多支護模式的深基坑支護施工關(guān)鍵技術(shù)

王平勛，李林燾

(中國五冶集團有限公司第一工程分公司，四川成都 610000)

隨著城市的快速發(fā)展，出現(xiàn)了大量的城市高層建筑和超高層建筑，與此同時，深基坑支護規(guī)模也越來越大。陸小利[1]結(jié)合國內(nèi)外深基坑支護的經(jīng)驗，設(shè)計了深基坑樁-錨支護體系；王宇等[2]采用斜撐對深基坑進行支護，通過理正軟件進行方案設(shè)計和驗證，優(yōu)化了深基坑施工方案；樊娟瑩[3]對微型鋼管樁加錨索在深基坑項目中的實際施工應(yīng)用進行了說明。本文對某深基坑不同區(qū)域采用了三種不同支護方式，并加強場地硬化和基坑防排水工作，從而達到了安全、經(jīng)濟、節(jié)省工期的目的。

1 工程概況

1.1 項目概況

該項目位于成都市錦江區(qū)喜樹街以東，芙蓉中街以南，椿樹街以西，新規(guī)劃道路以北，交通方便，位置優(yōu)越，總建筑面積約32×104m2。擬建建筑物由商業(yè)附屬裙樓及高層住宅樓組成，包括4個地塊，商業(yè)裙樓為1～3層，高層住宅樓為18～30層不等，下設(shè)2～3層地下室，由于地形起伏較大，地下室局部架空，基坑開挖深度在4.2～12.0 m，具體如表1所示。

表1 地下室及基坑開挖深度情況

1.2 工程地質(zhì)條件

在基坑開挖深度范圍內(nèi)，根據(jù)鉆探揭露，場地地層從上至下依次為第四系全新統(tǒng)人工填土層(Q4ml)、第四系中下更新冰水堆積層(Q1+2fgl)和白堊紀(jì)灌口組(K2g)組成，具體情況如表2所示。

1.3 水文地質(zhì)條件

場地內(nèi)存在的地下水為賦存于人工填土、黏土裂隙以及含卵石黏土層中的上層滯水、埋藏于白堊系灌口組泥巖裂隙中的基巖裂隙水。上層滯水受大氣降水和地表水滲透補給，水量不大，以蒸發(fā)方式排泄。

表2 工程地質(zhì)情況

2 基坑支護總體設(shè)計方案

城市建筑施工時，由于鄰近建筑物較多，深基坑支護應(yīng)當(dāng)考慮多方面的因素[4]，比如開挖深度、地質(zhì)水文條件、施工機具等，并應(yīng)當(dāng)加強施工期間的變形監(jiān)測。對深基坑支護方式的選擇作了一些建議:

(1)放坡。當(dāng)基坑開挖深度不大，并且地下水位較低，土體穩(wěn)定性較好，周邊開闊，可進行放坡施工。

(2)排樁。基坑開挖風(fēng)險較小，開挖深度不大于5 m，地下水位低于基坑底面時，可采用排樁支護，必要時可采用雙排樁[5]。

(3)鋼樁+錨索。當(dāng)基坑深度較大，地層穩(wěn)定性較差，需要多種支護方式共同支護，如鋼樁、錨索共同支護[6]，錨索類型及長度根據(jù)施工實際確定。

(4)鋼筋網(wǎng)+噴射混凝土。這種支護主要是為了保證邊坡穩(wěn)定性，常常結(jié)合放坡施工及其它支護方式共同采用。

本項目分為四個地塊，每個地塊開挖深度、周邊環(huán)境和施工條件存在差異，在綜合安全、工期和經(jīng)濟的考慮下，采用了“放坡+網(wǎng)噴”“放坡+排樁”和“排樁+囊式擴大頭錨索”三種支護方式，具體支護方式的選擇見表3。

表3 支護方式的選擇

3 支護施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 場地地表硬化處理

本項目位于成都東郊三級階地，場地內(nèi)黏性土為膨脹性巖土，為防止地表水長期侵泡土壤，影響護壁安全，對場地內(nèi)地表采用C15混凝土進行硬化處理，硬化范圍為冠梁水溝內(nèi)邊至圍墻內(nèi)側(cè)(圖1)。

圖1 場地硬化處理

3.2 排樁施工技術(shù)

(1)采用全站儀進行樁位坐標(biāo)、高程復(fù)核，沿樁中心拉十字線至1.5 m以外并作好護樁標(biāo)記。

(2)鉆機設(shè)備就位，開機進行旋挖取土，機械配合將加工好的鋼護筒吊入孔內(nèi)，調(diào)整好護筒的中心和垂直度，在檢查無誤之后用土石將護筒外四周空隙填實夯牢，保證鋼護筒在鉆進施工中牢固不變形和位移。

(3)設(shè)置泥漿池，用于鉆孔施工時的泥漿制作、儲備及排樁混凝土灌注時溢出泥漿的排放。將黏土投入泥漿池，注入適量清水，配合挖機等攪拌制成泥漿，泥漿材料選用黏性好、成塊狀的優(yōu)質(zhì)黏土。

(4)采用旋挖鉆進成孔施工的濕式鉆斗(回轉(zhuǎn)斗)，鉆進施工前應(yīng)先在護筒內(nèi)注入護壁泥漿，同時在施工過程中隨著取土的進行及時注入泥漿，始終保持泥漿在孔內(nèi)的液面高度以避免孔壁坍塌。將鉆機鉆桿回轉(zhuǎn)到樁孔位置后將鉆斗垂直放下并開始轉(zhuǎn)動取土，當(dāng)確定樁孔深度達到要求后，將鉆斗更換成清孔斗并下降到底部，待懸浮顆粒較大的砂石沉降進入料斗并清除。

(5)鋼筋籠采用現(xiàn)場制作，其保護層厚度50 mm，焊接時不能使主筋斷面受損，制作堆放場地應(yīng)保持平穩(wěn)、清潔、防雨、防水，護壁鋼筋采用孔外綁扎入孔。

(6)混凝土澆灌采用車泵輸送泵入孔，通過下料漏斗提斗提升導(dǎo)管在泥漿中澆筑，混凝土澆筑要一氣呵成，不得中斷，以保證混凝土的均勻性，間歇時間一般應(yīng)控制在15 min內(nèi)，任何情況下不得超過30 min。

3.3 冠梁及拉梁

(1)混凝土強度等級為C30，鋼筋保護層厚度50 mm。

(2)施工縫處強度低，不應(yīng)設(shè)置在轉(zhuǎn)角及其附近15 m范圍內(nèi)。

(3)主筋采用雙面搭接焊，搭接長度5 d；或采用單面搭接焊，搭接長度10 d；或采用綁扎搭接，搭接長度滿足規(guī)范要求。

(4)模板的接縫不應(yīng)漏漿，模板內(nèi)部不應(yīng)有積水，模板與混凝土接觸面應(yīng)清理并涂刷隔離劑。具體支護形式如圖2。

圖2 冠梁支撐模板

(5)混凝土澆筑以泵送C30混凝土為主，采用插入振動器振搗，每次振搗時間不少于30 s，直至混凝土表面呈現(xiàn)浮漿和不再下沉為止。

3.4 囊式擴大頭錨索

囊式擴體錨索施工是在支護樁施工完成后進行，鉆機工作面宜低于錨索標(biāo)高面0.5 m，工作面寬度不得小于15 m，工作面應(yīng)能保證機器正常作業(yè)。

(1)錨索為承壓型囊式擴體錨索，主要由鋼絞線、錨具、承壓型囊、注漿管、錨索定位器及承壓板等組成，以上材料均采用工廠定制、現(xiàn)場安裝方式。

(2)自由段孔徑150 mm，錨固段孔徑600 mm，先用150 mm的鉆頭鉆至設(shè)計深度，然后上提3.0 m，先采用清水?dāng)U孔，從上往下進行擴孔，然后再從下往上進行復(fù)擴。

(3)高壓噴射擴大頭擴孔完成后，應(yīng)立即取出噴管并將錨索放入錨孔內(nèi)至設(shè)計深度。

(4)注漿時采用壓漿泵先在囊內(nèi)注漿，囊內(nèi)漿體注滿后，用另一根注漿管采用相同的水灰比在囊外注漿，當(dāng)孔口看到水泥漿時，停止注漿。

(5)錨索預(yù)應(yīng)力張拉采用錨桿張拉機進行，達到設(shè)定的預(yù)應(yīng)力后予以鎖定。張拉應(yīng)在注漿體強度達到75 %后一次性進行張拉鎖定。

3.5 樁間護壁施工

面層采用噴射混凝土與鋼筋網(wǎng)組成的鋼筋混凝土板結(jié)構(gòu)型式。土方開挖時，應(yīng)確保網(wǎng)噴支護作業(yè)面平整，壁面噴射混凝土厚度為80 mm(圖3)。

圖3 樁間護壁施工示意

(1)網(wǎng)筋采用Φ8@250×250 mm鋼筋綁扎而成，橫向加強筋采用Φ16三級螺紋鋼筋與樁體的植筋(Φ16鋼筋)焊接，間距為1.0 mm(砂層分布區(qū)域間距調(diào)整為0.5 m)。

(2)噴射混凝土采用細石混凝土，混凝土強度等級為C20。

3.6 防排水措施

為防止基坑外圍雨水流入基坑，自然放坡部分坑壁頂部用水泥砂漿或噴射混凝土散落料封閉。護壁樁部分冠梁上部采用頁巖多孔磚砌筑水溝，水溝截面尺寸為350 mm×500 mm。水溝內(nèi)外均用防水砂漿抹面，水溝外側(cè)設(shè)置150 mm×200 mm的C15混凝土擋水帶，擋水帶雙面均采用防水砂漿抹面。

4 結(jié)束語

高層建筑深基坑支護是高層建筑修建最基礎(chǔ)的一環(huán)，其施工質(zhì)量直接影響建筑工程整體的質(zhì)量安全及使用安全，因此，應(yīng)根據(jù)項目的實際情況及地質(zhì)水文條件，選擇適宜的支護方式。本項目分為四個地塊，每個地塊的基坑開挖深度、周邊環(huán)境及土體結(jié)構(gòu)存在一定的差異，因此選擇了“放坡+網(wǎng)噴”“放坡+排樁”和“排樁+囊式擴大頭錨索”三種不同的支護方式，并對支護關(guān)鍵技術(shù)及其參數(shù)進行了說明。在該項目施工過程中，無安全事故發(fā)生，無傾覆、坍塌等發(fā)生，確保了深基坑支護工程的安全、質(zhì)量及工期進度，取得了良好的社會和經(jīng)濟效益。