建筑施工中的深基坑支護(hù)技術(shù)

鮑允鑫

(福建省永泰一建工程有限公司，福建 福州 350700)

1 工程概況

其項(xiàng)目工程位于閩江北岸鼓山大橋西側(cè)，屬于福州盆地中南部地段，場(chǎng)地相對(duì)平坦，南、北、西面均有規(guī)劃路與之隔離，規(guī)劃路除了南面初建一些市政管網(wǎng)和市政道路外，其他尚未建設(shè)，東面與建發(fā)T地塊相連，但其地下室尚未施工。擬建筑物東南面為鄭和國(guó)際大廈，南面為富邦總部大樓，中間的規(guī)劃路隔開(kāi)約為8 m，總之，擬建工地東、西、北面均為開(kāi)闊地，南面工地對(duì)本施工場(chǎng)地也影響不大，有利于本項(xiàng)目基礎(chǔ)工程的施工。

該項(xiàng)目為一類公共建筑，其中包括了2層地下室。上部為現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，地下室為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。地下室總建筑面積15 474.3 m2，其中地下室1層的高度為5.85 m，地下室2層的高度為4 m。

基坑南面東邊位置因接近市政道路，故采用懸臂SMW工法樁(內(nèi)插H鋼)上有冠梁加錨桿拉錨支護(hù)形式；基坑南面其他部位和西面的土方均采用1∶1.25(負(fù)2層)和1∶0.6(負(fù)1層)分層放坡形式，其中坡面掛射鋼筋網(wǎng)并噴射厚度為80 mm、C20的混凝土面層，負(fù)一層采用噴射80 mm厚、C20混凝土面層加錨管支護(hù)；東面、北面采用1∶1.25分級(jí)放坡形式，坡面掛網(wǎng)噴射C20混凝土面層。在地下2層放坡的坡頂(地下1層底面)設(shè)置三軸水泥土攪拌樁以減少土層的側(cè)壓力和起著止水帷幕作用。

2 建筑施工中深基坑支護(hù)的施工技術(shù)

2.1 降水井施工方法

1)測(cè)量定位。在設(shè)計(jì)施工圖的過(guò)程中，要設(shè)置出井的中心點(diǎn)，并且要明確井的位置并設(shè)立標(biāo)志，在適當(dāng)?shù)那闆r下，將300 mm的鋼纖維推入地面，并使用石灰粉進(jìn)行標(biāo)記。

2)鉆孔定位。以井的位置為中心，做一個(gè)直徑為800 mm的圓，然后打開(kāi)深約0.50 m作為井口,其深度要以見(jiàn)原狀土作為深度標(biāo)準(zhǔn)， 并且保證沒(méi)有地下管線和地下構(gòu)筑物后，方可放置護(hù)筒，護(hù)筒的外部的填充必須有黏土，以密封表面上的各種填料，以防止鉆井沖洗液的泄露。

3)樁機(jī)就位。安裝樁機(jī)時(shí)應(yīng)使用水準(zhǔn)儀進(jìn)行找平，以確保鉆孔系統(tǒng)在鉆孔過(guò)程中的穩(wěn)定性。鉆塔的提升降落必須穩(wěn)定、準(zhǔn)確。

4)鉆井。在鉆井過(guò)程中，應(yīng)始終觀察沖洗液的損失情況，應(yīng)根據(jù)沖洗液的流量損失及時(shí)調(diào)整水添加劑。一般來(lái)說(shuō)，沖洗液面不得低于鉆孔下方1 m。當(dāng)鉆頭在鉆進(jìn)過(guò)程中遇到卵石層的時(shí)侯，將會(huì)漏失大量的沖洗液，這時(shí)應(yīng)增加補(bǔ)水量。必要時(shí)，應(yīng)在泥漿中加入適量的泥土，使其形成一定的黏度，以控制沖洗液，防止塌孔。

5)換漿。鉆至設(shè)計(jì)深度(一般比設(shè)計(jì)深度大0.5～1.0 m)后，將反循環(huán)鉆機(jī)的鉆頭增加約0.5 m，然后通過(guò)注水置換泥漿啟動(dòng)反循環(huán)砂泵。取出孔底的濃稠泥漿，并用清水稀釋。泥漿密度接近1.05 g /cm2，標(biāo)準(zhǔn)要求的黏度為18～20 s。通常，在野外觀察中，泥不粘手是標(biāo)準(zhǔn)要求。在更換泥漿的過(guò)程中，應(yīng)清潔泥漿并清理或排出。

6)下管：①檢查井管材料的質(zhì)量；②將管道的下部塞子連接到井管第一部分的公、母接口，將三個(gè)竹板對(duì)稱地放在外側(cè)，然后用鐵絲將兩個(gè)圓圈固定；③提起鋼絲繩的一端，將其連接到井字形框架，并使用襯套堵住另一端的凹槽，并在穩(wěn)定后放下；④將井管夾在孔中，避免出現(xiàn)傾斜的情況，并進(jìn)行固定工作；⑤在對(duì)第二節(jié)井管進(jìn)行下降時(shí)，要注意連接的公、母接口，緩慢下降，不允許突然墜落和釋放；⑥應(yīng)該確保將井管保持垂直狀態(tài)放置在井孔中間，管頂高出自然地面約500 mm。應(yīng)根據(jù)含水層放置管過(guò)濾的位置。

7)填料。井管安裝完成后，在無(wú)砂濾井管外側(cè)與井壁之間填充礫石材料。

8)洗井。泥漿鉆進(jìn)在沖擊成孔的降水井中得到了適用，現(xiàn)在應(yīng)在管道鋪設(shè)和礫石填充后的8 h內(nèi)進(jìn)行沖洗，以避免時(shí)間過(guò)長(zhǎng)對(duì)降水效果產(chǎn)生影響。

9)安裝抽水控制線路。在安裝潛水泵前，應(yīng)徹底、仔細(xì)地檢查水泵本身和控制系統(tǒng)，然后將其試運(yùn)行3～5 min，如無(wú)問(wèn)題，可在井內(nèi)使用。

10)封井。施工底板前先封井做法：對(duì)基坑底部以上的無(wú)砂混凝土管進(jìn)行拆除，然后用碎石進(jìn)行填充，并灌注C15厚度為500 mm的混凝土，做好混凝土封孔。

2.2 懸臂SMW工法樁施工技術(shù)

2.2.1 懸臂SMW工法樁施工工序

1)測(cè)量放樣。根據(jù)提供的施工圖紙開(kāi)始在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量及放樣，挖設(shè)一定尺寸的溝槽，然后建造第一組樁并根據(jù)施工圖進(jìn)行布置。

2)開(kāi)溝槽。根據(jù)圍護(hù)中心線的布置，用挖掘機(jī)沿圍護(hù)中心線平行方向沿工作溝開(kāi)挖。溝渠寬度由圍護(hù)結(jié)構(gòu)寬度決定，溝槽寬度約為1.2 m，深度約為0.5～0.8 m。如有地下障礙物，必須使用鎬頭機(jī)清除地下障礙物。如果進(jìn)行破除工作之后，所產(chǎn)生空洞過(guò)大的情況下，必須進(jìn)行填筑壓實(shí)，并重新開(kāi)挖溝渠，以保證施工順利進(jìn)行。

3)孔位放樣及樁機(jī)就位。根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，在開(kāi)挖溝的兩側(cè)繪制并定位導(dǎo)向線，并在定位導(dǎo)向線上標(biāo)記鉆孔位置。將鉆機(jī)樁架架設(shè)到設(shè)計(jì)確定的位置。鉆孔前，用水平尺找正平臺(tái)，并且要調(diào)直機(jī)架，使機(jī)架垂直度不低于所設(shè)計(jì)的要求。在移動(dòng)樁機(jī)之前，必須及時(shí)排除周圍障礙物。移動(dòng)后，必須及時(shí)檢查和校正定位，樁機(jī)應(yīng)平穩(wěn)、均勻。將演習(xí)單元的桿架調(diào)整到設(shè)計(jì)位置。

鉆孔前，用水平儀將平臺(tái)調(diào)平并拉直框架，以使框架的垂直度不小于規(guī)定的要求。移動(dòng)樁之前必須及時(shí)清除周圍的障礙物

4)制備水泥漿。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的標(biāo)準(zhǔn)要求水泥用量為土體的15%，水灰比為0.45，施工過(guò)程中可采用定量容器控制用水量。

5)預(yù)拌下沉噴漿。水泥攪拌機(jī)冷卻循環(huán)水循環(huán)系統(tǒng)正常后，啟動(dòng)水泥攪拌機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)，松開(kāi)水泥攪拌機(jī)的吊索，沿導(dǎo)向架使攪拌機(jī)下沉，進(jìn)行攪拌和切土。應(yīng)該控制攪拌機(jī)的下沉速度，并保持在下沉0.8 m/min以內(nèi)，工作電流不應(yīng)過(guò)大。在噴射混凝土攪拌過(guò)程的開(kāi)始，水泥砂漿在整個(gè)噴射混凝土過(guò)程中不斷攪拌，隨時(shí)隨刻觀察機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化并在鉆頭下降到設(shè)計(jì)所需深度后停止下降。

6)提升噴漿。提升鉆頭噴漿過(guò)程中必須連續(xù)不間斷地將水泥漿攪拌，并由計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄噴射量。當(dāng)水泥漿達(dá)到地面以下0.5 m時(shí)，停止噴漿。

7)二次攪拌噴漿。在施工完第一次噴射水泥漿后，進(jìn)行第二次鉆頭下沉，實(shí)施補(bǔ)漿噴漿工作，并攪拌至設(shè)計(jì)所要求的位置深度。

8)移位。將打樁機(jī)移到下一個(gè)樁位，重復(fù)上述步驟。

9)型鋼的插入與固定。根據(jù)設(shè)計(jì)及節(jié)材要求需將本項(xiàng)目的圍護(hù)結(jié)構(gòu)所用的H型鋼全部拔出回收利用，在插入H型鋼之前，需要先對(duì)H型鋼表面均勻涂刷減摩劑。

水泥土攪拌樁完成施工之后，事先準(zhǔn)備好H型鋼，并立即準(zhǔn)備安裝吊裝起重機(jī)械。安裝起重工具及固定吊鉤的安裝，型鋼必須保持垂直，H型鋼插入時(shí)間必須在攪拌樁施工后30 min內(nèi)。

槽鋼是用來(lái)穿透吊筋并放在精確定位的型鋼上。泥土攪拌樁硬化一定時(shí)間后，取下吊筋和溝槽的精確定位槽鋼。精確定位卡必須牢固、水平。然后以H型鋼底部為中心，將定位卡慢慢固定在立柱中心，垂直插入水泥土攪拌樁體內(nèi)，用線錘調(diào)整垂直度。

在H型鋼插入到設(shè)計(jì)標(biāo)高要求的深度后，用吊筋對(duì)H型鋼進(jìn)行固定。另外，溢出的水泥土一定要處理清楚，控制到一定標(biāo)高要求之后，方可進(jìn)行下一道工序施工。

在水泥土攪拌樁硬化到一定水平后，將用于精確定位凹槽的吊桿和槽鋼拆除。

當(dāng)H型鋼達(dá)不到設(shè)計(jì)高度的情況下，應(yīng)將H型鋼抬起并反復(fù)插入設(shè)計(jì)高度。插入時(shí)，用線錘跟蹤控制H型鋼的垂直度。

10)拔除H型鋼。在項(xiàng)目施工至無(wú)需繼續(xù)使用該基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)后，用鋼板焊接加強(qiáng)型鋼的兩側(cè)，通過(guò)提升裝置夾緊H型鋼后進(jìn)行連續(xù)提升，同時(shí)借助吊裝起重機(jī)將其拔出。

2.2.2 三軸水泥土攪拌樁特殊情況處理

1) 如果施工中發(fā)現(xiàn)有堵塞管道的現(xiàn)象，應(yīng)該立即關(guān)閉泵機(jī)進(jìn)行處理工作。在結(jié)束處理工作之后，要將攪拌鉆具設(shè)備提升或降低1 m之后，才可以進(jìn)行灌漿工作，在灌漿后等待10～20 s以后，對(duì)提升或者下沉的狀態(tài)進(jìn)行恢復(fù)，并開(kāi)始進(jìn)行攪拌施工，避免出現(xiàn)斷樁的情況。

2)施工冷縫處理：①?gòu)幕镜囊唤M鉆孔改為完整的兩個(gè)孔，來(lái)增加搭接的抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B性；②嚴(yán)格控制升降速度，以確保緩慢擠壓速度，以提高水泥土攪拌站樁搭接的質(zhì)量。

2.3 錨桿支護(hù)施工方法

2.3.1 鉆孔

1)鉆孔方法：濕作業(yè)方法(壓水鉆進(jìn)法)：在成孔時(shí)，首先要對(duì)水泵進(jìn)行啟動(dòng)，使沖洗液(工作壓力水)從鉆具中心沖往孔底方向沖刷，水在一定的噴嘴工作壓力的情況下，其壓力值為0.15～0.30 MPa，由鉆具不斷切割下來(lái)的泥土跟著水流從鉆具和孔四周之間的孔隙處進(jìn)行排出。并且在鉆進(jìn)的過(guò)程中，要根據(jù)土質(zhì)的情況來(lái)控制鉆頭鉆進(jìn)的速率，一般為300～400 mm/min，鉆進(jìn)后每根鉆桿在連接鉆桿前必須反復(fù)沖洗，直至水溢出為止。鉆進(jìn)過(guò)程中要注意鉆桿的速度、壓力。鉆入規(guī)定要求的深度(比鉆入土層鉆桿長(zhǎng)度深0.5～1.0 m)后，用清水反復(fù)沖洗鉆桿內(nèi)的泥漿和砂子，直至水溢出，然后取出鉆桿。

2.3.2 安放拉桿

鋼筋拉桿：鋼筋拉桿由一根或多根粗鋼筋組成。如果是多根粗鋼筋組成，應(yīng)將其捆扎在一起或焊接在一起(如果鋼筋拉桿過(guò)長(zhǎng)應(yīng)分段制作)，并且要設(shè)置定位器。

桿必須平直，并且在使用前須進(jìn)行除銹防腐處理工作，在涂抹環(huán)氧防腐漆冷底子油后，應(yīng)在干燥后再次涂覆環(huán)氧玻璃銅，在其硬化后，需再卷繞2層聚乙烯燃料薄膜。

為將漿拉桿放置在鉆孔中間，防止自由段過(guò)度變形，在插入鉆孔時(shí)不觸碰動(dòng)土壁，并確保拉桿有足夠的水泥漿保護(hù)層，應(yīng)在拉桿表面安裝一個(gè)定位裝置，錨桿沿錨桿外徑小于2 m，在自由段為4～5 m，外徑小于鉆孔直徑10 mm。

2.3.3 灌漿

二次灌漿法應(yīng)使用兩根注漿管，并且對(duì)錨固段進(jìn)行灌注，在漿液初凝之后，并且要張拉錨固段，然后對(duì)自由端進(jìn)行灌注，使錨固點(diǎn)與自由段之間的邊界清晰。在第一次灌漿過(guò)程中所使用的注漿管，離錨桿末端的距離為500 mm左右，在第二次灌漿所使用的注漿管應(yīng)與錨桿的末端隔開(kāi)一定的距離，距離大約1 000 mm。第一次的灌漿壓力為0.3～0.5 MPa，流量為100 L/min，第二次灌漿壓力為1.5～2.0 MPa，穩(wěn)壓2 min，漿液沖破第一次灌漿體向外部擴(kuò)散至錨固體與周圍的土體接觸面的中間，增大錨固體的直徑，增大徑向壓力荷載。擠壓作用使錨桿周圍的土體向四周壓縮，孔隙比減小，含水量降低，土體內(nèi)摩擦角增大。因此，采用二次灌漿法可以顯著提高土層錨桿的承載能力。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，深入化地分析了建筑工程建設(shè)過(guò)程中深基坑支護(hù)施工技術(shù)的一些特征，并且深入研究探討了深基坑方面不同種類的施工技術(shù)，其中包括深層攪拌樁支護(hù)的方式以及混凝土灌注樁支護(hù)施工的方式和排樁支護(hù)施工技術(shù)的方式等，并且詳細(xì)地闡述了建筑工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)以及不同種類的深基坑支護(hù)技術(shù)備的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)等。

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