房屋建筑工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)研究

摘要：從計(jì)算深基坑土體壓力和錨桿長度、深基坑坑壁支護(hù)和土體加固、漿囊袋注漿預(yù)應(yīng)力錨桿施工方法、深基坑土方開挖與回填、深基坑排水和降水施工等方面，闡述了深基坑支護(hù)施工技術(shù)。將該項(xiàng)施工技術(shù)應(yīng)用于某房屋建筑工程深基坑支護(hù)施工過程中，通過檢測驗(yàn)證了應(yīng)用本文設(shè)計(jì)的深基坑支護(hù)施工技術(shù)，可減少深基坑支護(hù)的施工位移量，提高深基坑穩(wěn)定性，增強(qiáng)深基坑作業(yè)的安全系數(shù)。

關(guān)鍵詞：土體壓力；深基坑支護(hù)；錨桿；深基坑降水

0" "引言

高層房屋建筑工程的施工過程復(fù)雜，風(fēng)險程度高，如果初期的基礎(chǔ)工程施工存在問題，就會為后續(xù)工程留下嚴(yán)重的安全隱患。深基坑的施工質(zhì)量直接影響高層建筑的穩(wěn)固性，施工單位及其施工技術(shù)人員要高度重視深基坑支護(hù)施工質(zhì)量，要按照相關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)方案，采用適當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)做好深基坑支護(hù)工作，確保高層建筑整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固。對于建筑規(guī)模龐大、地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高層建筑，其深基坑支護(hù)要求更高、施工工藝更加嚴(yán)格。為保障高層房建工程深基坑安全施工，施工技術(shù)人員需要認(rèn)真研究設(shè)計(jì)圖紙，掌握地質(zhì)地貌，在此基礎(chǔ)上制定切實(shí)可行的施工方案，根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況制定相契合的作業(yè)方案，在保障深基坑施工安全的前提下，高質(zhì)量完成深基坑施工任務(wù)。

1" "深基坑支護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)

1.1" "計(jì)算深基坑土體壓力和錨桿長度

1.1.1" "計(jì)算深基坑土體壓力

在進(jìn)行深基坑施工之前，劃分出深基坑施工區(qū)域，計(jì)算出深基坑土體壓力值和錨桿長度值。深基坑土體壓力值計(jì)算公式如下：

Eα=1/2KαgR2√L" " " " " " " "（1）

式（1）中：Eα表示深基坑土體壓力值，Kα表示深基坑土體壓力系數(shù)，g表示深基坑土體質(zhì)量，R表示深基坑開挖深度，L表示錨桿長度。計(jì)算出深基坑土體壓力值，還需計(jì)算出錨桿長度，然后方可實(shí)施錨桿支護(hù)操作。

1.1.2" "計(jì)算錨桿長度

深基坑錨桿長度，一般采取桿端反力法進(jìn)行計(jì)算。深基坑錨桿長度計(jì)算公式如下：

L=Lm+[（Lm/2）（K-1）]+P/K" " " " "（2）

式（2）中：Lm表示錨桿錨固段的長度，K表示抗拔系數(shù)，P表示設(shè)計(jì)抗拔力。

深基坑錨桿長度還應(yīng)根據(jù)土體實(shí)際條件，在計(jì)算得出錨桿長度的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，錨桿長度基本上是基坑深度的1倍左右，一般不短于5m。

1.2" "深基坑坑壁支護(hù)和土體加固

1.2.1" "深基坑坑壁支護(hù)

根據(jù)深基坑的深度和土質(zhì)情況，采取排樁式水泥攪拌樁、樁端連系梁（冠梁）和腰梁組成深基坑坑壁支護(hù)結(jié)構(gòu)。該坑壁支護(hù)結(jié)構(gòu)的形成過程如下：在深基坑開挖之前，使用三軸攪拌樁機(jī)沿著深基坑外側(cè)進(jìn)行水泥攪拌樁施工，然后在攪拌樁頂部進(jìn)行連系梁施工，將攪拌樁之間連接牢固。隨著土方開挖，沿著攪拌樁中部設(shè)置1～2層腰梁，該腰梁與攪拌樁連接。

1.2.2" "深基坑土體加固

為了控制深基坑坑壁外側(cè)土體壓力，采用分層分段開挖和邊開挖邊加固的方法，對坑壁外側(cè)土體進(jìn)行加固施工。加固方法如下：待深基坑局部坑壁挖掘到設(shè)計(jì)尺寸后，在此局部設(shè)置腰梁，并在攪拌樁和腰梁中心位置向土體中設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨桿，通過錨桿將攪拌樁和腰梁與深基坑周邊土體進(jìn)行加固。隨著完成土方開挖施工，最終完成整個深基坑坑壁支護(hù)和土體加固施工。

1.2.3" "漿囊袋注漿預(yù)應(yīng)力錨桿施工方法

使用漿囊袋注漿預(yù)應(yīng)力錨桿進(jìn)行深基坑壁土體加固是錨桿加固的一種有效加固方法。漿囊袋注漿預(yù)應(yīng)力錨桿結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。

在進(jìn)行漿囊袋注漿預(yù)應(yīng)力錨桿施工之前，須準(zhǔn)備好鉆孔機(jī)、注漿泵、PE管制作的注漿管、土工布制作的漿囊袋、鋼絞線制作的錨桿主筋，以及配制好的高強(qiáng)度低收縮率水泥砂漿。同時根據(jù)錨桿錨固段的長度計(jì)算每根錨桿的用漿量，保證漿囊袋注漿充足。漿囊袋通過適當(dāng)綁扎，注漿后可形成多個間隔一定距離、且連續(xù)不斷的圓柱形錨固體。

在施工準(zhǔn)備工作完成后，按照以下步驟進(jìn)行漿囊袋注漿預(yù)應(yīng)力錨桿施工：一是按照設(shè)計(jì)位置和深度，使用鉆孔機(jī)鉆出錨桿孔，并將錨桿孔清理干凈；二是將準(zhǔn)備好的漿囊袋、注漿管和錨桿主筋組合體插入錨桿孔中；三是操縱注漿泵、通過注漿管將水泥砂漿注入漿囊袋中，直到注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)壓力為止；四是待漿液達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，進(jìn)行錨桿的預(yù)應(yīng)力張拉和錨固，完成張拉后對錨桿質(zhì)量進(jìn)行檢查驗(yàn)收。進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉時，將張拉力設(shè)置為70kN左右。

1.3" "深基坑土方開挖與回填

1.3.1" "土方開挖準(zhǔn)備工作

在土方開挖前，要做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，主要準(zhǔn)備工作如下：做好樁位交接工作；落實(shí)必要的防護(hù)措施，避免施工過程中出現(xiàn)危險情況；召開安全技術(shù)交底會議，貫徹安全技術(shù)措施；明確施工現(xiàn)場負(fù)責(zé)人在施工過程中的指揮和協(xié)調(diào)責(zé)任，保證施工順利進(jìn)行；工程技術(shù)負(fù)責(zé)人要與施工人員進(jìn)行施工技術(shù)溝通，明確土方開挖順序、施工方法和具體要求。

1.3.2" "深基坑土方開挖

深基坑土方開挖必須采用分層、分段開挖原則。在深基坑第一層土方挖掘開始之前，按照設(shè)計(jì)圖紙上的攪拌樁位置，在每個樁位處灑上石灰標(biāo)記，在攪拌樁附近挖掘時，不能發(fā)生挖掘機(jī)撞擊攪拌樁的情況，防止損壞攪拌樁造成質(zhì)量事故。

在深基坑土方開挖過程中，其基礎(chǔ)標(biāo)高要符合施工圖紙要求，如果出現(xiàn)基礎(chǔ)標(biāo)高與施工圖紙不一致的情況，應(yīng)以施工圖紙為準(zhǔn)進(jìn)行開挖。要將土體分層剝離，其剝離厚度≤1.2m。為避免出現(xiàn)超挖現(xiàn)象，對承臺部位要采取跳挖方式。在開挖到坑底后，要分段鋪設(shè)素混凝土墊層，并在72h以內(nèi)完成。深基坑土方開挖示意如圖2所示。

1.3.3" "深基坑土方回填

在進(jìn)行深基坑土方回填時，根據(jù)土方回填場地大小，選用適宜的夯實(shí)設(shè)備進(jìn)行土方分層夯實(shí)，各層間分層厚度不得超過250mm。場地狹小時，可使用蛙式打夯機(jī)夯實(shí)；場地寬裕時，可使用壓實(shí)機(jī)械進(jìn)行壓實(shí)。在地基和管線段，采用兩側(cè)土方均勻回填的方式。

氣候變化會影響土方回填，采取防水覆蓋方式可避免氣候變化帶來的不利影響。要嚴(yán)格控制回填土的質(zhì)量，回填土不得采用潮濕的土料。如果回填用土料表面被雨水淋濕，須先把表面的潮濕土料清除后，再填筑合格的土料。在土方回填過程中，如果發(fā)現(xiàn)土料中包含有機(jī)雜質(zhì)，須將其清理后再繼續(xù)填筑。在回填和壓實(shí)過程中，要加強(qiáng)地基或外墻防水層的保護(hù)，避免防水層損壞。

1.4" "深基坑排水和降水施工

1.4.1" "深基坑排水

由于深基坑土質(zhì)較差，開挖范圍內(nèi)土層的地下水可能滲透到深基坑內(nèi)，給深基坑內(nèi)的結(jié)構(gòu)施工造成不利影響。為此制定了以下排水措施：一是在基坑內(nèi)采用明渠排水方法，即在距離坑壁1m以外的地方開挖深度為300～500mm的明渠，每隔20m使用1臺潛水泵24h抽水，確保深基坑干凈；二是采用300mm×500mm的磚塊在基坑外修筑排水渠，為防止地表水滲入排水渠，其外部使用水泥砂漿覆蓋；三是為收集地表雨水和施工用水，在地面排水渠的周圍設(shè)置15口集水井，經(jīng)沉淀池沉淀后排入污水理處系統(tǒng)。

1.4.2" "深基坑降水

為保證深基坑正常施工，在深基坑施工之前，需根據(jù)其地下水位等情況在其周邊設(shè)置若干集水井。在深基坑施工過程中，及時觀測集水井的水位情況，避免施工受到地下水的影響。要定期檢查集水井潛水泵，保證降水正常進(jìn)行。

為確保斷電情況下降水不受影響，要配備發(fā)電機(jī)。在深基坑內(nèi)完成結(jié)構(gòu)施工后，對集水井進(jìn)行封堵。部分集水井在深基坑底板施工之前封堵，其余集水井在深基坑底板完成施工后封堵。封堵時使用砂礫填充并壓實(shí)。

2" "深基坑支護(hù)施工案例

2.1" "工程概況

某大型商業(yè)房建工程占地面積約為6萬m2，總建筑面積約為10萬m2。該高層建筑工程包括5棟住宅樓和2棟寫字樓。每棟住宅樓和寫字樓的深基坑，根據(jù)其土層特征和設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工。經(jīng)現(xiàn)場勘測獲得該施工場地的土層特征，如表1所示。

2.2" "確定深基坑支護(hù)方案

根據(jù)該工程地質(zhì)條件施工現(xiàn)場具體情況，采取排樁式水泥攪拌樁、連系梁、梁腰組成的深基坑坑壁支護(hù)和漿囊袋注漿預(yù)應(yīng)力錨桿深基坑土體加固方式，確保深基坑施工順利進(jìn)行。按照本文所述深基坑支護(hù)施工技術(shù)，組織深基坑攪拌樁、連系梁、梁腰和錨桿施工。

2.3" "施工準(zhǔn)備工作

在深基坑施工前，施工單位對施工現(xiàn)場開展“三通一平”工作，即將施工現(xiàn)場的臨時用水和用電安排妥當(dāng)，將施工現(xiàn)場臨時道路進(jìn)行硬化處理，將深基坑施工場地進(jìn)行清理平整。根據(jù)施工圖紙對深基坑進(jìn)行測量定位，施劃出水泥攪拌樁位置，設(shè)置地表邊坡、排水溝和集水井。檢查三軸攪拌樁機(jī)等施工機(jī)械的技術(shù)狀況，合格后移動至樁孔位置。準(zhǔn)備好水泥等施工材料。

2.4" "深基坑支護(hù)效果檢測

2.4.1" "檢測方法

按照深基坑支護(hù)方案和本文所述深基坑支護(hù)施工技術(shù)，完成深基坑支護(hù)施工。按照檢測標(biāo)準(zhǔn)和施工人員提供的施工基準(zhǔn)點(diǎn)，設(shè)置深基坑檢測點(diǎn)，對深基坑施工質(zhì)量進(jìn)行檢測。檢測方法如下：進(jìn)行連續(xù)3天檢測，深基坑每天位移量應(yīng)小于3mm，3天總位移量應(yīng)小于7mm；如果檢測結(jié)果未達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)值，須對不合格部位予以返工。

2.4.2" "檢測數(shù)據(jù)

參照上述檢測方法進(jìn)行深基坑支護(hù)位移檢測。為了更加準(zhǔn)確反映深基坑位移情況，實(shí)際檢測時共檢測了7d并記錄了檢測數(shù)據(jù)。深基坑支護(hù)位移檢測數(shù)據(jù)如表2所示。

由表2可知，對連續(xù)7d的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行了記錄，得到的檢測數(shù)據(jù)表明，7d當(dāng)中每天的施工位移量均未超過1mm，且任意3d的總位移量未超過3mm，而且7d的總位移量僅為3.5mm，7d平均位移量僅為0.5mm，均符合檢測標(biāo)準(zhǔn)。由此可以看出，應(yīng)用本文設(shè)計(jì)的深基坑支護(hù)施工技術(shù)可以減少深基坑支護(hù)的施工位移量，可提高深基坑穩(wěn)定性，可增強(qiáng)深基坑作業(yè)的安全系數(shù)。

3" "結(jié)束語

應(yīng)用本文設(shè)計(jì)的深基坑支護(hù)施工技術(shù)，進(jìn)行了某大型商業(yè)房建工程深基坑支護(hù)施工。根據(jù)檢測標(biāo)準(zhǔn)對所施工的深基坑進(jìn)行了檢測。檢測數(shù)據(jù)表明，本文所述施工技術(shù)取得了顯著成效。但是本文所述深基坑支護(hù)施工技術(shù)也存在一些問題，例如該深基坑施工方法僅在周圍建筑環(huán)境較為簡單的工程中進(jìn)行了驗(yàn)證，無法為復(fù)雜工程提供理論支持，對此還需進(jìn)行深度研究。

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