房建施工中深基坑支護(hù)施工技術(shù)的運(yùn)用

李建娟

(青海典宇建設(shè)工程有限公司 青海西寧 810000)

當(dāng)前，我國(guó)城市人口逐漸密集，對(duì)于土地空間的使用需求也在隨之上漲。而通過(guò)深基坑支護(hù)施工不僅可以幫助人們開(kāi)發(fā)地下使用空間，同時(shí)還可以有效增強(qiáng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的支撐作用，因此能夠進(jìn)一步擴(kuò)大建筑規(guī)模，緩解城市日益擴(kuò)張的人口壓力。在深基坑支護(hù)過(guò)程中，由于工程規(guī)模較大，需要關(guān)注施工細(xì)節(jié)眾多，施工人員在作業(yè)期間應(yīng)嚴(yán)格把控各道工序質(zhì)量，同時(shí)重點(diǎn)加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管，以順利完成工程項(xiàng)目，并發(fā)揮出深基坑支護(hù)施工的完整價(jià)值。

1 工程概況

該項(xiàng)目為某房屋建筑工程，整體分為地下2 層建筑與地上20層建筑，高度為90 m。其中地上建筑面積66 000 m2，地下建筑面積17 200 m2，建筑整體采用框架與剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑結(jié)構(gòu)類別為I類，預(yù)計(jì)挖掘地基深度超過(guò)10 m以上。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘探結(jié)果顯示：該項(xiàng)目基礎(chǔ)部分地質(zhì)構(gòu)成為粉砂、粉土、粉質(zhì)黏土，同時(shí)自地表以下2 m 區(qū)域可檢測(cè)到地下水活動(dòng)跡象。因此，在進(jìn)行深基坑作業(yè)的過(guò)程中，不僅要做好相應(yīng)的支護(hù)措施，同時(shí)還需要進(jìn)行排水、防水等相關(guān)措施，以便能夠有效保證項(xiàng)目施工質(zhì)量?；诖耍┕挝辉谶M(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)考察后，決定對(duì)該項(xiàng)目采用“土釘墻+噴射護(hù)壁”作業(yè)，以便提高深基坑支護(hù)效果，同時(shí)有效控制施工成本。

2 房建施工中深基坑支護(hù)作業(yè)整體流程

2.1 基坑開(kāi)挖

為了保障作業(yè)的安全性、便捷性以及時(shí)效性，該項(xiàng)目在基坑開(kāi)挖作業(yè)中選用了分層處理工藝，共分為一層、二層兩級(jí)臺(tái)階，并且在挖掘過(guò)程中同步展開(kāi)土釘墻支護(hù)作業(yè)，以確保能夠有效加快施工進(jìn)度[1]。施工示意圖如圖1所示。

圖1 基坑開(kāi)挖工序示意圖

2.1.1 第一層臺(tái)階施工

為了保障施工進(jìn)度，該項(xiàng)目采用左右兩側(cè)同步掘進(jìn)作業(yè)，工藝標(biāo)準(zhǔn)按照統(tǒng)一要求實(shí)施。第一層臺(tái)階挖掘深度控制在2.5 m左右，作業(yè)期間要求測(cè)量人員同步跟進(jìn)，按照1∶0.75 比例逐漸進(jìn)行放坡?，F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員需要在機(jī)械完成挖掘作業(yè)之后立刻展開(kāi)修坡工作，并使用防水彩條布覆蓋坡面，避免雨水侵蝕土體造成坍塌，同時(shí)需要對(duì)彩布條外覆安全密網(wǎng)，以此防止松散土體威脅作業(yè)人員安全。防水彩條布的固定使用長(zhǎng)度為500 mm的木楔材料，木楔規(guī)格為40 mm×60 mm，采用梅花狀布設(shè)方式按照1.0～1.5 m間距打入地面，外露長(zhǎng)度大約為50 mm[2]。

完成坡面修整之后，工作人員需要在坡腳30 cm位置搭建臨時(shí)擋土墻結(jié)構(gòu)，同時(shí)在臺(tái)階表面設(shè)置1.5 m左右的碎落臺(tái)，以此對(duì)邊坡起到一定的防護(hù)加固效果，并且防止作業(yè)期間發(fā)生落石與覆土傷人事件。其中，擋土墻采用磚石材料砌筑，整體規(guī)格如表1所示。

表1 擋土墻的修建規(guī)格 （單位：cm）

2.1.2 第二層臺(tái)階施工

第二層基坑開(kāi)挖過(guò)程中，掘進(jìn)深度為3.8～4.5 m，由于土質(zhì)結(jié)構(gòu)密實(shí)，因此不需要額外設(shè)置擋土墻結(jié)構(gòu)。但是在施工期間為了保證臺(tái)階結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，需要以基坑長(zhǎng)度與寬度為基準(zhǔn)額外增加1.5 m寬度，以此作為變軸線，并沿施工平面設(shè)計(jì)圖設(shè)置完善的排水工程設(shè)施，確保能夠有效提高基坑挖掘質(zhì)量，并為后續(xù)施工活動(dòng)的開(kāi)展奠定良好基礎(chǔ)。除此之外，基坑的挖掘規(guī)格也需要進(jìn)行一定調(diào)整，將其放坡比例設(shè)置為1∶0.5，以進(jìn)一步減少土體坍塌問(wèn)題的出現(xiàn)。

2.2 支護(hù)施工

為了有效節(jié)約施工成本，該項(xiàng)目在基坑挖掘期間采用了土釘墻技術(shù)來(lái)進(jìn)行邊坡支護(hù)，主要使用材料為土釘與混凝土，施工操作相對(duì)便捷，可以有效控制成本，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。該環(huán)節(jié)主要操作流程為將土釘與鋼筋植入邊坡土體，并在裸露坡面設(shè)置鋼筋網(wǎng)與混凝土層，以此有效增強(qiáng)坡面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并起到一定的防滲透作用。在這一過(guò)程中，土釘與鋼筋能夠形成穩(wěn)固的復(fù)合樁體結(jié)構(gòu)，同時(shí)與混凝土坡面形成了一個(gè)整體，可有效降低土體受到的壓力，進(jìn)而起到擋土與支護(hù)作用[3]。

2.2.1 制作鋼管土釘

該項(xiàng)目采用鋼花管作為土釘?shù)氖┕げ牧?，要求鋼管外徑?8 mm以上，壁厚不可小于3 mm。鋼管表面設(shè)有梅花形注漿孔，孔徑規(guī)格為8 mm，周圍深有倒刺做維護(hù)保護(hù)裝置。注漿孔位置在鋼管1/2 或1/3 處，每個(gè)單位長(zhǎng)度需要至少設(shè)置2 個(gè)注漿孔，保證在鋼管兩側(cè)均勻布設(shè)[4]。

2.2.2 土釘布設(shè)

土釘布設(shè)過(guò)程中需要根據(jù)圖紙分別確定孔位，要求土釘間距應(yīng)控制在1～2 m范圍內(nèi)，同時(shí)土釘長(zhǎng)度需要控制在開(kāi)挖深度的0.5～1.2倍范圍內(nèi)。確定孔位之后即可開(kāi)展鉆孔作業(yè)，該項(xiàng)目中設(shè)置鉆孔直徑為120 mm，鉆入土體的過(guò)程中，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況控制鉆桿與坡面的水平夾角在5°～20°范圍內(nèi)。同時(shí)，為了保證土釘與墻體之間的緊密連接，工作人員需要進(jìn)一步采用加強(qiáng)鋼筋與土釘螺栓進(jìn)行固定，鋼筋直徑為32 mm，采用HRB400級(jí)鋼筋材料。

2.2.3 注漿作業(yè)

鉆孔作業(yè)結(jié)束之后，施工人員便可實(shí)施注漿工序。該項(xiàng)目所采用的注漿工具為外徑在6～8 cm鍍鋅管，深入鉆孔距離底面剩余15 cm 后停止，隨后伴隨漿液灌注而緩慢拔出，直至漿液灌滿孔道。這一過(guò)程中要求注漿材料使用的水泥強(qiáng)度不可低于M20，要求最佳水灰比保持為1∶0.55 左右。在施工過(guò)程中，需要采用二次注漿工藝，首次注漿時(shí)需要控制灌注壓力為0.2 MPa左右；第二次注漿可提升壓力至1 MPa，需要保持2～3min的穩(wěn)壓時(shí)長(zhǎng)。除此之外，兩次注漿之間的間隔時(shí)長(zhǎng)需要進(jìn)行嚴(yán)格控制，通常應(yīng)保證首次注漿初凝時(shí)長(zhǎng)達(dá)到13 h以上，且應(yīng)在24 h內(nèi)進(jìn)行注漿作業(yè)[5]。

2.2.4 鋼筋網(wǎng)編制施工

該項(xiàng)目采用雙向單層鋼筋網(wǎng)進(jìn)行掛網(wǎng)施工，鋼筋網(wǎng)采用6 mm 的鋼筋編制，網(wǎng)孔間距控制在250 mm×250 mm。在進(jìn)行網(wǎng)體編制的過(guò)程中，工作人員需要對(duì)鋼筋進(jìn)行除銹，完成編制后對(duì)網(wǎng)體進(jìn)行調(diào)直，并配合土釘進(jìn)行掛網(wǎng)作業(yè)，同時(shí)為了保證鋼筋網(wǎng)的穩(wěn)定性，需要焊接14 mm加強(qiáng)筋對(duì)網(wǎng)體進(jìn)行加固。在進(jìn)行掛網(wǎng)作業(yè)的過(guò)程中，工作人員應(yīng)保證網(wǎng)體盡可能緊貼坡面結(jié)構(gòu)，要求其最大間距不可超過(guò)30 mm。在進(jìn)行分層掛網(wǎng)作業(yè)的過(guò)程中，前后兩段掛網(wǎng)的拼接寬度需要控制在300 mm 以上，坡體邊緣位置的鋼筋網(wǎng)需要延伸出地面，并使用錨桿對(duì)其進(jìn)行固定。

2.2.5 質(zhì)量檢測(cè)

土釘完成注漿作業(yè)之后，工作人員需要對(duì)其進(jìn)行抽樣檢測(cè)工作。檢測(cè)方式為在土釘總數(shù)中隨機(jī)抽取1%，且每層至少保證3 根檢測(cè)樣品。隨后對(duì)土釘抗拔承載力進(jìn)行檢測(cè)，要求其最小檢測(cè)數(shù)值需要保證為土釘軸向拉力的1.3倍左右。

2.3 噴射護(hù)壁

2.3.1 噴前準(zhǔn)備工作

正式進(jìn)行噴射作業(yè)之前，工作人員需要先進(jìn)行作業(yè)面清理工作，除了對(duì)坡腳位置進(jìn)行修正之后，還需要清除坡面表面雜物、垃圾等施工障礙物，避免對(duì)混凝土噴射施工造成影響。為了保證后期排水效果，還需要根據(jù)施工要求在作業(yè)面范圍內(nèi)設(shè)置完善的排水管線，從而整體提高后續(xù)施工質(zhì)量[6]。

2.3.2 漿液配置

在進(jìn)行漿液調(diào)制的過(guò)程中，工作人員采用了配比實(shí)驗(yàn)方式來(lái)確定了混凝土的最佳水灰比為0.4，使用材料為強(qiáng)度在M20 以上的水泥，同時(shí)水泥、砂、細(xì)石等材料的最佳拌和比例為1∶2∶0.5。同時(shí)，為了提高混凝土護(hù)壁施工效率，工作人員在漿液中摻入了一定的外加速凝劑材料，因此漿液拌和應(yīng)遵循現(xiàn)場(chǎng)“隨調(diào)隨用”原則，成品混凝土漿液的最大放置時(shí)長(zhǎng)不可超過(guò)20 min。

2.3.3 噴錨作業(yè)

該項(xiàng)目要求坡面混凝土護(hù)壁厚度為8 cm，因此在作業(yè)期間需要采用分層噴射工藝，同時(shí)沿跛腳向上逐漸完成噴射施工。這一過(guò)程中作業(yè)人員需要控制設(shè)備送風(fēng)壓力在0.1 MPa作用，噴頭與作業(yè)面應(yīng)保持在0.6～1.0 m 間距，控制噴射角度在90°左右。為了保證混凝土護(hù)壁的厚度均勻，初噴厚度需要控制在4 cm 左右，且需要待其終凝結(jié)束之后才可進(jìn)行復(fù)噴。例如：無(wú)法立刻進(jìn)行作業(yè)，需要使用高壓水槍對(duì)初噴終凝面進(jìn)行清洗，隨后才可繼續(xù)噴射直至設(shè)計(jì)厚度。此外，作業(yè)期間遇到坡面超挖或塌陷位置時(shí)，需要先使用鋼筋網(wǎng)與錨桿對(duì)其進(jìn)行修補(bǔ)后才可進(jìn)行噴射作業(yè)，并且需要重點(diǎn)關(guān)注作業(yè)面的邊墻、拱部等位置，以保證混凝土護(hù)壁的厚度均勻。

2.3.4 質(zhì)量檢測(cè)

混凝土護(hù)壁完成之后，工作人員以500 m2規(guī)格為標(biāo)準(zhǔn)，將作業(yè)面均勻劃分為不同試區(qū)，并在每個(gè)試區(qū)隨機(jī)抽取3 個(gè)試塊來(lái)進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)工作。此外，還需要關(guān)注混凝土的噴射厚度，分別取其平均值和最小值，要求平均值厚度不可低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，最小厚度值不可低于設(shè)計(jì)值的80%[7]。

2.4 排水施工

根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙要求，基坑處理需要將地下水位降至底部1 m深度以下。該項(xiàng)目在作業(yè)期間需要同步進(jìn)行排水作業(yè)，以確保能夠滿足施工要求，避免對(duì)建筑質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，具體措施如下。

2.4.1 排水井設(shè)計(jì)

該項(xiàng)目采用沉降排水施工，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘測(cè)結(jié)果設(shè)置40～45個(gè)降水井，同時(shí)設(shè)有6～8個(gè)觀測(cè)井。井深為27～30 m，成井直徑需要控制在350 mm，內(nèi)部設(shè)有125 mm的PVC管，周圍設(shè)有礫石濾層。降水井分布在基坑邊緣以外的22～32 m 范圍內(nèi)，需要在基坑挖掘作業(yè)之前全部完成。

2.4.2 鉆孔作業(yè)

降水井鉆孔期間，工作人員需要全程觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)施工狀態(tài)，避免鉆桿出現(xiàn)左右大幅度搖擺現(xiàn)象，并且要求保證孔內(nèi)泥漿比重維持在1.10～1.15 之間。鉆進(jìn)過(guò)程中每伸進(jìn)一節(jié)鉆桿便需要安排作業(yè)人員同步進(jìn)行清孔作業(yè)，當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度之后進(jìn)行徹底清孔，直至孔內(nèi)反出泥漿的含砂率控制在12%以下之后，才可以提鉆進(jìn)行下一孔位施工。

2.4.3 下管作業(yè)

提鉆之后工作人員需要對(duì)鉆孔的標(biāo)高與孔徑進(jìn)行測(cè)量，與圖紙對(duì)比無(wú)誤之后可進(jìn)行下管作業(yè)，完成施工后對(duì)其進(jìn)行焊接固定，保持管口在井口的中心位置。期間為保證井管施工質(zhì)量，該項(xiàng)目工作人員使用找找正器來(lái)進(jìn)行輔助施工，要求井管最大誤差不可超過(guò)5 cm。

2.4.4 填料作業(yè)

該項(xiàng)目采用的濾料為3%的干凈碎石，要求填料高度需要控制在地坪以下2 m深的位置。填料期間需要精準(zhǔn)計(jì)算濾料數(shù)量，并控制好每次填料高度，一旦發(fā)現(xiàn)填料高度與其實(shí)際數(shù)量不符時(shí)需要暫時(shí)停止作業(yè)，并排查井下是否存在異常，確認(rèn)無(wú)誤后才可繼續(xù)在管壁與孔壁之間的縫隙位置進(jìn)行填裝，指導(dǎo)將井下泥漿擠出井口[8]。

2.4.5 抽水作業(yè)

完成填料之后工作人員需要立刻進(jìn)行洗井，避免間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致護(hù)壁泥皮老化、損壞。隨后在井內(nèi)安裝抽水管道、電纜以及排水系統(tǒng)進(jìn)行抽水，并安排專門(mén)人員進(jìn)行24 h監(jiān)管。地下水抽出井口之后需要統(tǒng)一集中到地表排水溝系統(tǒng)，將其轉(zhuǎn)移到現(xiàn)場(chǎng)以外或進(jìn)行回收利用。

3 深基坑支護(hù)施工期間的重點(diǎn)注意事項(xiàng)

3.1 關(guān)注基坑的開(kāi)挖空間效應(yīng)

深基坑挖掘范圍較大，直接關(guān)系到房屋建筑的穩(wěn)定性與安全性。因此，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工的過(guò)程中，工作人員需要重點(diǎn)關(guān)注基坑的開(kāi)挖空間效應(yīng)，確保能夠結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙來(lái)精準(zhǔn)控制基坑的長(zhǎng)、寬、深等規(guī)格參數(shù)，確保能夠精確控制基坑的空間影響范圍，以便能夠有效保證現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量。在實(shí)際施工過(guò)程中，工作人員可以結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行有限元技術(shù)，按照施工圖紙標(biāo)準(zhǔn)來(lái)模擬基坑開(kāi)挖的各項(xiàng)參數(shù)，以便能設(shè)計(jì)出合理的挖掘施工方案。同時(shí)，在作業(yè)期間可以采用多臺(tái)設(shè)備同時(shí)進(jìn)行施工，相鄰設(shè)備的最小間距不得超過(guò)10 m，按照自上而下的順序進(jìn)行同步施工作業(yè)。

3.2 精確計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)壓力

在進(jìn)行基坑支護(hù)施工的過(guò)程中，工作人員應(yīng)避免盲目展開(kāi)作業(yè)，要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)勘探，確認(rèn)土壤的各項(xiàng)物理性能參數(shù)，以此為基礎(chǔ)對(duì)基坑支護(hù)的材料與規(guī)格進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。如此才能夠避免由于土壤應(yīng)力的不確定性導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)壓力發(fā)生改變，并由此引發(fā)嚴(yán)重的施工質(zhì)量問(wèn)題。

3.3 控制理論設(shè)計(jì)與實(shí)際施工間的差異

深基坑施工涉及土方挖掘、排水、支護(hù)等多道工序，作業(yè)周期相對(duì)較長(zhǎng)，且容易受到現(xiàn)場(chǎng)外界因素的干擾。因此，在進(jìn)行基坑支護(hù)施工的過(guò)程中，工作人員需要重點(diǎn)關(guān)注現(xiàn)場(chǎng)土壤和周邊自然條件的改變，并且全程做好試驗(yàn)與質(zhì)量驗(yàn)收工作，確保能及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工理論設(shè)計(jì)與實(shí)際操作之間的誤差，進(jìn)而以此為基礎(chǔ)對(duì)施工方案進(jìn)行一定的優(yōu)化調(diào)整，避免一味地按照預(yù)設(shè)方案展開(kāi)作業(yè)，進(jìn)而造成施工質(zhì)量受到影響。

3.4 加強(qiáng)施工過(guò)程控制

深基坑支護(hù)施工過(guò)程中，由于現(xiàn)場(chǎng)地勢(shì)環(huán)境復(fù)雜，同時(shí)場(chǎng)地重型機(jī)械較多。因此，為了避免引發(fā)施工安全事故，工作人員需要重點(diǎn)加強(qiáng)施工過(guò)程中，保障現(xiàn)場(chǎng)的安全生產(chǎn)秩序，以便能夠順利完成施工任務(wù)。管理人員應(yīng)當(dāng)定期檢測(cè)機(jī)械設(shè)備，及時(shí)對(duì)其進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)工作，同時(shí)重點(diǎn)加強(qiáng)基層作業(yè)人員的安全教育，避免在作業(yè)期間出現(xiàn)違規(guī)操作行為。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)制定嚴(yán)格的施工制度，要求基坑周圍0.8～2 m 范圍內(nèi)，不得堆放施工材料或中性接卸，同時(shí)基坑邊緣位置需要做好相應(yīng)的防護(hù)措施，并設(shè)置醒目標(biāo)識(shí)來(lái)提醒無(wú)關(guān)人員遠(yuǎn)離，從而有效降低施工隱性風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文結(jié)合工程實(shí)例對(duì)房建工程深基坑支護(hù)作業(yè)的有效措施展開(kāi)了深入研究。強(qiáng)調(diào)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員需要重點(diǎn)加強(qiáng)施工細(xì)節(jié)控制，并把握好每一道工序的操作要點(diǎn)，以便能夠整體提高施工質(zhì)量，進(jìn)而更好地發(fā)揮深基坑支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用效果。