建筑工程中的深基坑支護施工技術(shù)分析 以擬建項目為例

顧仲稷

0 引言

擬建項目位于廣東省深圳市，項目總建筑面積102 256.00m，用地面積為47 824.17m，擬建一層地下室，用地紅線范圍為不規(guī)則多邊形，呈南北短—東西長格局，基坑支護總長為561m，基坑面積32 136.4m，采用旋挖灌注樁+高壓旋噴樁支護。據(jù)實地勘查結(jié)果顯示，場地工程地質(zhì)條件一般，基坑壁主要為填土、粉質(zhì)黏土、砂質(zhì)粘性土、風(fēng)化巖。整體上地質(zhì)力學(xué)性能較差，易擾動，且風(fēng)化巖具有遇水崩解的特性，處理不當(dāng)容易誘發(fā)基坑崩塌和滲透失穩(wěn)，必須加強工藝控制和流程管理。

1 深基坑支護項目施工流程安排

項目整體遵循如下流程：施工準(zhǔn)備→基坑放線→周邊臨近建筑調(diào)查、地下管線調(diào)查核實→障礙清除，管線改線或保護及標(biāo)示→平場、平整壓實地面→支護樁、高壓旋噴樁→樁頂冠梁→第一層土方開挖、放坡網(wǎng)噴、樁間護壁施工→坑頂截水溝、沉淀池、地面硬化、安全護欄施工→土方分層開挖、樁間護壁施工→坑底排水溝、集水坑施工→坑底30cm 人工清底→坑底混凝土墊層封閉→基坑驗收。

2 深基坑支護項目前期準(zhǔn)備工作

深基坑支護項目復(fù)雜性、專業(yè)性特征顯著，地層地質(zhì)對外界因素反應(yīng)敏感，因此前期必須做好準(zhǔn)備、調(diào)查工作，首先要充分關(guān)注環(huán)境要素，綜合運用人工調(diào)查、儀器測量等方式開展排查，防止基坑結(jié)構(gòu)損壞周邊管線、地下設(shè)施，嚴(yán)格復(fù)核基坑平面定位、深度參數(shù)等，如有異常及時聯(lián)系設(shè)計單位核實調(diào)整，同時對現(xiàn)場環(huán)境進行硬化處理，防止地表水、雨水下滲蓄積，影響基坑支護施工，沒有特殊要求時采用素C20 混凝土材料即可，厚度控制在100mm 為佳，坑邊至用地紅線范圍內(nèi)均需硬化。其次要重點把握材料要素，支護工程中使用的原材料、半成品、成品等，均應(yīng)具備出廠合格證，規(guī)格型號與設(shè)計方案保持一致。本工程中鋼筋主要采用HPB300、HRB400 級，當(dāng)直徑＜20mm 時，允許采用綁扎搭接或焊接；20mm ≤直徑＜25mm時，宜采用機械連接或焊接；直徑≥25mm，必須采用機械連接。最后還應(yīng)把握好人員、設(shè)備等要素，做好技術(shù)交底與設(shè)備調(diào)試，保障施工順利開展。

3 深基坑支護施工技術(shù)要點

3.1 支護樁施工要點

為保障支護樁作業(yè)寬度充足，施工前應(yīng)當(dāng)做好土地平整工作，并客觀分析塌孔、縮頸等隱患出現(xiàn)概率，適當(dāng)采取預(yù)防措施。本工程中支護樁采用旋挖樁，直徑設(shè)計為1 000mm，樁體間距1 200/1 600mm，集水坑等局部區(qū)域存在超深現(xiàn)象，樁體長度應(yīng)隨之增長，加長長度與超深深度保持一致。樁芯混凝土采用水下灌注工藝，垂直度偏差控制在0.3%以內(nèi)，樁位偏差小于50mm，沉渣厚度小于100mm，考慮到灌樁環(huán)節(jié)存在鑿除泛漿的需求，因此灌注施工高度要適當(dāng)加高，比設(shè)計樁頂標(biāo)高高出0.5～1.0m 即可。支護樁所用鋼筋籠通常采用預(yù)制方式，現(xiàn)場起吊、安裝過程中，要重點做好防變形處理，于加勁箍部位設(shè)置吊點，縱筋以焊接方式連接，對于同一截面來說，焊接接頭數(shù)量不能大于50%，相鄰接頭間距則不能小于35d（d 為縱筋最大直徑）。

3.2 旋噴樁及冠梁施工要點

樁間的旋噴樁在相鄰支護樁成樁3d 后允許噴漿，操作環(huán)節(jié)將鄰近支護樁樁頂挖開，并于兩樁之間定位，與支護樁之間留出充足的搭接寬度，細骨料宜選用中粗砂，含泥量應(yīng)小于3%，粗骨料宜選用粒徑不大于20mm 的級配礫石，水灰比控制在0.4～0.45。本工程實地分析后，將旋噴樁有效直徑設(shè)計為0.6m，采用雙重管法工藝，水泥用量不少于130kg/m，試驗后水灰比設(shè)定為1.0，樁體抗壓強度可達1.0MPa 以上。為確保參數(shù)科學(xué)性，正式施工前還進行了試樁操作，最終將水泥漿液流壓力下限值設(shè)定為20MPa，氣壓下限值設(shè)定為0.7MPa，注漿管提升速度按0.10～0.25m/min 控制，分段提升的搭接長度不應(yīng)小于100mm。施工環(huán)節(jié)鉆機要保證水平安放，鉆桿保持垂直，垂直度允許偏差不得大于0.5%，整個注漿過程采用隔孔分序的布置方式，相鄰孔噴射注漿間隔時間不宜小于24h，同時做好孔位、孔深觀測，若發(fā)現(xiàn)鉆孔內(nèi)出現(xiàn)異常涌水、漏水情況，則要及時報告并采取相應(yīng)的補救措施。冠梁施工階段混凝土保護層厚度控制在40mm 左右，樁頂鑿開直至露出新鮮混凝土面，清理浮漿、渣土后開始澆筑，保證排樁、冠梁之間連接穩(wěn)固。

3.3 土方開挖施工要點

土方開挖前要進行專項方案設(shè)計，重點關(guān)注開挖期間的臨時排水措施，配備合適的機械設(shè)備，對支護樁混凝土結(jié)構(gòu)進行強度檢測，達到設(shè)計強度的80%之后，方可開始施工。整個流程遵循分段分層、均衡對稱、先中間后四周的原則，分層高度控制在2.0m 以內(nèi)，分段長度約30m，堅決禁止超挖，上層施工完成后，適時收集監(jiān)測數(shù)據(jù)，確認結(jié)果正常后再開始下層施工。開挖施工結(jié)束后，立即封閉基坑，防止長時間暴露、浸水，后續(xù)的地下結(jié)構(gòu)施工也應(yīng)盡快展開，過程中避免觸碰支護結(jié)構(gòu)及基坑排水設(shè)施。

3.4 樁間護壁及網(wǎng)噴施工要點

樁間護壁及網(wǎng)噴施工環(huán)節(jié)，要嚴(yán)格控制混凝土質(zhì)量，強度等級應(yīng)當(dāng)達到C20，優(yōu)先選用普通硅酸鹽水泥，含水量控制在5%至7%，如有使用速凝劑的需求，則要提前做好相容性試驗及水泥凈漿凝結(jié)效果試驗?；旌狭吓浔瓤茖W(xué)性對護壁強度影響較大，施工時要做好誤差控制，水泥和速凝劑稱重允許偏差為±2%，砂石材料稱重允許偏差則為±5%。本工程中樁間網(wǎng)噴護壁、放坡網(wǎng)噴面層厚度均設(shè)定為100mm，噴射作業(yè)遵循分段分片施工方案，單次噴射厚度控制在30～80mm 為宜，噴頭與受噴面保持垂直，距離維持在0.6 至1.0m 左右，回彈率不得大于15%。在噴射混凝土終凝2h 后，開展噴水養(yǎng)護工作，通常情況下養(yǎng)護周期為3～7d。

3.5 集水井及截排水溝施工要點

為避免土方開挖過程中作業(yè)面大量積水的問題，施工環(huán)節(jié)要及時設(shè)置臨時排水溝、集水坑、疏干井等對積水進行抽排，搭建前注意抽樣檢驗磚塊質(zhì)量，防止劣質(zhì)材料混入。采用錯縫組砌方式，錯搭長度不得小于一塊長的1/3，砌筑用砂漿要隨拌隨用，稠度控制在5～7cm 為佳，鋪灰長度控制在30～50cm。當(dāng)基坑開挖至設(shè)計底標(biāo)高后，即可開始排水溝施工，爭取在最短時間內(nèi)形成有效的地下水集結(jié)和排放體系，減少地下水對基坑底的侵擾，同時綜合考慮降雨因素，在集水井內(nèi)配置適當(dāng)數(shù)量的潛水泵，保障基坑原土層穩(wěn)定性。集水井、排水溝長期運行，可能會提升淤泥沉積、設(shè)備堵塞風(fēng)險，因此要定期做好人工疏導(dǎo)、清淤工作，降低淤堵概率。

4 深基坑支護監(jiān)測及質(zhì)量檢驗

深基坑施工潛在風(fēng)險因素較多，為保證基坑穩(wěn)定性，減少土方開挖對周邊建筑的影響，施工過程中還必須做好實時監(jiān)測工作，監(jiān)測項目包含坑頂變形情況、道路及管道沉降情況以及地下水位情況等，監(jiān)測點埋設(shè)方法、間距、選用儀器等均要符合《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50497-2019）相關(guān)規(guī)定，本工程中基坑監(jiān)測指標(biāo)可見表1。

表1 基坑監(jiān)測指標(biāo)允許值

各環(huán)節(jié)施工結(jié)束后，也要根據(jù)設(shè)計要求及時開展質(zhì)量檢測，采用聲測法對樁身完整性進行檢測，聲測管每根樁埋設(shè)2根，抽檢數(shù)量為總數(shù)的20%；當(dāng)有Ⅲ、Ⅳ類樁時應(yīng)采用鉆芯法補充檢測，檢測數(shù)量不少于總樁數(shù)的1%，且不少于3 根，噴射混凝土厚度、強度則采用鉆孔檢測，面層厚度檢測鉆孔數(shù)每100m一組，每組不少于3 點；面層強度檢測鉆孔數(shù)每300m一組，每組不少于3 點，最大限度保證基坑支護施工質(zhì)量。

5 結(jié)論

深基坑支護工程工藝難度大、風(fēng)險等級高，施工環(huán)節(jié)有必要采用全過程、動態(tài)化的管理思維，前期做好地質(zhì)環(huán)境、地下管線等的調(diào)查、摸排工作，及時對現(xiàn)場地面進行硬化處理，嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān)；正式開工后則要明確支護樁、旋噴樁等的施工技術(shù)要點，將定位偏差、垂直度偏差等控制在合理范圍之內(nèi)，定期清淤疏浚，保持集水井、截排水溝暢通，防止堵塞水泵；各環(huán)節(jié)施工完畢后，也要加強現(xiàn)場監(jiān)測和質(zhì)量檢驗，確?？禹斪冃巍⒌缆烦两档仍谠试S范圍之內(nèi)，全面提升深基坑支護工程質(zhì)量。