建筑基坑支護專項施工技術(shù)探討

宋新生 （1.安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局313地質(zhì)隊，安徽 六安 237000；2.安徽巖土鉆鑿工程有限責(zé)任公司，安徽 六安 237000）

0 引言

近幾年來，隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，我國建筑工程的數(shù)量和規(guī)模不斷擴大，建筑工程的質(zhì)量也逐漸成為人們關(guān)注的重點問題。在建筑工程施工過程中，需要采用先進的生產(chǎn)工藝和設(shè)備來保證建筑工程的施工質(zhì)量?；又ёo專項施工技術(shù)作為建筑工程施工中最為基礎(chǔ)的技術(shù)之一，對建筑工程后期的順利施工起著基礎(chǔ)性作用?；又ёo不僅為主體地下結(jié)構(gòu)的施工創(chuàng)造條件和保證施工安全，更為重要的是保護周邊環(huán)境不受到危害[1]。在實際的施工過程中，既需要保證高層建筑的穩(wěn)定和使用安全，而且還要提高地下空間的利用效率，這就促進了基坑工程和支護技術(shù)的應(yīng)用和實施[2]。工程施工容易受到一些外來因素的影響，例如人為干擾、環(huán)境干擾等，這些因素會對工程施工產(chǎn)生嚴(yán)重影響，甚至引發(fā)相關(guān)的安全事故[3-4]。本文根據(jù)工程實例，探討了基坑支護專項施工技術(shù)，為今后的工程施工提供一定參考，提高在建工程的建設(shè)質(zhì)量。

1 項目概況

合肥市某基坑?xùn)|側(cè)和北側(cè)為在建的住宅小區(qū)，基坑西側(cè)南側(cè)（臨軌道交通側(cè)）場平標(biāo)高14.000m，基坑?xùn)|側(cè)北側(cè)場平標(biāo)高15.600m?；又苓呂窗l(fā)現(xiàn)影響基坑施工的相關(guān)管線。本項目地下兩層，±0.00 相當(dāng)于吳淞高程15.600m，共分為9個剖面，基坑支護形式如下。

①1-1 斷面/AB 段：一級放坡+懸臂樁支護，沿基坑頂梅花形布置縱橫間距@1000 壓密注漿，進入原狀土不小于0.5 m。放坡比為1:1.2，坡面為80 mm厚C20 噴射混凝土夾鋼筋網(wǎng)片，設(shè)置四層鋼管土釘Φ48×3.0@1500，土釘長度L 為4～6 m。鉆孔樁Φ900@1800，樁長L 為11.5～17.0m，樁頂部位設(shè)置寬×高為900 mm×800 mm 通長冠梁，冠梁頂標(biāo)高為10.6 m，與坡道交接位置冠梁降低600 mm。開挖后樁間設(shè)置80 mm厚C20噴射混凝土夾鋼筋網(wǎng)片。

②2-2 斷面/BC 段：放坡+支護樁支護+斜撐（角撐），沿基坑頂梅花形布置縱橫間距@1000 壓密注漿，進入原狀土不小于0.5 m。放坡比為1:1，坡面為80 mm 厚C20 噴射混凝土夾鋼筋網(wǎng)片，設(shè)置兩層鋼管土釘Φ48×3.0@1500，土釘長度L 為3～4m。鉆孔樁Φ900@1400/1800，樁長L=12.0～13.2m，樁頂部位設(shè)置寬×高為900 mm×800 mm 通長冠梁，冠梁頂標(biāo)高為12.6 m。設(shè)置7處鋼拋撐XC，L≈9.8 m，預(yù)頂力為320 kN，鋼拋撐施工前需預(yù)留坡頂寬3 m，放坡比為1:0.7臨時土方，留土區(qū)域土體雨季采用彩條布覆蓋。開挖后樁間設(shè)置80 mm厚C20噴射混凝土夾鋼筋網(wǎng)片。

③3-3 斷面/CD 段：一級放坡+懸臂樁支護，沿基坑頂梅花形布置縱橫間距@1000 壓密注漿，進入原狀土不小于0.5 m。放坡比為1:0.7，坡面為80 mm厚C20 噴射混凝土夾鋼筋網(wǎng)片，設(shè)置四層插筋Φ16@1500，插筋長度L=1.2 m。紅線至冠梁位置設(shè)置60 mm 厚C20 噴射混凝土夾鋼筋網(wǎng)片。鉆孔樁Φ900@1800，樁長L=11.5～17.0m，樁頂部位設(shè)置寬×高為900 mm×800 mm 通長冠梁，冠梁頂標(biāo)高為15.6 m，拐角部位設(shè)置Φ609×16 鋼管角撐一處，長4.829 m，預(yù)頂力300 kN。開挖后樁間設(shè)置拱墻。

④4-4 斷面/DE 段：一級放坡+懸臂樁支護，沿基坑頂梅花形布置縱橫間距@1000 壓密注漿，進入原狀土不小于0.5 m。放坡比為1:0.7，坡面為80 mm厚C20 噴射混凝土夾鋼筋網(wǎng)片，設(shè)置四層插筋Φ16@1500，插筋長度L=1.2 m。紅線至冠梁位置設(shè)置60 mm 厚C20 噴射混凝土夾鋼筋網(wǎng)片。鉆孔樁Φ900@1800，樁長L=17 m，樁頂部位設(shè)置寬×高為900 mm×800 mm 通長冠梁，冠梁頂標(biāo)高為15.6 m。開挖后樁間設(shè)置拱墻。

⑤5-5 斷面/EF 段：二級放坡+土釘墻支護，沿基坑頂梅花形布置縱橫間距@1000 壓密注漿，進入原狀土不小于0.5 m。放坡比為1:1 和1:0.7，坡面為80 mm 厚C20 噴射混凝土夾鋼筋網(wǎng)片，平臺以上坡面設(shè)置兩層鋼管土釘Φ48×3.0@1500，土釘長度L=3～6 m，平臺拐角處設(shè)置一道豎直向下插筋Φ16@1500，插筋長度L=1.2 m。平臺以下坡面采用三層預(yù)應(yīng)力鋼筋土釘2Φ20@1500，L=8 m，與水平向夾角15°，孔徑100 mm，軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值100 kN，預(yù)加力50 kN。坡角處設(shè)置一道豎直向下插筋Φ16@1500，插筋長度L=1.2 m。

⑥6-6 斷面/FG 段：放坡+支護樁支護+斜撐（角撐），放坡比為1:1，坡面為60 mm 厚C20 噴射混凝土夾鋼筋網(wǎng)片，設(shè)置兩層鋼管土釘Φ48×3.0@1500，土釘長度L=1～2 m。 鉆孔樁Φ900@1400，樁長L=13.6 m。樁頂部位設(shè)置寬×高為900 mm×800 mm 通長冠梁，冠梁頂標(biāo)高為12.5 m。設(shè)置7處鋼拋撐XC，L≈9.9 m，預(yù)頂力為280 kN，鋼拋撐施工前需預(yù)留坡頂寬3.66 m，放坡比為1:0.7 臨時土方，留土區(qū)域土體雨季采用彩條布覆蓋。開挖后樁間設(shè)置80 mm厚C20噴射混凝土夾鋼筋網(wǎng)片。

⑦7-7 斷面/(GH/IA 段)：放坡+支護樁支護+斜撐（角撐），放坡比為1:1，坡面為60 mm 厚C20 噴射混凝土夾鋼筋網(wǎng)片，設(shè)置兩層鋼管土釘Φ48×3.0@1500，土釘長度L=1～2 m。鉆孔樁Φ 900@1400，樁長L=13.2 m。樁頂部位設(shè)置寬×高為900 mm×800 mm 通長冠梁，冠梁頂標(biāo)高為12.5 m。設(shè)置5 處鋼拋撐XC，L≈11.24 m，預(yù)頂力為290 kN，鋼拋撐施工前需預(yù)留坡頂寬4.7 m，放坡比為1:0.7臨時土方，留土區(qū)域土體雨季采用彩條布覆蓋。開挖后樁間設(shè)置80 mm厚C20噴射混凝土夾鋼筋網(wǎng)片。

⑧8-8 斷面/HI 段：支護樁支護+斜撐，鉆孔樁Φ900@1400，樁長L=15.2 m。樁頂部位設(shè)置寬×高為900 mm×800 mm 通長冠梁，冠梁頂標(biāo)高為14 m。設(shè)置2 處鋼拋撐XC，L≈12.24 m，預(yù)頂力為300 kN，鋼拋撐施工前需預(yù)留坡頂寬4.7 m，放坡比為1:0.7 臨時土方，留土區(qū)域土體雨季采用彩條布覆蓋。開挖后樁間設(shè)置80 mm 厚C20 噴射混凝土夾鋼筋網(wǎng)片。

⑨9-9 斷面/（FG/IA 段鋼管角撐部位）：放坡+支護樁支護+角撐，放坡比為1:1，坡面為60 mm 厚C20 噴射混凝土夾鋼筋網(wǎng)片，設(shè)置兩層鋼管土釘Φ48×3.0@1500，土釘長度L=1～2 m。鉆孔樁Φ900@1400，樁長L=13.2 m。樁頂部位設(shè)置寬×高為900 mm×800 mm 通長冠梁，冠梁頂標(biāo)高為12.5 m。拐角部位設(shè)置Φ609×16 鋼管角撐一處，預(yù)頂力280 kN。鋼管兩段設(shè)置防墜鋼絲繩與冠梁固定牢固，開挖后樁間設(shè)置80 mm厚C20噴射混凝土夾鋼筋網(wǎng)片。

2 施工工藝技術(shù)

為了確保工程工期、質(zhì)量和施工安全，在充分考慮施工現(xiàn)場條件的前提下，結(jié)合施工工藝的要求，對施工現(xiàn)場進行合理的規(guī)劃，施工總體部署圖如圖1 所示。

圖1 施工總體部署圖

2.1 土方挖運施工

2.1.1 總體方法

以挖機為主，人工為輔（近墊層地方）的方式進行開挖；采用挖機配自卸車施工；本工程由于場地狹小，大批量出土的受場地限制。故擬投入15～20 t自卸車和挖機，一般每天出土量不少于3000m3。

2.1.2 施工技術(shù)措施

基坑開挖前圍護結(jié)構(gòu)有關(guān)技術(shù)參數(shù)需符合設(shè)計要求。在開挖前測得各測點的初讀數(shù)，并在基坑開挖過程中進行跟蹤監(jiān)測?；舆呍O(shè)置暢通的排水明溝，阻止地面水流入坑內(nèi)，每層土坡臺階和坑底，在挖土同時挖好臨時排水溝、集水坑，用水泵排水?；哟箝_挖至要求的預(yù)留土方標(biāo)高。嚴(yán)禁超挖，若局部超挖處要用砂填實，嚴(yán)禁用土回填。在整個基坑開挖中，必須對土釘墻及周圍環(huán)境密切監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測信息、反饋資料及時改進施工或采取措施。按設(shè)計要求用挖機出坡面，然后用人工進行修理。護坡施工必須與基坑土方開挖同步進行，開挖每一層土方的同時，先用小型挖掘機對邊坡進行初步修整，緊接著立即安排壯工用鏟鍬人工修整邊坡，并對修整好的坡面進行土釘施工，并同步進行面層混凝土噴射支護施工。根據(jù)施工圖要求的標(biāo)高，從水準(zhǔn)基點引進基準(zhǔn)標(biāo)高作為確定土方量計算的基點，采用方格網(wǎng)法測量場地標(biāo)高?；油练介_挖應(yīng)先按照分層開挖要求標(biāo)高開挖，當(dāng)挖至距離坑底0.5 m 時，應(yīng)沿基坑每隔2～3 m 打入一根小木樁，并抄上標(biāo)高，以此做為清底的標(biāo)高依據(jù)?；娱_挖應(yīng)盡量防止擾動地基土，當(dāng)基坑挖好后應(yīng)及時進行下道工序施工，避免長時間暴露，當(dāng)因天氣原因等不能及時進行下道工序施工時，應(yīng)預(yù)留150～300 mm 的土不挖，待下道工序開始前再挖至設(shè)計標(biāo)高。

2.2 圍護樁（支座樁、立柱樁）施工

本工程支護垂直支護設(shè)計采用圍護樁。采用旋挖干成孔工藝施工。圍護樁設(shè)計采用機械成孔。結(jié)合地質(zhì)勘察報告及工程實際，本次圍護樁施工擬采用旋挖干成孔灌注樁。成孔灌注樁施工流程詳見圖2。

圖2 成孔灌注樁施工流程圖

圍護樁旋挖法（支座樁、立柱樁）施工步驟為測量放樣及埋設(shè)樁位→鋼護筒埋設(shè)→鉆機就位→鉆機鉆孔→鉆孔施工時垂直度的控制→鉆孔清孔→成孔、成孔檢查→鋼筋籠制作與安裝→安放導(dǎo)管→灌注混凝土。

2.3 冠梁施工

冠梁一般指蓋梁，是支承、分布和傳遞上部結(jié)構(gòu)的荷載，在排架樁墩頂部設(shè)置的橫梁。冠梁施工工藝流程如圖3 所示。

圖3 冠梁施工工藝流程圖

冠梁施工步驟為準(zhǔn)備工作及基槽開挖、樁頭鑿除→鋼筋綁扎→立模→澆筑→拆模。

2.4 樁間拱墻施工

樁間拱墻采用240mm 厚，MU7.5煤矸石磚，M5 混合砂漿砌筑。拱墻砌筑每間隔50 cm 設(shè)置一道拉結(jié)筋，分層砌筑拱墻。拱墻背面的土用人工修整成弧形，在砌筑拱墻時，磚縫一定要用砂漿填滿，拱墻背面空隙用細石混凝土填實。由于樁與樁之間拱墻寬度只有800 mm，拱墻砌筑時，弧線要順，墻體鉛垂。工藝流程圖如圖4所示。

圖4 樁間拱墻施工工藝流程圖

拱結(jié)構(gòu)以受壓為主，拱內(nèi)彎矩很小，采用拱圈擋土結(jié)構(gòu)支護深基坑時，拱圈具有自動調(diào)節(jié)和平衡作用于拱圈上的土壓力的能力，因而擋土結(jié)構(gòu)本身強度破壞或失穩(wěn)的可能性很小，并且坑口的水平位移也很小，從而提高了基坑支護的安全和基坑周邊建筑物及道路管網(wǎng)的安全。支護樁間拱墻詳圖如圖5 所示，樁間拱墻制作如下：

圖5 支護樁間拱墻詳圖

磚砌拱墻支護至底板墊層底標(biāo)高；

磚砌拱墻上下間隔50 cm 設(shè)置一道拉結(jié)筋，采用Φ6.5mm 的圓鋼，端部植入兩側(cè)支護樁不小于10 cm。

2.5 壓密注漿施工

壓密注漿指用很稠的漿液灌入事先在地基土內(nèi)鉆進的孔中并擠向土體，在注漿處形成漿泡，漿液的擴散對周圍的土體產(chǎn)生壓縮。施工工藝流程圖如圖6所示。

圖6 壓密注漿施工流程圖

施工步驟為放樁位線→打孔→漿液拌制→注漿→當(dāng)漿液出注漿管返至地面，終止壓漿，清洗。

3 結(jié)語

本工程基坑圍護施工作為分部工程，除了以上施工技術(shù)外，還應(yīng)有安全保證措施、文明施工措施和應(yīng)急處置措施等。應(yīng)根據(jù)支護體系特點及地質(zhì)情況，在辯識、分析評價施工中危險因素和風(fēng)險的基礎(chǔ)上，確定工程危險因素，例如：基坑坍塌；基坑結(jié)構(gòu)位移過大引起的不均勻沉降，導(dǎo)致附近已有設(shè)施的破壞如道路、管線斷裂；由于土體卸載而引起的不均勻豎向位移（過大的差異沉降會引起結(jié)構(gòu)次應(yīng)力將對原結(jié)構(gòu)體系產(chǎn)生危害性影響）；基坑開挖過程中出現(xiàn)坑壁滲水或至坑底出現(xiàn)的涌水、涌砂現(xiàn)象，從而造成基坑大范圍積水，從而導(dǎo)致基坑邊坡失穩(wěn)等。