高層民用建筑深基坑施工工藝

張世明 國(guó)安建設(shè)有限公司

1 前言

建筑深基坑是建筑施工全流程中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，但其施工難度較高、干擾因素較多，要求工程人員做深入的探討，遵循因地制宜的原則，合理應(yīng)用施工工藝，充分保證深基坑的施工質(zhì)量。

2 工程概況

某高層民用建筑工程，深基坑開(kāi)挖采取的是放坡明挖的作業(yè)方法，坡率1:1.2，以6m為一個(gè)分級(jí)，兩級(jí)間設(shè)寬度為3.0m的平臺(tái)。支護(hù)采用的是d800@1100排樁+錨索體系相綜合的方案，支護(hù)樁與地道主體結(jié)構(gòu)側(cè)壁間預(yù)留約1.5m的空隙，后續(xù)向該處回填中粗砂。

3 冠梁施工工藝

3.1 鋼筋的制作與安裝

（1）測(cè)量放線后，確定冠梁的中心十字線及邊線，利用墨線彈出。以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)，由專(zhuān)員組織冠梁鋼筋的綁扎作業(yè)。（2）鋼筋焊接時(shí)，采用的是電弧焊的方法，單面焊、雙面焊的焊縫長(zhǎng)度分別不小于10d、5d（d為鋼筋直徑），并要求焊接接頭交錯(cuò)排列。（3）在接頭長(zhǎng)度區(qū)段內(nèi)，同一根鋼筋不可同時(shí)存在兩個(gè)接頭，要求接頭的截面積不超過(guò)總截面積的50%。（4）嚴(yán)格控制綁扎接頭末端與鋼筋彎折處的距離，要求該值至少達(dá)到10d。箍筋與受力筋保持垂直的位置關(guān)系，成型的鋼筋保護(hù)層的厚度需滿足要求。

3.2 模板的安裝

在使用模板前，先做詳細(xì)的檢查，包含尺寸、強(qiáng)度、表面潔凈程度等，待各方面均滿足要求后，方可投入使用。以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)，由施工人員將模板精準(zhǔn)安裝到位。在模板背面設(shè)主肋和次肋，共同發(fā)揮出支撐的作用。木模板與混凝土接觸的表面需足夠光潔，在使用前需對(duì)不滿足要求的部位做刨光處理。關(guān)于模板安裝示意圖，如圖1所示。

圖1 模板安裝

4 混凝土澆筑

（1）分層澆筑混凝土并振搗，單層厚度為30cm，澆筑作業(yè)利用溜槽完成，振搗采用的是插入式振動(dòng)器。下層混凝土初凝或重塑前，需確保上層混凝土澆筑到位，否則易影響層間結(jié)合穩(wěn)定性。（2）為有效控制混凝土的分層厚度，在混凝土澆筑前需在冠梁角點(diǎn)的豎向鋼筋上確定分層的具體位置并刷涂紅油漆，形成醒目的標(biāo)記，作為分層的控制依據(jù)。（3）混凝土振搗時(shí)，嚴(yán)格控制設(shè)備的單次移動(dòng)距離，通常以50cm～70cm為宜，不可碰觸側(cè)模，否則易由于模板失穩(wěn)而影響混凝土的澆搗質(zhì)量，混凝土振搗器與側(cè)模需保持5cm～10cm的距離。振搗需做到快插慢拔，盡快插入混凝土內(nèi)，后以緩慢的速度拔出，可保證混凝土的密實(shí)性（若拔出過(guò)快，將形成空洞，混凝土成型后結(jié)構(gòu)的密實(shí)性難以得到保證）?？紤]到相鄰兩層需穩(wěn)定結(jié)合的要求，在本層振搗時(shí)，需要將振動(dòng)器插入下層5cm～10cm。（4）經(jīng)混凝土振搗作業(yè)后，若混凝土面無(wú)下沉、無(wú)氣泡冒出、有泛漿現(xiàn)象，則表面振搗效果良好，可以結(jié)束該點(diǎn)位的振搗作業(yè)，轉(zhuǎn)向下一振搗點(diǎn)位。

5 拆模及養(yǎng)生

承臺(tái)側(cè)模的拆除時(shí)間要求為：混凝土完全滿足強(qiáng)度要求，在拆模過(guò)程中混凝土表面及棱角均不會(huì)受損。在混凝土的抗壓強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa后可以組織承臺(tái)側(cè)模的拆除作業(yè)。

利用覆蓋土工布并灑水的方式養(yǎng)護(hù)冠梁。養(yǎng)護(hù)全過(guò)程中，混凝土的表面需始終保持濕潤(rùn)的狀態(tài)；若現(xiàn)場(chǎng)氣溫在5℃以內(nèi)，為避免混凝土凍傷，需采取保溫養(yǎng)護(hù)的方法，且不可灑水。通常養(yǎng)護(hù)時(shí)間需達(dá)到7d，具體根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)延長(zhǎng)。

6 土方開(kāi)挖及防護(hù)施工工藝

6.1 基坑的土方開(kāi)挖

（1）土方開(kāi)挖采用的是普通挖掘機(jī)，分層、分塊有序開(kāi)挖，嚴(yán)格控制單次開(kāi)挖量，通常分層開(kāi)挖深度不超過(guò)2.5m，不可超欠挖。每完成一層的開(kāi)挖作業(yè)后，及時(shí)做網(wǎng)噴護(hù)坡處理，通過(guò)此方式防護(hù)新暴露出的坡面，使其維持穩(wěn)定。（2）對(duì)于有立柱的內(nèi)支撐體系，待開(kāi)挖至該結(jié)構(gòu)的周邊位置后，需轉(zhuǎn)為人工作業(yè)的方法，安排人員清理立柱周邊的土體，局部用挖掘機(jī)輔助作業(yè)。在現(xiàn)場(chǎng)安排足量的自卸車(chē)，將開(kāi)挖后的土方裝車(chē)外運(yùn)、（3）嚴(yán)格控制開(kāi)挖尺寸，保證開(kāi)挖的精細(xì)性；對(duì)于基坑周邊3m內(nèi)，考慮到其較為薄弱的特點(diǎn)，不可在該處堆載，否則易由于承載能力不足而發(fā)生坍塌事故。（4）深基坑的尺寸較大，建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，在開(kāi)挖時(shí)需要加強(qiáng)防護(hù)，機(jī)械設(shè)備不可碰觸支護(hù)結(jié)構(gòu)、測(cè)量標(biāo)志以及監(jiān)測(cè)元件等相關(guān)既有的設(shè)施，同時(shí)也不可損傷防滲帷幕。（5）在距基坑設(shè)計(jì)標(biāo)高500mm的位置精準(zhǔn)抄出水平線，在該處穩(wěn)定打設(shè)小木橛，安排施工人員將暫留土層挖走，再進(jìn)一步清理基坑底部的浮土。（6）經(jīng)過(guò)前述處理后，使基坑底保持平整、潔凈的狀態(tài)，此時(shí)可按照規(guī)范安排質(zhì)量驗(yàn)收。

6.2 錨索施工

（1）鉆孔。鉆孔所用設(shè)備為潛孔沖擊式鉆機(jī)。在鉆進(jìn)時(shí)，根據(jù)要求將鉆桿擺放至指定的位置，鉆桿用完、孔深也恰好可以滿足設(shè)計(jì)要求。鉆孔深度需略大于錨索設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，以超出0.5m左右較為合適。鉆孔作業(yè)落實(shí)到位后，逐根將預(yù)先設(shè)置的鉆桿和鉆具拔出，詳細(xì)清理沖擊器，使其保持潔凈的狀態(tài)。用一根聚乙烯管復(fù)核孔深，向孔內(nèi)注入高壓風(fēng)，深度清理內(nèi)部殘留的粉塵等雜物，使孔內(nèi)保持潔凈，且孔深不少于錨索設(shè)計(jì)長(zhǎng)度。緩慢地將聚乙烯管拔出，再對(duì)孔口做填塞處理，以免雜物落入其中。（2）錨索的制作。為提高施工效率，在鉆孔過(guò)程中同步開(kāi)展錨索編制工作。張拉端采用直線形狀，內(nèi)錨固段采用波紋形狀。在編制錨索時(shí)，鋼絞線截?cái)嘤嗔堪?0mm控制，將經(jīng)過(guò)截?cái)嗵幚砗蟮匿摻g線置于作業(yè)臺(tái)架上，精準(zhǔn)測(cè)定其內(nèi)錨固段和錨索設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，并做好標(biāo)記。張拉段每1m扎一道緊固環(huán)，穿套塑料管起到防護(hù)作用，向內(nèi)涂抹黃油；對(duì)于內(nèi)錨固段，則按照60cm～100cm的間距依次穿對(duì)中隔離支架。在錨索端頭套上導(dǎo)向帽，完成錨索的制作工作。（3）錨索的安裝。鉆孔成型且錨索滿足質(zhì)量要求后，核對(duì)錨索編號(hào)與孔的編號(hào)，要求兩者形成相對(duì)應(yīng)的關(guān)系。利用高壓風(fēng)清孔，使內(nèi)部保持潔凈，若無(wú)誤則開(kāi)始安裝錨索。錨索的安裝是一項(xiàng)精細(xì)化工作，需注重對(duì)細(xì)部作業(yè)質(zhì)量的控制：詳細(xì)檢查定位止?jié){環(huán)和限位環(huán)的結(jié)構(gòu)以及位置，若受損則予以更換，若偏位則做出調(diào)整；檢查排氣管的位置以及內(nèi)部狀態(tài)，需要精準(zhǔn)就位且保持暢通；將錨索送入孔內(nèi)時(shí)，不可一次性將其完全送入，待定位止?jié){環(huán)到達(dá)孔口位置時(shí)，暫時(shí)停止推送，將注漿管和單向閥門(mén)安裝到位，再向下推送錨索；錨索到達(dá)指定位置后，再次檢查排氣管的內(nèi)部情況，若存在不暢通的問(wèn)題，及時(shí)將錨索拔出，清理內(nèi)部的雜物，后再次送索。（4）錨固法注漿。注漿所用設(shè)備為注漿機(jī)，注漿全程壓力穩(wěn)定在0.3MPa～0.6MPa。下傾的孔，將該注漿管插至孔底，向孔底注入砂漿，通過(guò)錨索孔外排空氣，使內(nèi)部被漿液有效填充；上傾的孔和水平的孔，則從孔口處注入砂漿，在壓力作用下將其推送至孔底，經(jīng)由排氣管排出內(nèi)部夾雜的空氣。隨注漿進(jìn)程的推進(jìn)，待排氣管不再排氣且壓出稀水泥漿時(shí)，則表明注漿已經(jīng)達(dá)到飽滿的狀態(tài)。對(duì)于下傾錨索注漿，則重點(diǎn)關(guān)注砂漿位置指示器，根據(jù)該裝置的顯示結(jié)果控制注漿的位置。（5）錨墩的設(shè)置。錨墩具有傳力的作用，可以將錨具的集中荷載傳遞至巖面，與此同時(shí)還具有調(diào)整巖面受力方向的作用。錨墩上表面與錨索軸線需保持垂直的位置關(guān)系，提前將一根薄壁鋼管與錨墊板正交焊牢，在正式組織錨墩混凝土澆筑作業(yè)前，將鋼管的另一端插入鉆孔內(nèi)即可。

6.3 錨索的張拉

張拉前先準(zhǔn)備好張拉設(shè)備并標(biāo)定，后續(xù)使用中若存在壓力表受損或是拆裝千斤頂?shù)那闆r，則需重新標(biāo)定。根據(jù)錨索的鋼絞線數(shù)量采取合適的張拉方法：若錨索的鋼絞線數(shù)量較少，則整體分級(jí)張拉，每級(jí)持荷穩(wěn)定時(shí)間控制在2min～3min；若錨索的鋼絞線數(shù)量較多，考慮到鋼絞線受力一致性的要求，宜先單根張拉，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步做補(bǔ)償張拉處理（時(shí)間可在單根張拉結(jié)束3d后）。

6.4 封孔注漿

經(jīng)過(guò)錨索張拉后，封孔注漿。對(duì)于下傾錨索，向預(yù)留孔內(nèi)插入合適尺寸的注漿管，使管口與錨固段頂面保持約50cm的距離；對(duì)于上傾和水平錨索，兩部分則利用預(yù)留注漿管完成注漿作業(yè)。

6.5 外部的防護(hù)

注漿后，截去多余的部分（從錨具量起，留50mm），此后在外側(cè)施作水泥砂漿保護(hù)層，厚度至少為50mm。

施工質(zhì)量控制至關(guān)重要，需成立QC小組，由專(zhuān)員參與到日常質(zhì)量管控工作中，采取行之有效的管理方法，消除施工中的阻礙因素，根據(jù)實(shí)際情況優(yōu)化施工工藝，協(xié)調(diào)好鉆孔、注漿、張拉、封錨等相關(guān)工序，保證各處的施工質(zhì)量，有條不紊地推進(jìn)施工進(jìn)程。對(duì)于各項(xiàng)施工數(shù)據(jù)以及質(zhì)量檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，均要完整記錄，作為后續(xù)分析的參考依據(jù)。

6.6 掛網(wǎng)噴射混凝土

（1）掛網(wǎng)噴射混凝土施工所用設(shè)備為噴射機(jī)，要求其具足夠的密封性。骨料最大粒徑為25mm，輸送的水平距離＜100m，垂直距離＜30m。（2）正式噴射施工前，對(duì)機(jī)械設(shè)備、管線等做詳細(xì)的檢查，要求其均可以正常使用；詳細(xì)清理受?chē)娒?，并埋設(shè)用于控制噴射厚度的標(biāo)志，給混凝土噴射施工提供參考依據(jù)。（3）分段、分片有序噴射施工，同一段按自下而上的順序操作，單次噴射厚度40mm～70mm。噴頭與受?chē)娒姹３执怪钡奈恢藐P(guān)系，間距0.6mm～1.0m。（4）噴射混凝土終凝2h后，進(jìn)入養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)，采取的是噴水養(yǎng)護(hù)的方法，時(shí)間通常為3d～7d，具體根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)氣溫以及混凝土的成型情況而定。

6.7 鋼筋加工技術(shù)要點(diǎn)

（1）在使用前詳細(xì)檢查鋼筋，判斷其表面是否附著油污、鐵銹等雜物，若有則予以清理，使鋼筋維持潔凈，否則將影響鋼筋與混凝土的握裹力。若鋼筋有彎曲的現(xiàn)象，則調(diào)直。鋼筋不可存在明顯的擦傷，且其實(shí)際抗拉強(qiáng)度需達(dá)標(biāo)。（2）根據(jù)使用要求做切斷處理，得到尺寸合適的鋼筋，此項(xiàng)操作宜遵循先斷長(zhǎng)料、后斷短料的原則，能夠減少鋼筋的損耗量。若鋼筋有劈裂或是彎頭等異常狀況，則予以切除。（3）在鋼筋彎曲處理時(shí)，需要保證平面上無(wú)翹曲的情況；鋼筋彎曲點(diǎn)處不可形成裂縫；鋼筋末端的凈空直徑不小于鋼筋直徑的2.5倍；鋼筋成形后的偏差需控制在許可范圍內(nèi)。（4）噴射施工所用材料為混凝土，按照水泥∶砂∶碎石=1∶2∶2.5的配合比取用材料，做充分的攪拌，制得均勻性較好的混合料。攪拌時(shí)間至少達(dá)到2min，盡可能做到隨拌隨用，存放時(shí)間不宜超過(guò)2h，否則混凝土將在使用前便初凝。

7 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在高層民用建筑工程施工中，深基坑為重點(diǎn)內(nèi)容之一，切實(shí)做好深基坑的建設(shè)工作有利于后續(xù)工作的開(kāi)展。在本文中，則以工程實(shí)例為依托，著重對(duì)高層民用建筑深基坑施工工藝展開(kāi)探討，希望所提內(nèi)容可作為同仁的參考。