城市淤泥質超大基坑防護施工技術

姚蕊 祁智斌

中國水利水電第十一工程局有限公司 河南鄭州 450000

1 概述

在城市淤泥質超大基坑防護施工，首先施工基坑四周圍護樁+高壓旋噴樁止水帷幕，隨后在圍護樁頂施工冠梁閉合成環，隨著土方開挖至支撐梁高程，施工連系梁及支撐梁，形成上層的支撐系統，支撐梁以下的土方及錨索腰梁施工，遵循先撐后挖的原則，開挖后及時掛網噴錨，嚴格按照設計圖紙要求，形成一道或兩道、三道錨索，并施加預應力。施工過程中全程降水，降水井勻分布在基坑內。施工過程中實時監測基坑各項指標，保證基坑施工安全[1]。

2 施工方法

2.1 鉆孔灌注施工要點

（1）測量放線；準確測量樁位，樁位用φ20mm長度為35～40cm鋼筋打入地面30cm，作為樁的中心點并做標識，既便于尋找，又可防止機械移位時破壞樁位。

（2）鉆機就位；鉆機就位后，將鉆機鉆頭中線點對準樁位中心點，在樁位四周引設十字護樁。如樁位周邊土層較差，需進行換填或鋪設鋼板處理，防止鉆機因下沉出現側斜。

（3）埋設鋼護筒；鋼護筒采用8mm厚鋼板卷制而成，先采用旋挖鉆機配大一號的鉆頭，鉆至地面以下3.5m左右，然后將鋼護筒吊起放入孔內。如下放困難，采用旋挖鉆機鉆桿從護筒四周均勻下壓，直至將護筒安放至比地面高出20cm左右位置。然后人工在護筒四周回填粘土，并進行插搗，確保護筒四周密實，無空隙[2]。

（4）泥漿配置；旋挖鉆機在施工時，需采用泥漿進行護壁，并平衡孔內水壓，潤滑鉆頭，因此在開鉆前，需按照設計配合比制拌泥漿，泥漿采用水+膨潤土+外加劑進行制拌。考慮鉆孔樁同時施工，泥漿池的大小為單樁混凝土體積的3～4倍。每個泥漿池旁設置泥漿處理機。

（5）鉆孔；開鉆時（地表3m以內）時，應輕壓慢進，適當延長鉆進時間，并及時將優質的泥漿注入孔內，平衡地層壓力。通過鉆頭旋挖切削土體，提出孔外，打開鉆頭底蓋倒土。正常鉆進時也要控制進尺速度，做到輕提慢放，要求每回次不超過0.5m。

（6）清孔；鉆至設計標高后，對孔徑、孔深、垂直度進行檢查確認合格后，即進行清孔。清孔可采用抽漿方法，在清孔排渣時，必須保證孔內水頭高度，防止塌孔。清孔后孔底沉渣厚度不大于100mm。

（7）鋼筋籠加工及安裝；鋼筋籠加工在平整硬化的場地上采用鋼筋籠滾焊機進行加工制作。鋼筋籠吊放采用履帶吊起吊，吊裝就位后立即固定牢固。

（8）混凝土澆筑；采用導管法進行水下混凝土的灌注，導管使用前需進行密閉試驗，混凝土灌注時吊車吊放拆卸導管。混凝土保證坍落度和和易性，首批混凝土保證把導管下口埋入混凝土的深度不少于1m。灌注開始后，緊湊、連續地進行，嚴禁中途停工。在整個灌注過程中，導管埋入混凝土的深度控制在2～4m之間。灌注水下混凝土時，隨時探測鋼護筒頂面以下的孔深和所灌注的混凝土面高度，以控制樁頂標高。

（9）樁頭破除、檢測；樁頂高出部分待混凝土強度達到70%設計強度后用人工鑿除，確保樁頭質量完好；按規范規定及設計要求對鉆孔樁采用低應變無破損檢測法鉆孔樁的完整性進行抽檢[3]。

2.2 高壓旋噴樁施工要點

進行旋噴樁試樁施工，通過對3根試樁進行滲透系數檢測，可以有效的形成止水帷幕。

（1）鉆機就位；鉆機就位后，對樁機進行調平、對中，調整樁機的垂直度，保證鉆桿應與樁位一致。

（2）射水試驗；首先進行低壓射水試驗（0.5MPa），用以檢查噴嘴是否暢通，壓力是否正常。

（3）鉆孔；射水試驗后，即可開鉆，射水壓力由0.5MPa增至1.0MPa以減少摩擦，防止噴嘴堵塞。當第一根鉆桿鉆進后，停止射水待壓力下降后，接長鉆桿，再繼續射水鉆進，直到鉆到設計樁底位置。

（4）制漿；嚴格按照設計配合比，并視噴射效果適當調整后確定，制漿過程中隨時測量漿液比重，每孔高噴灌漿結束后要統計該孔的材料用量。漿液用高速攪拌機攪制，拌制漿液必須連續均勻，攪拌時間不小于30S，一次攪拌使用時間亦控制在4h以內。

（5）旋噴作業；鉆孔至設計高程后，即可向鉆機輸送水泥漿和壓縮空氣，待液漿從孔底冒出后，鉆桿開始旋轉和提升，由下而上進行旋噴。施工過程中，必須時刻注意檢查漿液初凝時間、注漿流量、風量、壓力、旋轉提升速度等參數是否符合設計要求，并隨時做好記錄。

（6）拆除鉆桿；當第一根鉆桿提出地面后，停止壓漿，待壓力下降后，迅速拆除鉆桿。

（7）沖洗；噴射完成后將注漿泵的吸水管移到水箱內，在地面上噴射，以便把泥漿泵、注漿管和軟管內地漿液全部排除，防止殘存的水泥漿管路堵塞。

2.3 冠梁支撐梁施工要點

（1）測量放樣；根據設計圖紙提供的坐標計算出每道混凝土支撐中線與冠梁交點處坐標，冠梁、外邊線坐標，計算成果經技術負責人復核無誤后進行測放，并報監理進行復核。

（2）開挖冠梁處土體和破除鉆孔支護樁樁頂部混凝土。

①采用環切法破除鉆孔支護樁樁頂的超灌混凝土，人工用風鎬鑿除至冠梁梁底標高。將土體一次性挖到底標高以下5cm，冠梁和支撐梁要一次性施工。②鉆孔支護樁頂部超灌混凝土鑿除時要注意保護預埋測斜管，不要將其碰斷。

（3）底部找平及墊層施工；當混凝土支撐開挖至設計標高后，進行整平、復測標高，保證底模的平整及高程位置。人工進行找平，同時對基底進行夯實處理，然后施作5cm厚的C15混凝土墊層，冠梁、支撐梁處墊層寬度比支撐梁兩邊邊線各寬10cm，待強度達到以后在冠梁邊線、混凝土支撐梁底部鋪一層2mm厚寶麗板作為底模。

（4）鋼筋綁扎。①鋼筋綁扎須嚴格按照設計及規范要求進行。②根據設計圖紙要求，鉆孔樁鋼筋錨入冠梁內長度不小于35d，若個別樁頭鋼筋錨固長度不夠，還需進行補焊，如超出冠梁頂面，做彎錨處理。③箍筋應與受力鋼筋垂直設置，箍筋彎鉤疊合處，應沿受力鋼筋方向錯開設置。④鋼筋綁扎后嚴格實行“三檢制”，再報監理單位驗收，經驗收合格后方可進行下道工序施工。

（5）模板安裝。①模板安裝必須正確控制軸線位置及截面尺寸。當拼縫≥10mm的要用小塊模板封釘。②冠梁、混凝土支撐梁模板由鋼模、木模、斜撐、φ12對拉桿等組成，斜撐間距1.5m（采用Φ48×3.5mm的鋼管）頂在模板上，對拉桿縱向間距500mm。為防止澆筑混凝土時漏漿，在側模內側底端應加設雙面膠。③模板支撐安裝必須平整、牢固、接縫嚴密不漏漿，保證混凝土澆筑質量。④模板安裝施工結束后報監理驗收，經驗收合格后方可進行下道工序施工。⑤模板拆除應滿足設計和規范規定的強度要求，不得隨意拆模。

（6）混凝土澆筑。①冠梁、混凝土支撐梁混凝土強度符合設計要求。②砼攪拌車進場后，應嚴把砼質量關，及時留置檢測樣品。③混凝土振搗采用插入式振搗器，振搗間距約為50cm，以混凝土表面泛漿，無大量汽泡產生為止，嚴防混凝土振搗不足或在一處過振而發生跑模現象。④冠梁與鋼筋混凝土支撐節點同時施工，分段分批澆筑，接頭處新老混凝土接合面按施工縫要求鑿毛處理，并將澆筑完預留鋼筋上的殘留混凝土及時清理干凈。

（7）拆模、養護。①待混凝土達到設計強度時，方可進行模板拆除，拆除模板時，需按程序進行，禁止用大錘敲擊，防止混凝土面出現裂紋。②澆筑完畢后12h以內對混凝土加以覆蓋并保濕養護，養護時間不少于14d。

2.4 全套管跟進+泥漿護壁錨索施工要點

2.4.1 測量放線定孔位、調整鉆機找方位

鉆機鉆孔開鉆前，根據設計要求和土層條件，定出孔位，做出標記。并按預應力錨索設計角度，用坡度測量儀調整好角度，然后開始鉆進。

2.4.2 鉆、成孔

（1）全套管跟進成孔。錨索鉆機成孔采用外套管先打進，套管跟進成孔。鉆機通過鉆機配置的前回轉動力驅動跟進套管，鉆機一次驅動的一節套管長度一般為3米，套管驅動進入的同時用接有高壓水泵的內鉆桿將套管內土體通過機器鉆進壓力和水壓力將土體稀釋成泥漿并且排出孔外的方法成孔。在鉆進砂層時注入比重為1.1～1.15的膨潤土泥漿形成泥漿護壁。

（2）成孔質量要求。孔位允許偏差為水平方向≤100mm，垂直方向≤50mm，預應力錨索鉆孔傾角為20度，傾斜度允許偏差為3%，孔深應超過設計長度0.5m，成孔后應清孔直至孔口流出清水為止。

2.4.3 錨索制作與下放

2.4.4 注漿

按設計要求，注漿采用純水泥漿，水灰比為0.4～0.45:1，攪漿用水為自來水，水泥為P.O.42.5普通硅酸鹽水泥。

（1）一次常壓注漿：每個孔成孔施工結束后拔出內鉆桿，用高壓水沖洗鉆孔，即可進行錨索一次常壓注漿。注漿壓力約0.8MPa，直到漿液從孔中溢出。

（2）二次高壓注漿：待第一次注漿漿液達到初凝強度后，進行第二次高壓注漿。注漿壓力不小于2.5MPa，漿體抗壓強度＞30MPa。

2.4.5 張拉鎖定

錨索注漿完成后進行砼腰梁施工，待注漿體強度達到75%以上且強度大于20MPa且腰梁達到允許張拉強度后方可進行張拉，鎖定錨索于腰梁和錨定鋼板之上，每根錨索均應按設計抗拔力標準值的0.1～0.2倍進行預張拉，鎖定值取標準值的70～90%。

2.5 基坑降水施工要點

基坑降水采用鋼濾管降水井及基坑排水溝相結合的方法。降水井井孔直徑0.8m，采用鋼濾管以防將泥砂帶走。在基坑頂部和底部各設置一條0.3m×0.3m的封閉連通的排水溝阻斷周邊來水，在基坑頂部和底部明溝交叉點設置1m×1m×1m的集水井，使基坑內滲水與施工廢水匯入其中，再用水泵抽入地表沉淀池沉淀后排入排洪渠中。

（1）鋼濾管直徑400mm；鋼濾管制作完成后，用吊機直接調運至降水井位置，下放到井中。

（2）確定井位成孔位置，將鉆機鉆頭中線點對準孔位中心點開鉆；如孔位周邊土層較差，需進行換填或鋪設鋼板處理，防止鉆機因下沉出現側斜。

（3）鋼護筒采用8mm厚鋼板卷制而成，旋挖鉆機鉆至地面以下3.5m左右，然后將鋼護筒吊起放入孔內。如下放困難，采用旋挖鉆機鉆桿從護筒四周均勻下壓，直至將護筒安放至比地面高出20cm左右位置。然后人工在護筒四周回填粘土，并進行插搗，確保護筒四周密實，無空隙。

（4）旋挖鉆機在施工時，需采用泥漿進行護壁，并平衡孔內水壓，潤滑鉆頭，因此在開鉆前，需按照設計配合比制拌泥漿，泥漿采用水+膨潤土+外加劑進行制拌。

（5）開鉆時時，應輕壓慢進，適當延長鉆進時間，并及時將優質的泥漿注入孔內，平衡地層壓力。鉆進時要控制進尺速度，做到輕提慢放，要求每回次不超過0.5m。

（6）鉆至設計標高后，對孔徑、孔深、垂直度進行檢查確認合格后，即進行清孔。清孔可采用抽漿方法，在清孔排渣時，必須保證孔內水頭高度，防止塌孔。清孔后孔底沉渣厚度不大于100mm。

（7）下鋼濾管前檢查鋼濾管是否完好，鋼濾管確保在井孔居中不歪斜。

（8）填濾料從井四周均勻緩慢填入，避免造成孔內架橋現象，填料高度嚴格按設計要求執行。

（9）安裝滿足設計要求的潛水泵，并進行試抽水。

3 結語

城市淤泥質超大基坑防護施工通過理論與實踐結合，優化基坑防護施工技術，有效控制了超大基坑施工造成周圍建筑物的不均勻沉降，深基坑施工全過程處于安全、穩定、優質的可控狀態，為施工領域積累可靠經驗，同時也為淤泥質超大基坑開挖施工提供寶貴的實踐依據和借鑒。