本工程圍護(hù)形式多樣化，導(dǎo)致對(duì)于各項(xiàng)圍護(hù)施工的安排有較大的困難，如何協(xié)調(diào)好各項(xiàng)工序的施工以及保證其施工質(zhì)量成為影響本工程施工進(jìn)度的最重要因素。

6）由于總工期緊張，如何有效地加快圍護(hù)工程的施工進(jìn)度，從而保證主體結(jié)構(gòu)的施工也是一個(gè)重大問(wèn)題。

3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工

本工程圍護(hù)施工工序總體安排如下。

一期圍護(hù)施工：旋挖（沖孔）灌注樁、錨索施工、土方工程。

二期圍護(hù)施工：冠梁+沖孔灌注樁(局部采用地下連續(xù)墻）。

3.1 一期圍護(hù)施工

3.1.1 灌注樁+錨索及土方施工

一期的圍護(hù)施工主要以旋挖（沖孔）灌注樁+預(yù)應(yīng)力錨索以及土方放坡噴錨為主的圍護(hù)形式，其中采用高壓旋噴樁作為止水帷幕，見(jiàn)圖1。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)基坑圍護(hù)圖

預(yù)應(yīng)力錨索采用7?5鋼絞線，錨索鉆孔直徑為150mm，錨索長(zhǎng)14～45m，間距1 400～2 800mm，其軸向拉力設(shè)計(jì)值為400～980kN?；娱_(kāi)挖時(shí)，每層土開(kāi)挖至錨孔位置下0.4m施工錨索，后面土方開(kāi)挖必須在錨索施工完畢不小于7日后進(jìn)行。土方放坡以1∶2.5進(jìn)行放坡，在局部位置可以采用1∶2進(jìn)行放坡，并在平臺(tái)位置設(shè)置排水溝。本工程采用?600@1 400的雙管高壓旋噴樁進(jìn)行樁間止水，共計(jì)218根，樁長(zhǎng)9～22m，旋噴樁樁深需滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。其水泥用量不小于250kg/m，高壓噴射注漿采用42.5R的普通硅酸鹽水泥。

3.1.2 圍護(hù)加固（鋼管撐）施工

在前期策劃及施工布置中，應(yīng)業(yè)主要求，在基坑西側(cè)設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)廣告牌；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工需要，在基坑?xùn)|側(cè)設(shè)計(jì)一個(gè)材料堆場(chǎng)及加工場(chǎng)地，因此考慮到基坑安全，在西側(cè)設(shè)置2道鋼管斜撐，東側(cè)設(shè)置1道鋼管斜撐。

在鋼管支撐位置預(yù)留反壓土或堆載沙袋，在底板澆筑并養(yǎng)護(hù)達(dá)到強(qiáng)度后，進(jìn)行鋼管支撐，然后進(jìn)行土方施工，在地下室結(jié)構(gòu)完成后，西側(cè)進(jìn)行第一道鋼管支撐，見(jiàn)圖2，最后進(jìn)行鋼管撐區(qū)域的地下室結(jié)構(gòu)施工，施工原則為在各層混凝土達(dá)到強(qiáng)度后進(jìn)行鋼管支撐的拆除，保證因基坑產(chǎn)生的位移導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫或變形。

3.2 二期圍護(hù)施工

為了有效統(tǒng)籌安排二期的圍護(hù)施工，項(xiàng)目部對(duì)整個(gè)二期工程進(jìn)行前期策劃，合理分區(qū)分段施工，根據(jù)總施工進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行安排各個(gè)分部分項(xiàng)工程的施工節(jié)奏，并從而對(duì)二期的圍護(hù)施工進(jìn)行分階段施工。

3.2.1 圍護(hù)前期工作

圖2 基坑第一道鋼管支撐圖

在二期圍護(hù)施工前，對(duì)連續(xù)墻、鋼構(gòu)柱立柱樁和塔樓工程樁進(jìn)行超前鉆探測(cè)，發(fā)現(xiàn)在其下部存在大量的土洞和溶洞，因此預(yù)先對(duì)其進(jìn)行處理。對(duì)溶洞進(jìn)行注漿處理，在注漿完成并養(yǎng)護(hù)達(dá)到強(qiáng)度后再進(jìn)行立柱樁和連續(xù)墻的施工。

3.2.2 二期塔樓土方施工

在一期主體施工階段同時(shí)進(jìn)行二期塔樓的基礎(chǔ)施工，當(dāng)塔樓土方開(kāi)挖至-14.00m時(shí)進(jìn)行塔樓樁基施工以及一二期交界處的圍護(hù)樁施工。在二期土方施工中以土方放坡為主，根據(jù)土層情況及出土線路的規(guī)劃，一共分三級(jí)坡設(shè)置，并設(shè)置排水溝，用抽水泵抽離基坑。每道放坡采用?48@1500鋼管和?20@1500鋼筋作土釘支護(hù)，?48鋼管長(zhǎng)9m、?20長(zhǎng)9m或6m，局部采用?16鋼筋長(zhǎng)1.5m。每級(jí)放坡鋪設(shè)8@200×200鋼筋網(wǎng)，噴射100厚C20混凝土面層。

在基坑西側(cè)預(yù)留反壓土并掛網(wǎng)噴錨增加側(cè)壓，防止鋼結(jié)構(gòu)因廣告牌的原因?qū)е禄游灰谱兇蟆?/p>

3.2.3 連續(xù)墻施工

由于本工程?hào)|側(cè)緊鄰地鐵，最近處為8m，因此采用地下連續(xù)墻+3道混凝土支撐+1道鋼管斜撐作為圍護(hù)，為了防止圍護(hù)施工過(guò)程中的擾動(dòng)過(guò)大連續(xù)墻施工采用液壓抓斗和銑槽機(jī)進(jìn)行成槽,見(jiàn)圖3。連續(xù)墻厚1 000mm，標(biāo)準(zhǔn)單元槽段長(zhǎng)度為4m，共設(shè)58個(gè)槽段，槽深約24～31m，導(dǎo)墻總長(zhǎng)241.8m。地下連續(xù)墻混凝土灌注等級(jí)為C35，設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30，抗?jié)B等級(jí)為P8,主要受力筋采用HRB400級(jí)鋼筋，構(gòu)造筋為HRB335鋼筋，接頭鋼板為Q235B。地下連續(xù)墻鋼筋保護(hù)層厚度為70mm，地下連續(xù)墻段采用工字型鋼板接頭。在施工過(guò)程中嚴(yán)格控制連續(xù)墻的成槽質(zhì)量，對(duì)其鋼筋的綁扎和焊接嚴(yán)格把關(guān)，嚴(yán)格控制混凝土的澆筑質(zhì)量。

圖3 連續(xù)墻施工與銑槽機(jī)圖

3.2.4 棧橋及立柱樁工程施工

根據(jù)地質(zhì)情況，立柱施工采用750×750mm的鋼構(gòu)柱，鋼材型號(hào)采用Q345B鋼，立柱樁樁徑1 200mm，樁長(zhǎng)約22～30m，共190根，混凝土灌注等級(jí)為C35，設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30，立柱樁進(jìn)入中風(fēng)化巖不少于4m或微風(fēng)化巖不少于1.5m，且進(jìn)入基坑底板墊層底或臨近承臺(tái)墊層底以下不小于2.2m。施工中設(shè)置鋼立柱時(shí)，應(yīng)采取必要的措施保證鋼立柱各邊與主撐軸線嚴(yán)格垂直或平行以及鋼立柱垂直度。

為了保證在二期塔樓及二期裙房施工過(guò)程中有足夠的材料堆場(chǎng)及加工場(chǎng)地，保證主體施工有序進(jìn)行而進(jìn)行棧橋的施工，優(yōu)化場(chǎng)地。

3.2.5 二期中心島圍護(hù)施工

在裙房挖土階段，對(duì)各區(qū)域的混凝土支撐梁進(jìn)行分區(qū)分段施工（根據(jù)各區(qū)域施工順序而定、除棧橋)，見(jiàn)圖4（例如：B6為中心島施工區(qū)域)，根據(jù)實(shí)際情況合理安排出土道路，使得各個(gè)分部分項(xiàng)工程能夠有效進(jìn)行。

在保證基坑及周邊建（構(gòu)）建筑的安全下，合理安排支護(hù)工程各工序的施工，放坡開(kāi)挖時(shí)，即完成坡外第一道、第二道支撐梁施工，減少甚至避免了后期高支模的工序，為整個(gè)工程的進(jìn)度創(chuàng)造了有利條件。

圖4 混凝土支撐梁分區(qū)施工圖

3.2.6 塔樓深基坑施工

為了滿(mǎn)足主樓的節(jié)點(diǎn)工期，突出塔樓施工，因此在塔樓基礎(chǔ)施工階段為其周邊土方放坡。在塔樓基礎(chǔ)的坑中坑施工階段，采用微型鋼管樁作為護(hù)壁并用40#雙拼工字鋼支撐作為圍護(hù)。

3.2.7 圍護(hù)加固（鋼管撐）施工

在基礎(chǔ)施工中，進(jìn)行分區(qū)分塊施工，預(yù)先在靠近支護(hù)樁的位置放坡噴錨預(yù)留反壓土，保證基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，在B1、B2區(qū)地下室結(jié)構(gòu)完成后，進(jìn)行鋼管對(duì)撐安裝，然后進(jìn)行土方施工，當(dāng)土方挖至第三道腰梁后，進(jìn)行微型鋼管?chē)o(hù)樁的施工，之后再施工冠梁，并在冠梁養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，將冠梁與負(fù)三層結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)撐，然后進(jìn)行土方開(kāi)挖，挖至-17.2m后進(jìn)行腰梁施工，并用鋼管與底板進(jìn)行對(duì)撐。在底板和地下室結(jié)構(gòu)砼強(qiáng)度達(dá)到要求后，再進(jìn)行鋼管支撐的拆除和其主體結(jié)構(gòu)施工。

3.2.8 局部超深坑中坑圍護(hù)施工

施工流程如下：1∶0.5第一次土放坡2.5m高土方開(kāi)挖→放坡掛網(wǎng)噴砼→微型鋼管樁及超前小導(dǎo)管注漿施工→冠梁施工、養(yǎng)護(hù)→第一道鋼支撐安裝→第二層土開(kāi)挖→垂壁掛網(wǎng)噴砼→鋼腰梁安裝（局部25.4冠梁施工、養(yǎng)護(hù)）→第二道鋼支撐安裝→第三層土開(kāi)挖→截樁頭→垂壁掛網(wǎng)噴砼→基底澆筑200mm厚墊層。主塔樓坑中坑圍護(hù)完成現(xiàn)場(chǎng)圖如圖5所示。

4 基坑監(jiān)測(cè)情況

根據(jù)設(shè)計(jì)要求結(jié)合規(guī)范規(guī)定，各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的報(bào)警值及控制值如下。

圖5 主塔樓坑中坑圍護(hù)完成現(xiàn)場(chǎng)圖

1）基坑水平位移量不得超過(guò)30mm，報(bào)警值為24mm；豎向位移不得超過(guò)30mm，報(bào)警值為24mm。變形速率報(bào)警值為：基坑開(kāi)挖施工期間連續(xù)每天變形速率大于10mm/d，地下室施工期間連續(xù)每天變形速率大于5mm/d。

2）支撐軸力：軸力設(shè)計(jì)值的80%。

3）錨索拉力：拉力設(shè)計(jì)值的80%。

基坑圍護(hù)水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)曲線見(jiàn)圖6，基坑地下水位變化曲線見(jiàn)圖7，基坑圍護(hù)沉降數(shù)據(jù)曲線見(jiàn)圖8，通過(guò)基坑數(shù)據(jù)反映，本工程圍護(hù)施工效果良好，針對(duì)工程中遇到的各種情況（地質(zhì)復(fù)雜、基坑深、周邊環(huán)境復(fù)雜等），都能及時(shí)的進(jìn)行處理解決，多元化的圍護(hù)形式結(jié)合施工應(yīng)用，既能節(jié)約成本，又能最大限度的提高施工進(jìn)度，保證基坑安全。

圖6 基坑圍護(hù)水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)曲線

圖7 基坑地下水位變化曲線

圖8 基坑圍護(hù)沉降數(shù)據(jù)曲線

5 結(jié) 語(yǔ)

本工程圍護(hù)形式的多樣化導(dǎo)致了在施工過(guò)程中產(chǎn)生較多難點(diǎn)，如何安排好施工工序，如何進(jìn)行分區(qū)分段施工管理對(duì)項(xiàng)目部提出了更高的要求。在本工程的施工過(guò)程中，項(xiàng)目部本著確?；影踩偷罔F安全為前提下進(jìn)行合理有效的施工，既保證了施工安全，也保證了施工進(jìn)度。

基坑圍護(hù)施工的正常有序施工是保證基礎(chǔ)安全施工的前提，更是保證總體施工進(jìn)度的前提。雖然在施工過(guò)程中遇到許多問(wèn)題，但是綜合來(lái)講，通過(guò)合理的施工部署以及施工難點(diǎn)的技術(shù)攻關(guān)，為準(zhǔn)時(shí)完成甲方要求的工程主體封頂節(jié)點(diǎn)目標(biāo)以及竣工交房總體目標(biāo)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。得到甲方及各參建單位的一致好評(píng)，取得了良好的社會(huì)效益。

[參考文獻(xiàn)]

[1]徐擁建，周順昌，梅俊杰，等．多種圍護(hù)體系在深基坑工程中的結(jié)合應(yīng)用[J]．浙江建筑，2015，(10)：34-38．

[2]蔡書(shū)勇．上海地區(qū)同一基坑多種圍護(hù)措施的應(yīng)用案例[J]．科技風(fēng)，2013，(12)：128+139.

[3]徐勇強(qiáng)．多種支護(hù)形式在基坑圍護(hù)中的結(jié)合應(yīng)用[J].山西建筑，2010，(4)：135-136．

[4]顧 勍．復(fù)雜地質(zhì)條件下深基坑圍護(hù)多形式結(jié)合的應(yīng)用[J]．建筑施工，2009，(3)：175-176．

[5]張 軍．深基坑圍護(hù)中的多種支護(hù)形式綜合應(yīng)用[J].建筑施工，2005，(9)：11-12．