房建工程中的深基坑開挖支護(hù)及降水施工技術(shù)

鄭博

（中鐵十五局集團(tuán)第五工程有限公司，天津 300131）

1 工程概況

中國鐵建·東來尚城都勻項目位于貴州省都勻市區(qū)沙包堡街道。擬建項目占地面積約78 900 m2，總建筑面積約270 000 m2；主要建設(shè)內(nèi)容包括高層、小高層、洋房、商業(yè)以及地下車庫等。結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)及剪力墻結(jié)構(gòu)。其中，22號、23號樓間相連為一整體，建筑層數(shù)：22號樓地上32層、地下2層，23號樓地上32層、地下1層；建筑結(jié)構(gòu)形式為剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑結(jié)構(gòu)的類別為一類，使用年限為50 a設(shè)計。

2 基坑開挖

本建筑基坑工程采用分層開挖技術(shù)，配合土釘墻支護(hù)方法。其中，為了提高基坑開挖效率和降低維護(hù)工作壓力，基坑開挖分為一層臺階開挖和二層臺階開挖兩個階段。分層開挖示意圖如圖1所示。

圖1 分層開挖示意圖

2.1 1層臺階開挖

為了提高施工效率，一層臺階開挖分左右兩側(cè)實施開挖，兩側(cè)施工工藝完全一致。先開展臺階右側(cè)施工，按照1∶0.75放坡比例實施開挖，開挖深度控制為2.5 m。開挖結(jié)束后應(yīng)及時進(jìn)行修坡，在坡面上覆蓋彩條布，再以1.0～1.5 m為間距，在修整好的坡面上按照布置木楔，選擇長度為50 cm，規(guī)格為4 cm×6 cm的木楔按照梅花狀打擊沉入坡面，外露約5 cm，起到固定彩條布的作用。選擇在臺階上面設(shè)置1.5 m碎落臺，并在距離1層坡腳30 cm位置砌筑臨時磚砌擋土墻，具體規(guī)格埋深、外露高度、厚度分別為40 cm、100 cm、24 cm，以達(dá)到防止土塊掉落和加固邊坡的效果[1]。

2.2 2層臺階開挖

根據(jù)區(qū)域內(nèi)地質(zhì)勘探報告的反饋情況來看，此基坑結(jié)構(gòu)層土質(zhì)密實，2層臺階放坡比例應(yīng)適當(dāng)調(diào)整，調(diào)整至1∶0.5后實施開挖，開挖深度控制為3.8～4.5 m。2層臺階開挖邊坡的穩(wěn)定性較好，無須設(shè)計擋土墻。但是需要注意的是，應(yīng)以基坑長度與寬度增加1.5 m確定為變軸線，完善施工平面和排水系統(tǒng)建設(shè)。

3 土釘墻施工

3.1 土釘墻施工工藝

土釘墻施工工藝：鋼管土釘制作（倒刺、出漿孔等）→鉆機鉆孔→放入鋼管土釘→注漿→打入工字鋼→掛鋼筋網(wǎng)→噴混凝土→轉(zhuǎn)入下一循環(huán)施工。圖2為土釘墻大樣圖。

圖2 土釘墻大樣圖（單位：mm）

1）鋼管土釘制作：每隔1 m就對稱在鋼管上開直徑為8 mm的梅花形孔，焊接一對倒刺。

2）鉆孔：根據(jù)施工圖紙與方案標(biāo)出鉆孔位置。復(fù)核無誤后，選擇與施工需求相符合的鉆孔設(shè)備實施鉆孔，勻速平穩(wěn)完成鉆孔，降低對周圍土層的干擾。

3）注漿：土釘制作完成、鉆機鉆孔結(jié)束后，即可進(jìn)行注漿作業(yè)；采用M20水泥漿作為注漿材料，漿液水灰比宜控制在1∶0.55以上；注漿方式采用二次注漿法，首次注漿壓力保持在0.3～0.4 MPa，二次注漿壓力保持在1.0 MPa以上；選擇6～8 cm鍍鋅管作為注漿管道，從錨管下部深入鉆孔15 cm，隨注隨拔，直至完成注漿。

4）打入工字鋼：檢查工字鋼的垂直度，并借助打拔機將符合施工要求的工字鋼打壓至土體內(nèi)。

5）噴射混凝土：為了降低雨水天氣或不良地質(zhì)對土體影響，應(yīng)在土體上先噴射一層混凝土漿液，接著編制焊接鋼筋網(wǎng)。

3.2 土釘檢測要求

1）土釘檢查采用抽檢的方式進(jìn)行檢測，抽檢1%的土釘，并且每一個土層至少要抽檢3根土釘。

2）試驗土釘墻注漿強度達(dá)到設(shè)計要求后，應(yīng)檢測土釘抗拔承載力，土釘抗拔承載力檢測數(shù)值應(yīng)大于土釘軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值的1.3倍。

3）開展土釘墻面層混凝土試塊強度檢測，每500 m2試驗區(qū)域內(nèi)至少抽檢一組，每組的數(shù)量至少有3個。

4）多點測量土釘墻區(qū)域內(nèi)噴射混凝土厚度，計算平均值和最小值，確保墻面上噴射的混凝土平均厚度不得低于設(shè)計值，最小厚度不得低于設(shè)計數(shù)值的80%[2]。

4 鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)

鋼筋網(wǎng)為雙向單層φ6 mm@250 mm×250 mm。鋪設(shè)鋼筋前應(yīng)對鋼筋進(jìn)行處理，清除雜質(zhì)與銹蝕。鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)具體要求為：（1）調(diào)直掛網(wǎng)鋼筋，打入土釘。（2）采用φ14 mm加強筋，焊接鋼筋網(wǎng)。（3）嚴(yán)格按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)制作鋼筋網(wǎng)，本工程的鋼筋網(wǎng)為250 mm×250 mm的正方形網(wǎng)格。（4）分層、分段完成鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)。鋼筋網(wǎng)之間綁扎松緊適當(dāng)，綁扎搭接長度宜保持在300 mm以上。盡可能讓鋼筋網(wǎng)沿著巖壁面完成鋪設(shè)，鋼筋網(wǎng)與巖壁的間隙不得超出30 mm，以免影響鋼筋網(wǎng)的穩(wěn)定性。（5）巖壁邊緣的鋼筋網(wǎng)應(yīng)使其延伸鋪設(shè)到地面。（6）鋼筋網(wǎng)應(yīng)與錨桿或其他固定裝置聯(lián)結(jié)牢固，確保不松動。

5 噴射護(hù)壁混凝土施工

5.1 噴射前的準(zhǔn)備工作

1）配比試驗：開展配比試驗，確定干法噴射混凝土的最佳配合比，水泥、砂、細(xì)石質(zhì)量配比為1.0∶2.0∶0.5；噴射混凝土的水灰比應(yīng)控制在0.40～0.45。

2）混合料制備：將水泥、砂、細(xì)石充分干拌，接著再將混合干料放入噴射機攪拌，隨拌隨用，經(jīng)過輸料管將混合料運輸至噴頭，噴射混凝土。制備好的混合料不宜存放過久，若沒有添加外加速凝劑，應(yīng)在1 h內(nèi)盡快用完，若添加了外加速凝劑則必須在20 min內(nèi)用完。

3）清除障礙物：在開展噴錨前，應(yīng)移走噴射作業(yè)面范圍內(nèi)的障礙物，修整坡腳，并用高壓水和高壓風(fēng)清除受噴作業(yè)面的浮泥。

4）檢修設(shè)備：在噴射作業(yè)前逐一排查機械設(shè)備、照明設(shè)備、電路系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、運輸管道及通風(fēng)管道，避免設(shè)備故障干擾噴射施工的連續(xù)性。

5）埋設(shè)：埋設(shè)控制噴射混凝土厚度的標(biāo)志釘；如果噴射作業(yè)面存在淋水現(xiàn)象，還要埋設(shè)導(dǎo)水管，完善排水系統(tǒng)。

5.2 噴錨作業(yè)

1）噴射作業(yè)應(yīng)遵循“分段”“分片”“分層”及“自下而上”的原則。具體的混凝土的噴射應(yīng)按照送風(fēng)、開機及給料的順序進(jìn)行，噴射結(jié)束后要灌注不含水泥的砂子或粒徑小于5 mm的石子沖管，沖管干凈后才能關(guān)氣處理。

2）噴頭工作風(fēng)壓應(yīng)保持在0.10 MPa，噴頭要垂直于噴射作業(yè)面，但不得與作業(yè)面距離過近或過遠(yuǎn)，兩者距離應(yīng)控制在0.6～1.0 m。

3）如果在修整作業(yè)面后，發(fā)現(xiàn)作業(yè)面穩(wěn)定性較差，松散土塌落概率較大。則應(yīng)采用初噴混凝土穩(wěn)定和加固巖壁，本工程壁面初噴厚度為4 cm。

4）初噴終凝之后，及時對壁面進(jìn)行復(fù)噴混凝土。如果初噴終凝之后，沒有及時復(fù)噴，且間隔相差1 h以上，施工人員應(yīng)先用風(fēng)、水清洗噴射作業(yè)面，之后再進(jìn)行噴射，一次噴射到位。

5）噴射混凝土采用斜交搭接的方式，而局部超挖和小塌方處應(yīng)先配合使用混凝土、錨桿及鋼筋網(wǎng)完成填補，填補無質(zhì)量問題后才能搭接。

6）不同部位的噴射混凝土的回彈率存在較大的差異，應(yīng)逐一檢查邊墻、拱部等位置的差異。重視噴射混凝土的養(yǎng)護(hù)，采用合適的養(yǎng)護(hù)方式控制養(yǎng)護(hù)時間。

6 基坑降水

6.1 施工工藝流程

井點放線定位→鉆孔清孔→下井管→填濾料→洗井→下泵抽水→管井降水→降水維護(hù)→拔井管封井。

6.2 鉆進(jìn)清孔

鉆孔過程中，孔內(nèi)的泥漿比重應(yīng)保持在1.10～1.15，且在鉆進(jìn)時要避免機上鉆桿與水接頭出現(xiàn)大幅擺動的情況。同時，鉆機每鉆進(jìn)一根鉆桿就要清孔一次，清出鉆孔泥塊，終孔后要徹底清孔。徹底清孔后，返回泥漿的含砂率不得超過12%，清孔達(dá)到施工要求后即可提升拔出鉆頭。

6.3 下井管

測量鉆孔孔徑與孔深，確定其與設(shè)計要求一致后，即可下放井管和安裝井管。井管下放時，應(yīng)在濾水管的上下兩端位置分別設(shè)置一套找正器，找正器的直徑應(yīng)小于鉆孔孔徑，差距控制在5 cm為宜，糾偏井管。井管下放到設(shè)計深度后，應(yīng)將其焊接安裝到事先設(shè)計的位置，并保持井口固定居中。

6.4 填濾料

采用鐵鍬下料，沿著井管管壁的縫隙填入濾料，擠出泥漿，濾料填至自然地坪以下2 m位置。邊填入濾料，邊測量濾料的高度，若在填濾料的過程中發(fā)現(xiàn)填入濾料數(shù)量所達(dá)到的高度與計算理論數(shù)值不一致時，應(yīng)暫停填料，逐一排查異常原因。洗井后，濾料的高度出現(xiàn)明顯下降，則要補填一定量的濾料，濾料可采用雜質(zhì)含量小于3%的干凈碎石[3]。

6.5 洗井

濾料填入完畢后，應(yīng)及時完成洗井，填料和洗井的間歇時間過長會導(dǎo)致護(hù)壁泥皮老化、損壞，影響管井的使用質(zhì)量。普通井可先用泵進(jìn)行洗井，如果是降壓井，可配合活塞完成洗井。普通井用泵洗井后，再配合使用清水沖洗井底，直至清除井底砂石。

6.6 下泵抽水

成井之后，應(yīng)在井內(nèi)設(shè)計安裝抽水管道、電纜及排水系統(tǒng)，還要在這些設(shè)備上做醒目的標(biāo)記，避免挖土、碾壓施工破壞相關(guān)設(shè)備。安裝施工結(jié)束后，即可下泵抽水，試驗抽水效果。

6.7 管井降水

先在管口處安裝抽水水泵，聯(lián)通水泵管道，將管井中的水抽放到基坑排水溝。在正式抽水之初，由于地下水的水量較大，管井降水速度較慢，降水效果不太明顯，但隨著出水量的增加，管井降水效果會更加明顯。

7 結(jié)語

深基坑施工涉及內(nèi)容較多，施工難度較大，對施工技術(shù)的運用和施工方案的制訂提出了更高的要求。本文結(jié)合具體工程實例，詳細(xì)研討了建筑工程深基坑開挖支護(hù)的具體技術(shù)要點，就基坑降水的技術(shù)措施展開了詳細(xì)的研究，使深基坑工程的施工達(dá)到安全、優(yōu)質(zhì)和高效的目標(biāo)，推動房建工程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。