復(fù)雜環(huán)境基坑支護施工技術(shù)探究

馮政鑫

上海中通吉網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司 上海 201708

引言

如今隨著大量建筑的涌現(xiàn)，深基坑工程越來越多，為確?；影踩又ёo尤為重要。進行基坑支護可以有效的保證基坑周邊土體穩(wěn)定、基坑周邊相鄰建（構(gòu)）筑物、地下管線等設(shè)施在基坑支護和地下室施工期間不受損壞。通過截水、降水、排水等措施，保證基坑工程施工作業(yè)面在地下水位以上。

1 工程概況

該工程位于廣州市黃浦區(qū)科學(xué)城開泰大道59號，其中污水池建筑面積：250m2，場地設(shè)有2層地下室，該建筑物采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，天然基礎(chǔ)，基坑深度為9.65m。根據(jù)地勘單位的巖土工程勘察報告揭示，本場地之地基由人工填土、殘積層及燕山第三期花崗巖風(fēng)化基巖組成。場地地下水類型主要有人工填土的上層滯水、第四記坡積層的孔隙潛水以及風(fēng)化基巖中的裂隙水。根據(jù)地質(zhì)勘察報告數(shù)據(jù)分析，本場地地下水水量較貧乏[1]。

2 基坑支護施工

2.1 基坑支護設(shè)計要求、標(biāo)準(zhǔn)

本工程基坑支護設(shè)計使用年限為12個月，根據(jù)《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2012)相關(guān)內(nèi)容，本基坑安全等級為二級，重要性系數(shù)為1.0；基坑頂部場平范圍（基坑開挖最外側(cè)向外2m)以外考慮施工地面活荷載q≤20kN/m，針對出土口剖面位置，出土口荷載為40KPa；各基坑底絕對標(biāo)高詳見基坑縱斷面圖；各支護設(shè)計圖中未標(biāo)注尺寸單位為mm；基坑支護所需的巖土設(shè)計參數(shù)根據(jù)土工實驗提供的土參數(shù)選取。

2.2 基坑支護設(shè)計方案選型

根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況，本工程一層地下室采用“?1000@1200灌注樁+錨索”的支護形式?；咏厮∧徊捎?600@1200的樁間旋噴進行止水?；又ёo材料要求如下：鋼筋：鋼筋直徑＜12mm采用HPB300級；鋼筋直徑≥12mm采用HRB400級；電弧焊Q345鋼和HPB300級鋼筋時，采用E43型焊條，焊接HRB400E級鋼筋時用E50型焊條，鋼立柱焊縫等級為二級，質(zhì)量檢查需對焊縫外觀缺陷及幾何尺寸進行檢查，需要采用超聲波或射線對焊縫進行探傷檢查；其他未盡事項參見相關(guān)規(guī)范執(zhí)行；鋼筋接長：鋼筋直徑≤25時，接頭可采用焊接，雙面焊5d，單面焊10d（d為鋼筋直徑），直徑＞25mm可采用機械接頭，且在35d范圍內(nèi)有接頭的受力鋼筋面積占總面積不大于50%；鋼筋混凝土冠梁及壓頂梁混凝土等級為C30。

2.3 基坑支護主要施工工藝

2.3.1 掛網(wǎng)噴面。本工程垂直支護段混凝土噴面的厚度為80mm；施工工藝步驟為：坡線定位——機械就位——挖土——整平坡面——噴射第一層混凝土——掛鋼筋網(wǎng)——噴射第二層混凝土。

2.3.2 鉆孔灌注樁。根據(jù)工程特點及方案選型，本工程采用的支護灌注樁直徑為1000mm。施工工藝流程為：整平場地——機械就位——埋設(shè)護筒——灌入穩(wěn)定液——成孔——測量沉渣——第一次清孔——鋼筋籠制作——下放鋼筋籠——下放導(dǎo)管——第二次清孔——灌注混凝土。

2.3.3 冠梁、腰梁。根據(jù)本工程特點，冠梁的尺寸為1000×600mm，腰梁尺寸為500×400mm。施工工藝流程為：清除樁頂浮漿——鋼筋制安——支?！嘧⒒炷痢鹉?。

2.3.4 錨索。本工程錨索采用的錨索選用7?5預(yù)應(yīng)力錨索，錨索材料強度設(shè)計值1320MPa，錨索材料強度標(biāo)準(zhǔn)值1860MPa，成孔直徑為150mm；施工工藝流程為：孔位定位放線——機械就位——成孔——錨桿制安——注漿——掛網(wǎng)噴面——結(jié)束并進行下一步工作。

2.4 土方開挖

本工程在進行基坑土方開挖前，根據(jù)甲方提供的基坑區(qū)域范圍內(nèi)地下管線布置圖，此區(qū)域僅有廢棄雨水管一道，對基坑土方開挖作業(yè)施工無影響，故不作處理。項目編制土方開挖專項施工方案報監(jiān)理單位審核，得到監(jiān)理單位總監(jiān)審核同意方案后，現(xiàn)場按審批通過的土方專項施工方案進行土方開挖作業(yè)，在此土方開挖專項施工方案不再詳述[2]。

2.5 基坑變形監(jiān)測

2.5.1 基坑監(jiān)測。本工程基坑監(jiān)測，由業(yè)主方委托有專業(yè)資質(zhì)的監(jiān)測單位做好全過程的基坑監(jiān)測工作并做好基坑監(jiān)測記錄。在基坑監(jiān)測過程中，如有監(jiān)測值超出了控制指標(biāo)，項目相關(guān)人員應(yīng)立即會同相關(guān)單位（如：甲方、設(shè)計、勘察、監(jiān)測、監(jiān)理）一起進行原因分析，并制定出相應(yīng)的控制措施。

2.5.2 基坑監(jiān)測報警值?；又ёo監(jiān)測項目報警值、控制值及監(jiān)測頻率參見圖紙《監(jiān)測設(shè)計總說明》。

表1 監(jiān)控量測設(shè)計表

說明：當(dāng)監(jiān)測項目的變化速率達(dá)到表中規(guī)定值或連續(xù)3d超過該值的70%，應(yīng)報警并及時通知設(shè)計單位；

當(dāng)檢測項目達(dá)到表中規(guī)定值時，應(yīng)報警并及時通知設(shè)計單位；

若出現(xiàn)暴雨、臺風(fēng)等極端天氣時，應(yīng)加強監(jiān)測并加大監(jiān)測頻率。

2.5.3 基準(zhǔn)點和監(jiān)測點的布設(shè)與保護。根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，本工程基坑監(jiān)測點設(shè)置如下：布置坑頂水平、沉降位移監(jiān)測點6各個，位于坑頂；布置水位觀測井點3個；布置墻體深層水平位移觀測點3個。以上觀測、監(jiān)測點，用于監(jiān)控工作基點的變形及豎向位移的測量。水準(zhǔn)標(biāo)志和位移觀測點的做法應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定要求。

2.5.4 異常情況及應(yīng)急措施。當(dāng)基坑周邊建（構(gòu)）筑物、道路、地面的沉降達(dá)到設(shè)計規(guī)定沉降、傾斜限值時，應(yīng)及時采取措施；當(dāng)基坑周邊建（構(gòu)）筑物、管線等沉降過大，應(yīng)立即通知設(shè)計方采取相應(yīng)措施；在基坑支護過程中，挖土機操作人員應(yīng)保證隨叫隨到。當(dāng)開挖過程中出現(xiàn)大量滲水等現(xiàn)象時，施工方應(yīng)按照專項施工方案中相關(guān)技術(shù)處理措施要求進行對應(yīng)處理，待問題解決后方可繼續(xù)進行土方開挖作業(yè)，嚴(yán)禁不顧安全野蠻施工；當(dāng)基坑四周路面有裂縫出現(xiàn)時，應(yīng)及時用水泥砂漿封堵，防止地表水下滲。當(dāng)雨天降雨量過大時，施工方應(yīng)按照經(jīng)監(jiān)理單位項目總監(jiān)審核通過的雨季專項施工方案，對基坑周邊、坑內(nèi)雨水及時排除，以免對基坑支護造成影響。

2.6 施工質(zhì)量檢驗及驗收

本工程施工過程中，通過項目質(zhì)量小組及勘察、設(shè)計、監(jiān)理等相關(guān)單位，對基坑支護結(jié)構(gòu)施工前、施工中、施工完成后各個施工過程嚴(yán)格管理和共同協(xié)作下指導(dǎo)下，最終基坑支護結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量滿足《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2012)等標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定要求。

2.7 應(yīng)急預(yù)案

基坑開挖前，應(yīng)做好基坑專項施工組織設(shè)計方案，并按市建委要求做好專項論證審查。施工組織設(shè)計中應(yīng)專門論述應(yīng)急預(yù)案及施工搶險措施，且對本項目具有針對性，并評估可能存在的風(fēng)險，做好基坑搶險加固的準(zhǔn)備工作。

當(dāng)基坑工程發(fā)生病害事故，必須按照應(yīng)急預(yù)案要求及時通知會同業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計等相關(guān)單位，查明病害事故原因，判斷事故發(fā)展動態(tài)并制定正確的處理方案，由施工單位迅速組織力量進行搶救，避免喪失良機，釀成更嚴(yán)重的后果[3]。

3 施工難點與解決方法

該項目支護樁施工過程中，施工難點及解決方法主要有以下幾點。本工程施工工期緊、任務(wù)重，設(shè)計圖紙支護樁數(shù)量較多，為確保施工工期要求，現(xiàn)場采用兩臺SW360型號旋挖機，24小時不間斷施工，做到人休機不休，對經(jīng)常需要更換和容易損壞的機械配件材料，現(xiàn)場做好配件的采購備用，現(xiàn)場一旦發(fā)生機械配件更換事宜，做到材料配件隨用隨到。

施工過程中為了有效防止灌注樁出現(xiàn)露筋、樁身孔洞、樁表面混凝土離析砂眼夾泥等質(zhì)量缺陷，本工程要求項目部對所有參加基坑支護施工的施工人員，在進場后工程施工前，進行全面的質(zhì)量、安全、技術(shù)交底工作并制定崗位責(zé)任制，把責(zé)任落實到每個人。一旦發(fā)生了露筋、樁身孔洞、樁面混凝土離析砂眼夾泥等質(zhì)量缺陷，按照施工方案要求先將孔洞內(nèi)松動的石子、砂漿鑿除，清理至密實砼，然后采用高一強度等級的微膨脹砼或微膨脹細(xì)石砼補平處理。處理流程如下：先對質(zhì)量問題部位進行修鑿→清水沖洗干凈→模板支設(shè)→澆灌微膨脹細(xì)石砼→驗收→養(yǎng)護。為確保修補質(zhì)量必須做到，在混凝土樁修補前，對修補施工人員進行技術(shù)交底，并安排責(zé)任心較強的施工人員進行修補施工，對孔洞、露筋部位處理后填充的砼，在拆模后安排專人進行養(yǎng)護。

在土方開挖過程中，遇地下大型孤石較多（地勘資料也有體現(xiàn)，其-4.5米以下為風(fēng)化巖層）且孤石單個體積均在10m3以上。因本工程在廣州黃浦區(qū)科學(xué)城內(nèi)，政府明令禁止使用爆破處理，使得孤石的破碎處理極為棘手。經(jīng)項目技術(shù)組研究商討并報監(jiān)理、業(yè)主單位決定，該項目地下孤石處理采取兩種方案：一是土方開挖把孤石外露后，使用帶破碎頭挖機機械進行機械破除處理；二是土方開挖后，用繩鋸把孤石分層切割后破碎處理；三是找當(dāng)?shù)貙I(yè)隊伍對孤石進行處理。項目最初使用帶破碎頭挖機機械進行機械破除處理，效果及不明顯，嚴(yán)重影響土方施工進度。而后采用第二種處理方法，效果亦不明顯且繩鋸作業(yè)要求作業(yè)面較大，周邊安全措施圍護極為不便，切割完成后同樣需再進行破碎處理。最終本工程選定第三方案對地下孤石進行處理，按照當(dāng)?shù)厝粘Ｌ幚泶笮凸率k法進行解決：根據(jù)單個孤石大小，孤石紋路、風(fēng)化強度情況等，專業(yè)施工人員進行紋路上風(fēng)鉆鉆孔，孔距在150mm～300mm之間，孔深盡量控制在孤石直徑的95%以上，鉆孔完成后再依次在孔內(nèi)打入專用鋼楔子，由小到大、由淺至深，使孤石分層分塊開裂，然后再破碎處理、運出。鉆孔完成清理（孔內(nèi)不得有積水、殘渣等）后，按破碎劑材料使用配比要求，用潔凈水和破碎劑按照比例進行充分?jǐn)嚢杈鶆虺蓾{體狀，然后將破碎劑漿體灌入鉆孔內(nèi)（滿灌鉆孔），按照破碎劑材料說明靜置時間（一般在3～8小時），孤石開裂后順石縫用液壓巖石劈裂機將孤石完全分開，而后根據(jù)破碎后石塊大小再破碎、運出[4]。

4 結(jié)束語

本工程開挖最大深度為9.6m，通過建設(shè)單位、勘察單位、設(shè)計單位、監(jiān)理單位、施工單位對深基坑支護類型的總結(jié)，首先對方案進行了優(yōu)化，主要是對不同的支護方案進行了對比分析，確定了最為經(jīng)濟、安全、可靠的支護方式。為確保深基坑工程的安全，在施工過程中采用分層開挖、土釘墻、錨索、腰梁、基坑監(jiān)測等多項技術(shù)措施，最終保質(zhì)、保量、保安全按期完成施工，希望能為此類工程提供經(jīng)驗。