建筑工程中的深基坑支護(hù)施工研究

羅成浩

中鐵十六局集團(tuán)城市建設(shè)發(fā)展有限公司 北京 100018

某國際廣場基坑支護(hù)工程為4 層地下室，基坑開挖后支護(hù)高度約20.0m，采用“樁錨+ 止水帷幕”支護(hù)方式，坑頂為既有市政道路以及已建建筑物（4～6 層磚混結(jié)構(gòu)民房，距離基坑開挖線約10.0m），為控制變形，錨索采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線，預(yù)應(yīng)力鎖定值550kN，為縮短施工工期，腰梁采用雙拼工字鋼。鎖定過程中工字鋼腰梁出現(xiàn)麻花狀破壞，分析其原因，主要因?yàn)殒i定值較大，基坑開挖面平整度不夠，鎖定時(shí)扭矩過大，工字鋼出現(xiàn)麻花狀受扭破壞。針對(duì)該現(xiàn)場情況，本工程在工字鋼腰梁與基坑側(cè)壁空隙處設(shè)置型鋼墊塊，再次對(duì)錨索張力鎖定，施工順利進(jìn)行且效果良好。

再例如某城基坑支護(hù)工程，該項(xiàng)目為兩層地下室，處理段支護(hù)高度約9.0m，坡頂開裂地段采用“樁錨”支護(hù)形式，土質(zhì)主要為回填土及粉質(zhì)粘土?；邮┕ね瓿珊?，因上部填土較厚，連日暴雨情況下，局部地段坡頂出現(xiàn)較為嚴(yán)重的變形?？紤]基坑施工已完成，重新增補(bǔ)預(yù)應(yīng)力錨索施工困難且工期較慢，針對(duì)該現(xiàn)場情況，在該處理段范圍內(nèi)采用坡頂注漿加固處理，即在坡頂設(shè)置3 排垂直注漿孔，孔徑110mm，孔底進(jìn)入粉質(zhì)黏土≥1.5m，注漿孔間距1.0m×1.0m，注漿壓力0.3～0.5MPa，注漿花管設(shè)置注漿花眼，花眼直徑5～8mm，每截面按120°布置3 個(gè)，截面間距0.8m；注漿時(shí)在坡頂及基坑側(cè)壁進(jìn)行觀測，如有地面隆起或其他不利狀況出現(xiàn)，應(yīng)及時(shí)減小注漿壓力，確保施工對(duì)周邊環(huán)境無較大影響，注漿加固后基坑穩(wěn)定性控制良好，變形得以控制。

1 工程概況

選取項(xiàng)目地處保定市蓮池區(qū)楊莊鄉(xiāng)，周邊靠近焦銀路、天威東路以及裕華東路，整體地勢平坦，無明顯起伏。項(xiàng)目共計(jì)用地面積2533 畝，建筑面積超過57 萬m2，地上建筑面積超過38 萬m2。

2 設(shè)計(jì)要求

設(shè)計(jì)參數(shù)見表1，帶※的參數(shù)表示經(jīng)驗(yàn)值。

表1 巖土設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）設(shè)計(jì)方案應(yīng)合理把控施工成本投入，確保其質(zhì)量達(dá)到業(yè)內(nèi)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

（2）本項(xiàng)目中，基坑A 剖面～D 剖面最終的安全等級(jí)都必須達(dá)到2 級(jí)。

（3）周邊荷載的規(guī)定。基坑周圍2m 以內(nèi)嚴(yán)禁出現(xiàn)堆載，A 支護(hù)剖面～D 支護(hù)剖面基坑2m 外最終產(chǎn)生的荷載大小需維持在20kPa 以下。

（4）土體相關(guān)參數(shù)嚴(yán)格按照表1。

（5）項(xiàng)目完工后本基坑最長使用年限為1 年。

3 支護(hù)方案及技術(shù)

首先，下閘安置區(qū)地下3 層樓座與地庫基坑部分挖深需控制在9.22 ～9.47m，加深坑基坑深度則需達(dá)到11.9m；地下2 層樓座與地庫基坑的深度應(yīng)控制在5.27～5.87m，該部位加深坑基坑深度需達(dá)到8.1m。為了避免埋下安全隱患，節(jié)省施工成本，項(xiàng)目決定，A 剖面和C剖面設(shè)定為土釘墻支護(hù)、D 剖面設(shè)定為放坡+ 掛網(wǎng)噴混支護(hù)、B 剖面則設(shè)定為復(fù)合土釘墻支護(hù)。

其次，該項(xiàng)目整體施工順序?yàn)椋哼M(jìn)行施工前的準(zhǔn)備，收拾現(xiàn)場、提前擺放好項(xiàng)目所需的設(shè)備、材料；進(jìn)行定位防線，隨后按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)開挖；噴涂混凝土；檢查驗(yàn)收。

最后，整個(gè)項(xiàng)目中耗費(fèi)時(shí)間最長的工序包含支護(hù)、噴錨、分層分段開挖以及噴射混凝土，為了節(jié)約工期，剩余工序均可視實(shí)際情況同步開展。

3.1 開挖方法

（1）結(jié)合本項(xiàng)目實(shí)際情況，整個(gè)開挖需分成兩大部分進(jìn)行。其中，主樓部分施工注意事項(xiàng)：施工人員首次開挖到距樓座槽底標(biāo)高1m 左右的間距時(shí)，開始樓座CFG 樁的施工；前期施工完成后，才能對(duì)剩余部分進(jìn)行開挖。

（2）再次挖土?xí)r，施工人員必須嚴(yán)格規(guī)范施工操作，避免觸碰到圍護(hù)結(jié)構(gòu)、工程樁等。使用機(jī)械進(jìn)行施工時(shí)，必須保證機(jī)械與土層標(biāo)高之間有20～30cm 的距離，開挖結(jié)束后應(yīng)及時(shí)清掃底部浮土[1]。若項(xiàng)目所處環(huán)境土質(zhì)條件不佳，應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行超挖，或?qū)植繀^(qū)域進(jìn)行超挖，其具體情況視項(xiàng)目實(shí)際需求決定。

（3）對(duì)于深淺基礎(chǔ)交接的位置，必須嚴(yán)格依照先深后淺的順序開展施工，開挖至樁基部位時(shí)，需要使用挖掘機(jī)對(duì)其進(jìn)行清理。

（4）施工人員先開挖至自然地坪以下3m 的位置，將其作為錨桿支護(hù)的工作面，其具體寬度大小視實(shí)際情況決定，通?？刂圃?5～20m。項(xiàng)目決定同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)施工段的施工工作，所有操作需要嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行。

（5）整個(gè)開挖工序共計(jì)使用6 架挖土機(jī)，挖掘的同時(shí)需要適當(dāng)進(jìn)行修坡，可以在周邊安裝土釘墻，防止周圍的土方出現(xiàn)塌落。其中，第二次開挖需采用人工開挖的方式開展工作，不可出現(xiàn)超挖等問題，以免破壞底層結(jié)構(gòu)。待開挖至基底后，應(yīng)及時(shí)與負(fù)責(zé)驗(yàn)收基槽的部門聯(lián)系，經(jīng)驗(yàn)收合格后即可開始?jí)|層部分的澆筑。

3.2 土釘墻及噴射混凝土施工

（1）結(jié)合本項(xiàng)目實(shí)際條件，施工人員對(duì)基坑周邊內(nèi)邊坡施工時(shí)，可以借助土釘掛網(wǎng)噴混支護(hù)技術(shù)[2-3]，且所有操作必須按照規(guī)定進(jìn)行。因此，施工人員進(jìn)行噴面時(shí)必須注意如下內(nèi)容：首先，所有坡面、散水在支護(hù)時(shí)都應(yīng)選用Φ8.0@200mmch3200mm 的鋼筋網(wǎng)片。其次，使用C20混凝土作為面板的噴射原料，具體厚度參照設(shè)計(jì)圖紙?；炷羶?nèi)各個(gè)成分使用量應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場施工情況決定，確保最終不出現(xiàn)明顯垮塌、反彈，回彈率在15%以內(nèi)即可。再次，施工人員應(yīng)先噴射部分混凝土，再鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)與坡面之間的硅厚度必須大于等于2cm。最后，所有噴料需在施工現(xiàn)場拌制，使用前還需要再次攪拌；噴射應(yīng)分層分段、由上而下有序開展施工；需要注意的是由于粉土中極易摻雜砂層透鏡體，因此及時(shí)噴護(hù)非常必要。

（2）施工工藝流程。①基坑的開挖與修坡按照設(shè)計(jì)圖紙定點(diǎn)防線，找出項(xiàng)目邊坡線，確認(rèn)沒有異常后即可將整體分層分段，并依照自上而下的順序?qū)吰逻M(jìn)行開挖，直至深度達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，不可出現(xiàn)超挖。②施工過程中不僅需要確保坡面與邊界線都滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，還需要盡可能確保邊坡面平整，以便后續(xù)順利填涂混凝土。③開挖的同時(shí)需要及時(shí)對(duì)已經(jīng)完成開挖的工作面進(jìn)行支護(hù)，且必須按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)開展支護(hù)操作。④施工人員應(yīng)先對(duì)四周進(jìn)行開挖再開挖中間部分，這樣不僅能夠使得施工人員同步開展支護(hù)工作，節(jié)省施工時(shí)間，還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中存在的問題，便于回填。⑤掛設(shè)鋼筋網(wǎng)時(shí)要先將準(zhǔn)備使用的鋼筋全部調(diào)直，隨后對(duì)其分段鋪設(shè)，各個(gè)鋼筋網(wǎng)之間需要進(jìn)行綁扎，使其連接在一起。⑥噴射混凝土面板時(shí)需要先對(duì)其分段分片，每一段在施工時(shí)都必須按照由下往上的順序有序進(jìn)行，噴射時(shí)應(yīng)時(shí)刻保持與面板垂直，其距離控制在0.8～1.5m，最終噴射厚度需達(dá)到10cm[4]。⑦所有噴射工作完成后，需要對(duì)整個(gè)面板進(jìn)行補(bǔ)修與養(yǎng)護(hù)，具體的養(yǎng)護(hù)時(shí)間則需要結(jié)合當(dāng)時(shí)的氣溫與環(huán)境狀況，通常養(yǎng)護(hù)時(shí)間控制在5～7d。

3.3 預(yù)應(yīng)力錨索及腰梁

（1）嚴(yán)格把控孔位位置的偏差，水平方向控制在10cm 以內(nèi)，豎直方向控制在5cm 以內(nèi)，成孔直徑保持在15cm，預(yù)應(yīng)力傾角控制在15～20°，項(xiàng)目選用直徑為15.2mm 的1×7Φ5 鋼絞線，其最大強(qiáng)度可達(dá)到1860MPa。施工完成后，確保孔深設(shè)計(jì)長度在0.5m 以上，并仔細(xì)清除孔內(nèi)雜質(zhì)，確保無任何殘留。

（2）下料時(shí)必須注意張拉段長度控制在1～1.5m，操作前需要確保所使用的錨索表面干凈、無雜質(zhì)。

（3）本項(xiàng)目選用P.O.42.5 普通硅酸鹽水泥作為主要施工材料，其水灰成分配比控制為0.5，以M20 強(qiáng)度進(jìn)行注漿，確保內(nèi)部漿液能夠均勻得到填充。

（4）由于第一次注漿采用常壓注漿法，因此在第二次注漿時(shí)必須確保壓力在2MPa 以上。兩次注漿的時(shí)間間隔應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際情況決定。鋼絞線在加工時(shí)，應(yīng)先放入兩根塑料注漿管，使其與底部維持30～50cm 的距離。后續(xù)注漿時(shí)，可以順著這兩根注漿管注漿、補(bǔ)漿，直至兩次注漿完成后再將其取出。

（5）待錨固體與腰梁強(qiáng)度均超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的70%之后，即可開始張拉。

（6）項(xiàng)目使用錨桿時(shí)需要借助專業(yè)錨桿鉆機(jī)與套管輔助施工。

（7）錨索腰梁選用1×22a 槽鋼作為施工原材料。

4 基坑監(jiān)測

（1）基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移監(jiān)測。主要包含視準(zhǔn)線法、極坐標(biāo)法、測角交會(huì)法等，由于施工現(xiàn)場較小，因此最終選用極坐標(biāo)法對(duì)整個(gè)施工場所進(jìn)行監(jiān)測。開挖前，施工人員應(yīng)依次測量所有基點(diǎn)，確保基點(diǎn)位置準(zhǔn)確無誤，并記錄每一個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)值，將其作為初始值，以便后續(xù)施工過程中隨時(shí)參照[5]。

（2）項(xiàng)目單位需要實(shí)時(shí)監(jiān)測支護(hù)結(jié)構(gòu)以及周邊建筑物、管線等的沉降變形情況。開挖基坑前，需要仔細(xì)測量水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)和監(jiān)測點(diǎn)相連的整條水準(zhǔn)路線，嚴(yán)格遵守國家二等水準(zhǔn)測量精度標(biāo)準(zhǔn)開展施工，各項(xiàng)指標(biāo)最大誤差不得超過±4 或±0.3。同時(shí)需測量出所有點(diǎn)位的高度，將其作為高程初始值，以便后續(xù)進(jìn)行參照。

（3）對(duì)基坑土體進(jìn)行水平位移情況的監(jiān)測時(shí)，所有使用的儀器設(shè)備必須符合專業(yè)測量規(guī)范的規(guī)定。通常情況下，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測時(shí)往往選用斜測儀，主要原因是該設(shè)備能夠精準(zhǔn)測量出儀器和鉛垂線之間的夾角。但使用該儀器之前需要配備測斜管，且測斜管的具體擺放位置、擺放深度都由項(xiàng)目實(shí)際需求進(jìn)行確定。若該設(shè)備用于測量土層位移，則需要在土層內(nèi)部提前準(zhǔn)備Φ139 孔，借助鉆機(jī)將測斜管順利塞入孔內(nèi)。此外，管道與孔壁之間的間隙需要均勻填充水泥和膨潤土。

（4）對(duì)地下水位進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，可以使用電測水位儀輔助施工，儀器主要包含探頭、電纜盤、接收儀等。使用時(shí)將儀器探頭順著水位管伸入，一旦表面接觸水體，則會(huì)發(fā)出蜂鳴聲來提示施工人員，此時(shí)施工人員則可直接根據(jù)尺寸刻度，計(jì)算出地下水位跨管距離大小。