建筑深基坑工程中組合支護(hù)技術(shù)的運用探究

辛本村

（中鐵十四局集團(tuán)房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

1 引言

在建筑工程建設(shè)數(shù)量不斷提高的背景下，深基坑工程逐漸受到社會的關(guān)注。因此為提高建筑工程整體質(zhì)量，必須對深基坑施工給予高度重視，充分掌握組合支護(hù)技術(shù)，并嚴(yán)格依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)將其應(yīng)用于建筑深基坑工程中，從而達(dá)到提高深基坑施工質(zhì)量的目的，該點對后續(xù)施工順利進(jìn)行具有重要意義。

2 項目概況

中國鐵建·海語城項目總占地9.85×104m2，約9.853 hm2（共 ABCEFG六個地塊，其中A地塊為商住混合用地2.2 hm2，BCE地塊為住宅用地共5.22 hm2，F(xiàn)G為商務(wù)用地共2.43 hm2），綜合容積率2.46，總建筑面積約33.6×104m2，其中計容建筑面積24.26×104m2。

項目F地塊包含1棟16F辦公樓（編號1#樓），1棟11F總部辦公樓（編號2#樓），設(shè)2層整體地下室，深度約10 m，1#樓、2#樓的建筑基底標(biāo)高9.85 m，設(shè)計室內(nèi)標(biāo)高為21~22 m，為框架-核心筒結(jié)構(gòu)，擬采用筏板基礎(chǔ)；2棟3F商業(yè)樓（編號3#樓，5#樓），室內(nèi)標(biāo)高21.5 m和22.5 m，為框架結(jié)構(gòu)，擬采用獨立基礎(chǔ)。

3 場地工程地質(zhì)條件

3.1 地形地貌

地形：場區(qū)原為耕地及果園，后經(jīng)人工整平，原地形整體自東向西緩傾，勘察期間孔口標(biāo)高15.02~27.19 m。

地貌：場區(qū)原地貌為剝蝕緩坡~剝蝕堆積緩坡，后經(jīng)人工回填改造。

圖1為該項目場區(qū)位置及現(xiàn)狀周邊環(huán)境圖，從圖中可知，本項目場區(qū)主要為原農(nóng)林用地。

圖1 項目場區(qū)位置及現(xiàn)狀周邊環(huán)境圖

3.2 巖土層分布及其物理力學(xué)特征

鉆探結(jié)果表明，場區(qū)第四系主要由全新統(tǒng)人工填土層（Q4ml）及上更新統(tǒng)洪沖積層（Q3al+pl）組成，場區(qū)基巖為白堊系青山群流紋巖（K1Q），局部地段揭露有擠壓破碎形成的破碎帶（SL）。地層編號采用了青島市建委推廣的《青島市區(qū)第四系層序劃分》標(biāo)準(zhǔn)地層層序編號，共揭示了5個主層、3個亞層，地層描述以層及亞層為單位。現(xiàn)將各巖土層分布特征及其物理力學(xué)性質(zhì)按標(biāo)準(zhǔn)層層序分述如下：

第①層、素填土：該層在場區(qū)分布廣泛，204個鉆孔揭露該層。層厚0.30~2.60 m，層底標(biāo)高15.02~27.19 m。黃褐色，稍濕～飽和，松散~稍密，均勻性較差，工程性狀不穩(wěn)定。

第?層、粉質(zhì)黏土：該層在場區(qū)零星揭露，主要分布于F地塊東南部，層厚0.50~3.40 m，層底標(biāo)高12.58~24.29 m。可塑~硬塑，韌性高，干強(qiáng)度高，含鐵錳氧化物，夾有高嶺土條帶，部分鉆孔可見姜石，粒徑1~3 cm。該層原位測試及土工試驗結(jié)果如下：該層地基承載力特征值fak=250 kPa，壓縮模量Es1-2=10.1 MPa。黏聚力標(biāo)準(zhǔn)值ck=39.6 kPa，內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值φk=18.3°。

第?層、流紋巖強(qiáng)風(fēng)化帶：該層在場區(qū)分布較廣泛，層厚較小，揭露厚度0.30~4.00 m，層底標(biāo)高14.79~25.79 m。礦物成分以斜長石、角閃石為主，礦物蝕變強(qiáng)烈，長石部分高嶺土化，取芯手搓呈角礫狀。該層進(jìn)行原標(biāo)準(zhǔn)貫入測試60次，50擊時貫入6~20 cm。地基承載力特征值fak=600 kPa。變形模量E0=30 MPa。該帶巖體為極破碎的軟巖，巖體基本質(zhì)量等級Ⅴ級。

第?層、流紋巖中等風(fēng)化帶：該層在場區(qū)分布廣泛，200個鉆孔揭露該層。揭露厚度4.00~19.50 m，揭露層頂標(biāo)高4.78~25.79 m。灰白~淺黃色，斑狀結(jié)構(gòu)，流紋構(gòu)造，以斜長石、角閃石為主要礦物成分，巖芯多為塊～短柱狀，較易擊碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，錘擊聲暗啞。地基承載力特征值fa=2 500 kPa。彈性模量E=8×103MPa。該帶巖體為較破碎的較軟巖，巖體基本質(zhì)量等級Ⅳ級。

3.3 深基坑周邊環(huán)境情況

東側(cè)地下室外墻距離現(xiàn)狀圍擋較近約14.5 m，可將圍擋外移；北側(cè)地下室外墻線距離圍擋最近約13.2 m，西北角有砼硬化路面，可拆除；東南側(cè)地下室外墻距離現(xiàn)狀湖邊約12.74 m，現(xiàn)狀湖岸采用毛石砌筑且未設(shè)置滲水隔水措施，湖水深度約4 m，水面標(biāo)高17.32 m；正南側(cè)地下室外墻距離售樓處獨立基礎(chǔ)約6.61 m，距離圍擋最近約4.59 m。周邊無已下地或即將下地的管道或管廊等地下構(gòu)筑物。

4 組合支護(hù)技術(shù)在深基坑施工中的應(yīng)用

4.1 組合支護(hù)技術(shù)類型

組合支護(hù)技術(shù)可根據(jù)不同性質(zhì)劃分為不同類型，其主要包括以下內(nèi)容：①樁錨支護(hù)。在通常情況下，此類支護(hù)技術(shù)多是應(yīng)用于周邊環(huán)境復(fù)雜，周邊建筑物或附著物距離基坑較近，對于地基變形較為敏感的情況；②噴錨支護(hù)。該種支護(hù)技術(shù)具有極強(qiáng)的綜合性，其主要包括土釘墻以及錨桿等多種技術(shù)手段。對噴錨支護(hù)技術(shù)進(jìn)行利用時，必須對施工現(xiàn)場進(jìn)行深入分析，確保地質(zhì)環(huán)境等方面符合該項技術(shù)使用條件；③自立式支護(hù)。從現(xiàn)實角度出發(fā)，可發(fā)現(xiàn)該種支護(hù)技術(shù)主要應(yīng)用于粘土以及粉土等地質(zhì)條件中。對其進(jìn)行利用時，必須對基坑挖掘深度進(jìn)行調(diào)整，以此充分體現(xiàn)該技術(shù)功能性，圖2為本項目基坑支護(hù)總平圖。

圖2 本項目基坑支護(hù)總平圖

4.2 土釘墻

對土釘墻進(jìn)行施工時，應(yīng)通過腳手架以及機(jī)械設(shè)備達(dá)到成孔的目的。在土釘安裝作業(yè)結(jié)束后，應(yīng)及時進(jìn)行注漿作業(yè)。在實際注漿過程中，應(yīng)對孔底注漿方法進(jìn)行利用，并采用水泥凈漿或水泥砂漿。針對注漿材料配合比而言，水灰比宜控制在0.5~0.55，水泥砂漿的水灰比宜控制在0.4~0.45。正式進(jìn)行壓力注漿時，必須將注漿管插入孔底、由孔底注漿方式，且注漿管端部至孔底的距離不宜大于20 cm，注漿拔管過程中，注漿管口應(yīng)始終埋入注漿液面內(nèi)，應(yīng)在水泥漿液從孔口溢出后停止注漿，注漿后，當(dāng)漿液液面下降時，應(yīng)進(jìn)行孔口補(bǔ)漿；對土釘與鋼筋網(wǎng)進(jìn)行連接時，通常采用不小于Ф14 mm鋼筋壓通筋，并以井字形進(jìn)行加焊，如圖3和圖4所示。

圖3 單元支護(hù)立面剖面圖

圖4 單元支護(hù)立面剖面圖

4.3 微型樁支護(hù)

微型樁作為一種特殊加強(qiáng)方式，主要被用于土釘墻支護(hù)中作為輔助加強(qiáng)體和一些特殊環(huán)境中與錨桿或錨索結(jié)合作為護(hù)坡樁支擋結(jié)構(gòu)。其主要特點有：施工機(jī)具小，適用于狹窄的施工作業(yè)區(qū)；對土層適應(yīng)性強(qiáng)；施工振動、噪音小；樁位布置形式靈活，可以布置成斜樁；與同體積灌注樁相比，其承載力較高。

對于保護(hù)加固型基坑而言，通常使用微型樁預(yù)加固技術(shù)，即在基坑開挖之前，預(yù)先針對潛在的滑體使用微型樁進(jìn)行加固，然后開挖。微型樁的存在，尤其在微型樁頂采用了連梁形成桁架體系后，樁與樁間巖土體形成了樁-巖土體型復(fù)合結(jié)構(gòu)。其推力由樁和樁間巖土體共同承擔(dān)。從而使得整個微型樁體系和樁間巖土體作為一個整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行工作，具有類似抗滑樁的作用，可承受較大的彎矩和剪力，使用了樁頂梁后，使各根微型樁和樁間巖土體更加緊密地聯(lián)系在一起，能夠有效地控制墻面上加固區(qū)域拉裂縫的形成、開展。

4.4 水泥攪拌樁

水泥攪拌樁常采用三軸攪拌施工工藝，攪拌樁采用兩噴三攪施工工藝，攪拌樁一般采用強(qiáng)度等級為42.5普通硅酸鹽水泥，攪拌樁深度不大于10 m時，搭接寬度不宜小于100 mm，深度10~15 m時不宜小于150 mm，深度大于15 m時，搭接不宜小于200 mm，水泥摻量宜15%~20%，水灰比0.5，樁位偏差不超過50 mm，垂直度偏差不超過1.0%，樁徑允許偏差為4%，三軸水泥攪拌樁應(yīng)從整平地面開始成樁，并保持均勻、持續(xù)，三軸水泥攪拌樁28天水泥無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于1.0 MPa，圖5為本項目打樁作業(yè)現(xiàn)場。

圖5 本項目打樁作業(yè)現(xiàn)場

正式進(jìn)行水泥攪拌樁施工作業(yè)前，必須對施工程序進(jìn)行明確與充分掌握。在通常情況下，水泥攪拌樁工序多是對樁體定位、噴漿鉆入以及噴漿攪拌等。在隔水帷幕攪拌樁施工過程中，必須對樁位進(jìn)行嚴(yán)格把控，并依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對樁體垂直度進(jìn)行調(diào)整。在相鄰樁施工中應(yīng)確保施工間歇少于10 h，以此避免對施工質(zhì)量產(chǎn)生影響；對搭接長度進(jìn)行確定時，應(yīng)確保其大于15 cm。在樁體形成后應(yīng)依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行反復(fù)噴漿及攪拌。為全面提高帷幕抗?jié)B性能，施工人員應(yīng)對硅酸鹽水泥進(jìn)行利用，并根據(jù)實際情況添加早強(qiáng)劑。此外，必須對漿液水灰比進(jìn)行嚴(yán)格把控，確保其具備良好的科學(xué)性；對樁位進(jìn)行確定時，應(yīng)盡可能減少其誤差，確保誤差處于±5 cm的范圍內(nèi)。此后，應(yīng)對其精準(zhǔn)度給予高度重視，并確保樁體垂直偏差小于1%；在實際施工過程中，若施工人員發(fā)現(xiàn)基坑側(cè)面存在滲水現(xiàn)象，必須立即對插管方式進(jìn)行利用，以此達(dá)到引導(dǎo)水體的目的，并采取綜合性能良好的水泥對裂縫進(jìn)行填補(bǔ)。

4.5 預(yù)應(yīng)力錨索

針對預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)技術(shù)而言，錨索成孔根據(jù)地質(zhì)情況不同，一般采用麻花鉆或潛孔錘機(jī)械成孔，當(dāng)遇到填土、砂土等不利成孔地層可采用跟管鉆進(jìn)工藝，常用成孔直徑100~150 mm，錨索傾角一般取15°~25°，通常不超過45°傾角允許偏差3°，在實際鉆孔過程中，必須對孔深給予高度重視，確保其與設(shè)計長度具有良好的一致性；對孔位偏差進(jìn)行控制時，必須確保垂直偏差處于±50 mm；施工人員正式對錨索進(jìn)行制作前，必須對油污及膜銹采取清理措施，全面提高其整潔性。在完成上述工作后，應(yīng)根據(jù)設(shè)計長度進(jìn)行下料，并根據(jù)實際情況對張拉長度進(jìn)行預(yù)留，一般預(yù)留50 cm；對二次注漿管進(jìn)行利用時，應(yīng)對管口及出漿口采取密封措施，以此避免進(jìn)行一次注漿時漿液出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，并進(jìn)入二次注漿漿管；在施工過程中必須將錨桿與注漿管同步插入孔洞內(nèi)，并對桿體與孔底之間的距離進(jìn)行嚴(yán)格把控，注漿管距離孔底間距不宜大于20 cm，如圖6。

圖6 預(yù)應(yīng)力錨頭大樣圖

5 結(jié)語

根據(jù)工程實踐情況，深基坑施工與建筑工程建設(shè)質(zhì)量等方面具有直接關(guān)系，因此必須對該項施工給予高度重視，充分掌握組合支護(hù)技術(shù)，并依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)將其應(yīng)用于深基坑施工過程中，從而達(dá)到提高施工質(zhì)量的目的。

中國鐵建·海語城項目F地塊采用南側(cè)4單元采用鋼管樁+錨索+噴錨，其余單元采用放坡+噴錨支護(hù)方式，有效地解決了施工場地狹小、基坑深度大、周邊環(huán)境復(fù)雜、多種施工工序穿插施工的情況。在工期緊張的情況下，分層爆破，分層支護(hù)，有效的加快施工進(jìn)度；工程安全質(zhì)量滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。