城市淤泥質(zhì)超大基坑防護(hù)施工技術(shù)

姚蕊 祁智斌

中國水利水電第十一工程局有限公司 河南鄭州 450000

1 概述

在城市淤泥質(zhì)超大基坑防護(hù)施工，首先施工基坑四周圍護(hù)樁+高壓旋噴樁止水帷幕，隨后在圍護(hù)樁頂施工冠梁閉合成環(huán)，隨著土方開挖至支撐梁高程，施工連系梁及支撐梁，形成上層的支撐系統(tǒng)，支撐梁以下的土方及錨索腰梁施工，遵循先撐后挖的原則，開挖后及時掛網(wǎng)噴錨，嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙要求，形成一道或兩道、三道錨索，并施加預(yù)應(yīng)力。施工過程中全程降水，降水井勻分布在基坑內(nèi)。施工過程中實時監(jiān)測基坑各項指標(biāo)，保證基坑施工安全[1]。

2 施工方法

2.1 鉆孔灌注施工要點

（1）測量放線；準(zhǔn)確測量樁位，樁位用φ20mm長度為35～40cm鋼筋打入地面30cm，作為樁的中心點并做標(biāo)識，既便于尋找，又可防止機(jī)械移位時破壞樁位。

（2）鉆機(jī)就位；鉆機(jī)就位后，將鉆機(jī)鉆頭中線點對準(zhǔn)樁位中心點，在樁位四周引設(shè)十字護(hù)樁。如樁位周邊土層較差，需進(jìn)行換填或鋪設(shè)鋼板處理，防止鉆機(jī)因下沉出現(xiàn)側(cè)斜。

（3）埋設(shè)鋼護(hù)筒；鋼護(hù)筒采用8mm厚鋼板卷制而成，先采用旋挖鉆機(jī)配大一號的鉆頭，鉆至地面以下3.5m左右，然后將鋼護(hù)筒吊起放入孔內(nèi)。如下放困難，采用旋挖鉆機(jī)鉆桿從護(hù)筒四周均勻下壓，直至將護(hù)筒安放至比地面高出20cm左右位置。然后人工在護(hù)筒四周回填粘土，并進(jìn)行插搗，確保護(hù)筒四周密實，無空隙[2]。

（4）泥漿配置；旋挖鉆機(jī)在施工時，需采用泥漿進(jìn)行護(hù)壁，并平衡孔內(nèi)水壓，潤滑鉆頭，因此在開鉆前，需按照設(shè)計配合比制拌泥漿，泥漿采用水+膨潤土+外加劑進(jìn)行制拌?？紤]鉆孔樁同時施工，泥漿池的大小為單樁混凝土體積的3～4倍。每個泥漿池旁設(shè)置泥漿處理機(jī)。

（5）鉆孔；開鉆時（地表3m以內(nèi)）時，應(yīng)輕壓慢進(jìn)，適當(dāng)延長鉆進(jìn)時間，并及時將優(yōu)質(zhì)的泥漿注入孔內(nèi)，平衡地層壓力。通過鉆頭旋挖切削土體，提出孔外，打開鉆頭底蓋倒土。正常鉆進(jìn)時也要控制進(jìn)尺速度，做到輕提慢放，要求每回次不超過0.5m。

（6）清孔；鉆至設(shè)計標(biāo)高后，對孔徑、孔深、垂直度進(jìn)行檢查確認(rèn)合格后，即進(jìn)行清孔。清孔可采用抽漿方法，在清孔排渣時，必須保證孔內(nèi)水頭高度，防止塌孔。清孔后孔底沉渣厚度不大于100mm。

（7）鋼筋籠加工及安裝；鋼筋籠加工在平整硬化的場地上采用鋼筋籠滾焊機(jī)進(jìn)行加工制作。鋼筋籠吊放采用履帶吊起吊，吊裝就位后立即固定牢固。

（8）混凝土澆筑；采用導(dǎo)管法進(jìn)行水下混凝土的灌注，導(dǎo)管使用前需進(jìn)行密閉試驗，混凝土灌注時吊車吊放拆卸導(dǎo)管?；炷帘ＷC坍落度和和易性，首批混凝土保證把導(dǎo)管下口埋入混凝土的深度不少于1m。灌注開始后，緊湊、連續(xù)地進(jìn)行，嚴(yán)禁中途停工。在整個灌注過程中，導(dǎo)管埋入混凝土的深度控制在2～4m之間。灌注水下混凝土?xí)r，隨時探測鋼護(hù)筒頂面以下的孔深和所灌注的混凝土面高度，以控制樁頂標(biāo)高。

（9）樁頭破除、檢測；樁頂高出部分待混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%設(shè)計強(qiáng)度后用人工鑿除，確保樁頭質(zhì)量完好；按規(guī)范規(guī)定及設(shè)計要求對鉆孔樁采用低應(yīng)變無破損檢測法鉆孔樁的完整性進(jìn)行抽檢[3]。

2.2 高壓旋噴樁施工要點

進(jìn)行旋噴樁試樁施工，通過對3根試樁進(jìn)行滲透系數(shù)檢測，可以有效的形成止水帷幕。

（1）鉆機(jī)就位；鉆機(jī)就位后，對樁機(jī)進(jìn)行調(diào)平、對中，調(diào)整樁機(jī)的垂直度，保證鉆桿應(yīng)與樁位一致。

（2）射水試驗；首先進(jìn)行低壓射水試驗（0.5MPa），用以檢查噴嘴是否暢通，壓力是否正常。

（3）鉆孔；射水試驗后，即可開鉆，射水壓力由0.5MPa增至1.0MPa以減少摩擦，防止噴嘴堵塞。當(dāng)?shù)谝桓@桿鉆進(jìn)后，停止射水待壓力下降后，接長鉆桿，再繼續(xù)射水鉆進(jìn)，直到鉆到設(shè)計樁底位置。

（4）制漿；嚴(yán)格按照設(shè)計配合比，并視噴射效果適當(dāng)調(diào)整后確定，制漿過程中隨時測量漿液比重，每孔高噴灌漿結(jié)束后要統(tǒng)計該孔的材料用量。漿液用高速攪拌機(jī)攪制，拌制漿液必須連續(xù)均勻，攪拌時間不小于30S，一次攪拌使用時間亦控制在4h以內(nèi)。

（5）旋噴作業(yè)；鉆孔至設(shè)計高程后，即可向鉆機(jī)輸送水泥漿和壓縮空氣，待液漿從孔底冒出后，鉆桿開始旋轉(zhuǎn)和提升，由下而上進(jìn)行旋噴。施工過程中，必須時刻注意檢查漿液初凝時間、注漿流量、風(fēng)量、壓力、旋轉(zhuǎn)提升速度等參數(shù)是否符合設(shè)計要求，并隨時做好記錄。

（6）拆除鉆桿；當(dāng)?shù)谝桓@桿提出地面后，停止壓漿，待壓力下降后，迅速拆除鉆桿。

（7）沖洗；噴射完成后將注漿泵的吸水管移到水箱內(nèi)，在地面上噴射，以便把泥漿泵、注漿管和軟管內(nèi)地漿液全部排除，防止殘存的水泥漿管路堵塞。

2.3 冠梁支撐梁施工要點

（1）測量放樣；根據(jù)設(shè)計圖紙?zhí)峁┑淖鴺?biāo)計算出每道混凝土支撐中線與冠梁交點處坐標(biāo)，冠梁、外邊線坐標(biāo)，計算成果經(jīng)技術(shù)負(fù)責(zé)人復(fù)核無誤后進(jìn)行測放，并報監(jiān)理進(jìn)行復(fù)核。

（2）開挖冠梁處土體和破除鉆孔支護(hù)樁樁頂部混凝土。

①采用環(huán)切法破除鉆孔支護(hù)樁樁頂?shù)某嗷炷粒斯び蔑L(fēng)鎬鑿除至冠梁梁底標(biāo)高。將土體一次性挖到底標(biāo)高以下5cm，冠梁和支撐梁要一次性施工。②鉆孔支護(hù)樁頂部超灌混凝土鑿除時要注意保護(hù)預(yù)埋測斜管，不要將其碰斷。

（3）底部找平及墊層施工；當(dāng)混凝土支撐開挖至設(shè)計標(biāo)高后，進(jìn)行整平、復(fù)測標(biāo)高，保證底模的平整及高程位置。人工進(jìn)行找平，同時對基底進(jìn)行夯實處理，然后施作5cm厚的C15混凝土墊層，冠梁、支撐梁處墊層寬度比支撐梁兩邊邊線各寬10cm，待強(qiáng)度達(dá)到以后在冠梁邊線、混凝土支撐梁底部鋪一層2mm厚寶麗板作為底模。

（4）鋼筋綁扎。①鋼筋綁扎須嚴(yán)格按照設(shè)計及規(guī)范要求進(jìn)行。②根據(jù)設(shè)計圖紙要求，鉆孔樁鋼筋錨入冠梁內(nèi)長度不小于35d，若個別樁頭鋼筋錨固長度不夠，還需進(jìn)行補焊，如超出冠梁頂面，做彎錨處理。③箍筋應(yīng)與受力鋼筋垂直設(shè)置，箍筋彎鉤疊合處，應(yīng)沿受力鋼筋方向錯開設(shè)置。④鋼筋綁扎后嚴(yán)格實行“三檢制”，再報監(jiān)理單位驗收，經(jīng)驗收合格后方可進(jìn)行下道工序施工。

（5）模板安裝。①模板安裝必須正確控制軸線位置及截面尺寸。當(dāng)拼縫≥10mm的要用小塊模板封釘。②冠梁、混凝土支撐梁模板由鋼模、木模、斜撐、φ12對拉桿等組成，斜撐間距1.5m（采用Φ48×3.5mm的鋼管）頂在模板上，對拉桿縱向間距500mm。為防止?jié)仓炷習(xí)r漏漿，在側(cè)模內(nèi)側(cè)底端應(yīng)加設(shè)雙面膠。③模板支撐安裝必須平整、牢固、接縫嚴(yán)密不漏漿，保證混凝土澆筑質(zhì)量。④模板安裝施工結(jié)束后報監(jiān)理驗收，經(jīng)驗收合格后方可進(jìn)行下道工序施工。⑤模板拆除應(yīng)滿足設(shè)計和規(guī)范規(guī)定的強(qiáng)度要求，不得隨意拆模。

（6）混凝土澆筑。①冠梁、混凝土支撐梁混凝土強(qiáng)度符合設(shè)計要求。②砼攪拌車進(jìn)場后，應(yīng)嚴(yán)把砼質(zhì)量關(guān)，及時留置檢測樣品。③混凝土振搗采用插入式振搗器，振搗間距約為50cm，以混凝土表面泛漿，無大量汽泡產(chǎn)生為止，嚴(yán)防混凝土振搗不足或在一處過振而發(fā)生跑模現(xiàn)象。④冠梁與鋼筋混凝土支撐節(jié)點同時施工，分段分批澆筑，接頭處新老混凝土接合面按施工縫要求鑿毛處理，并將澆筑完預(yù)留鋼筋上的殘留混凝土及時清理干凈。

（7）拆模、養(yǎng)護(hù)。①待混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度時，方可進(jìn)行模板拆除，拆除模板時，需按程序進(jìn)行，禁止用大錘敲擊，防止混凝土面出現(xiàn)裂紋。②澆筑完畢后12h以內(nèi)對混凝土加以覆蓋并保濕養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不少于14d。

2.4 全套管跟進(jìn)+泥漿護(hù)壁錨索施工要點

2.4.1 測量放線定孔位、調(diào)整鉆機(jī)找方位

鉆機(jī)鉆孔開鉆前，根據(jù)設(shè)計要求和土層條件，定出孔位，做出標(biāo)記。并按預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計角度，用坡度測量儀調(diào)整好角度，然后開始鉆進(jìn)。

2.4.2 鉆、成孔

（1）全套管跟進(jìn)成孔。錨索鉆機(jī)成孔采用外套管先打進(jìn)，套管跟進(jìn)成孔。鉆機(jī)通過鉆機(jī)配置的前回轉(zhuǎn)動力驅(qū)動跟進(jìn)套管，鉆機(jī)一次驅(qū)動的一節(jié)套管長度一般為3米，套管驅(qū)動進(jìn)入的同時用接有高壓水泵的內(nèi)鉆桿將套管內(nèi)土體通過機(jī)器鉆進(jìn)壓力和水壓力將土體稀釋成泥漿并且排出孔外的方法成孔。在鉆進(jìn)砂層時注入比重為1.1～1.15的膨潤土泥漿形成泥漿護(hù)壁。

（2）成孔質(zhì)量要求?？孜辉试S偏差為水平方向≤100mm，垂直方向≤50mm，預(yù)應(yīng)力錨索鉆孔傾角為20度，傾斜度允許偏差為3%，孔深應(yīng)超過設(shè)計長度0.5m，成孔后應(yīng)清孔直至孔口流出清水為止。

2.4.3 錨索制作與下放

2.4.4 注漿

按設(shè)計要求，注漿采用純水泥漿，水灰比為0.4～0.45:1，攪漿用水為自來水，水泥為P.O.42.5普通硅酸鹽水泥。

（1）一次常壓注漿：每個孔成孔施工結(jié)束后拔出內(nèi)鉆桿，用高壓水沖洗鉆孔，即可進(jìn)行錨索一次常壓注漿。注漿壓力約0.8MPa，直到漿液從孔中溢出。

（2）二次高壓注漿：待第一次注漿漿液達(dá)到初凝強(qiáng)度后，進(jìn)行第二次高壓注漿。注漿壓力不小于2.5MPa，漿體抗壓強(qiáng)度＞30MPa。

2.4.5 張拉鎖定

錨索注漿完成后進(jìn)行砼腰梁施工，待注漿體強(qiáng)度達(dá)到75%以上且強(qiáng)度大于20MPa且腰梁達(dá)到允許張拉強(qiáng)度后方可進(jìn)行張拉，鎖定錨索于腰梁和錨定鋼板之上，每根錨索均應(yīng)按設(shè)計抗拔力標(biāo)準(zhǔn)值的0.1～0.2倍進(jìn)行預(yù)張拉，鎖定值取標(biāo)準(zhǔn)值的70～90%。

2.5 基坑降水施工要點

基坑降水采用鋼濾管降水井及基坑排水溝相結(jié)合的方法。降水井井孔直徑0.8m，采用鋼濾管以防將泥砂帶走。在基坑頂部和底部各設(shè)置一條0.3m×0.3m的封閉連通的排水溝阻斷周邊來水，在基坑頂部和底部明溝交叉點設(shè)置1m×1m×1m的集水井，使基坑內(nèi)滲水與施工廢水匯入其中，再用水泵抽入地表沉淀池沉淀后排入排洪渠中。

（1）鋼濾管直徑400mm；鋼濾管制作完成后，用吊機(jī)直接調(diào)運至降水井位置，下放到井中。

（2）確定井位成孔位置，將鉆機(jī)鉆頭中線點對準(zhǔn)孔位中心點開鉆；如孔位周邊土層較差，需進(jìn)行換填或鋪設(shè)鋼板處理，防止鉆機(jī)因下沉出現(xiàn)側(cè)斜。

（3）鋼護(hù)筒采用8mm厚鋼板卷制而成，旋挖鉆機(jī)鉆至地面以下3.5m左右，然后將鋼護(hù)筒吊起放入孔內(nèi)。如下放困難，采用旋挖鉆機(jī)鉆桿從護(hù)筒四周均勻下壓，直至將護(hù)筒安放至比地面高出20cm左右位置。然后人工在護(hù)筒四周回填粘土，并進(jìn)行插搗，確保護(hù)筒四周密實，無空隙。

（4）旋挖鉆機(jī)在施工時，需采用泥漿進(jìn)行護(hù)壁，并平衡孔內(nèi)水壓，潤滑鉆頭，因此在開鉆前，需按照設(shè)計配合比制拌泥漿，泥漿采用水+膨潤土+外加劑進(jìn)行制拌。

（5）開鉆時時，應(yīng)輕壓慢進(jìn)，適當(dāng)延長鉆進(jìn)時間，并及時將優(yōu)質(zhì)的泥漿注入孔內(nèi)，平衡地層壓力。鉆進(jìn)時要控制進(jìn)尺速度，做到輕提慢放，要求每回次不超過0.5m。

（6）鉆至設(shè)計標(biāo)高后，對孔徑、孔深、垂直度進(jìn)行檢查確認(rèn)合格后，即進(jìn)行清孔。清孔可采用抽漿方法，在清孔排渣時，必須保證孔內(nèi)水頭高度，防止塌孔。清孔后孔底沉渣厚度不大于100mm。

（7）下鋼濾管前檢查鋼濾管是否完好，鋼濾管確保在井孔居中不歪斜。

（8）填濾料從井四周均勻緩慢填入，避免造成孔內(nèi)架橋現(xiàn)象，填料高度嚴(yán)格按設(shè)計要求執(zhí)行。

（9）安裝滿足設(shè)計要求的潛水泵，并進(jìn)行試抽水。

3 結(jié)語

城市淤泥質(zhì)超大基坑防護(hù)施工通過理論與實踐結(jié)合，優(yōu)化基坑防護(hù)施工技術(shù)，有效控制了超大基坑施工造成周圍建筑物的不均勻沉降，深基坑施工全過程處于安全、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的可控狀態(tài)，為施工領(lǐng)域積累可靠經(jīng)驗，同時也為淤泥質(zhì)超大基坑開挖施工提供寶貴的實踐依據(jù)和借鑒。