房建工程中的深基坑開挖支護及降水施工技術

鄭博

（中鐵十五局集團第五工程有限公司，天津 300131）

1 工程概況

中國鐵建·東來尚城都勻項目位于貴州省都勻市區沙包堡街道。擬建項目占地面積約78 900 m2，總建筑面積約270 000 m2；主要建設內容包括高層、小高層、洋房、商業以及地下車庫等。結構形式為框架結構及剪力墻結構。其中，22號、23號樓間相連為一整體，建筑層數：22號樓地上32層、地下2層，23號樓地上32層、地下1層；建筑結構形式為剪力墻結構，建筑結構的類別為一類，使用年限為50 a設計。

2 基坑開挖

本建筑基坑工程采用分層開挖技術，配合土釘墻支護方法。其中，為了提高基坑開挖效率和降低維護工作壓力，基坑開挖分為一層臺階開挖和二層臺階開挖兩個階段。分層開挖示意圖如圖1所示。

圖1 分層開挖示意圖

2.1 1層臺階開挖

為了提高施工效率，一層臺階開挖分左右兩側實施開挖，兩側施工工藝完全一致。先開展臺階右側施工，按照1∶0.75放坡比例實施開挖，開挖深度控制為2.5 m。開挖結束后應及時進行修坡，在坡面上覆蓋彩條布，再以1.0～1.5 m為間距，在修整好的坡面上按照布置木楔，選擇長度為50 cm，規格為4 cm×6 cm的木楔按照梅花狀打擊沉入坡面，外露約5 cm，起到固定彩條布的作用。選擇在臺階上面設置1.5 m碎落臺，并在距離1層坡腳30 cm位置砌筑臨時磚砌擋土墻，具體規格埋深、外露高度、厚度分別為40 cm、100 cm、24 cm，以達到防止土塊掉落和加固邊坡的效果[1]。

2.2 2層臺階開挖

根據區域內地質勘探報告的反饋情況來看，此基坑結構層土質密實，2層臺階放坡比例應適當調整，調整至1∶0.5后實施開挖，開挖深度控制為3.8～4.5 m。2層臺階開挖邊坡的穩定性較好，無須設計擋土墻。但是需要注意的是，應以基坑長度與寬度增加1.5 m確定為變軸線，完善施工平面和排水系統建設。

3 土釘墻施工

3.1 土釘墻施工工藝

土釘墻施工工藝：鋼管土釘制作（倒刺、出漿孔等）→鉆機鉆孔→放入鋼管土釘→注漿→打入工字鋼→掛鋼筋網→噴混凝土→轉入下一循環施工。圖2為土釘墻大樣圖。

圖2 土釘墻大樣圖（單位：mm）

1）鋼管土釘制作：每隔1 m就對稱在鋼管上開直徑為8 mm的梅花形孔，焊接一對倒刺。

2）鉆孔：根據施工圖紙與方案標出鉆孔位置。復核無誤后，選擇與施工需求相符合的鉆孔設備實施鉆孔，勻速平穩完成鉆孔，降低對周圍土層的干擾。

3）注漿：土釘制作完成、鉆機鉆孔結束后，即可進行注漿作業；采用M20水泥漿作為注漿材料，漿液水灰比宜控制在1∶0.55以上；注漿方式采用二次注漿法，首次注漿壓力保持在0.3～0.4 MPa，二次注漿壓力保持在1.0 MPa以上；選擇6～8 cm鍍鋅管作為注漿管道，從錨管下部深入鉆孔15 cm，隨注隨拔，直至完成注漿。

4）打入工字鋼：檢查工字鋼的垂直度，并借助打拔機將符合施工要求的工字鋼打壓至土體內。

5）噴射混凝土：為了降低雨水天氣或不良地質對土體影響，應在土體上先噴射一層混凝土漿液，接著編制焊接鋼筋網。

3.2 土釘檢測要求

1）土釘檢查采用抽檢的方式進行檢測，抽檢1%的土釘，并且每一個土層至少要抽檢3根土釘。

2）試驗土釘墻注漿強度達到設計要求后，應檢測土釘抗拔承載力，土釘抗拔承載力檢測數值應大于土釘軸向拉力標準值的1.3倍。

3）開展土釘墻面層混凝土試塊強度檢測，每500 m2試驗區域內至少抽檢一組，每組的數量至少有3個。

4）多點測量土釘墻區域內噴射混凝土厚度，計算平均值和最小值，確保墻面上噴射的混凝土平均厚度不得低于設計值，最小厚度不得低于設計數值的80%[2]。

4 鋪設鋼筋網

鋼筋網為雙向單層φ6 mm@250 mm×250 mm。鋪設鋼筋前應對鋼筋進行處理，清除雜質與銹蝕。鋪設鋼筋網具體要求為：（1）調直掛網鋼筋，打入土釘。（2）采用φ14 mm加強筋，焊接鋼筋網。（3）嚴格按照設計標準制作鋼筋網，本工程的鋼筋網為250 mm×250 mm的正方形網格。（4）分層、分段完成鋼筋網鋪設。鋼筋網之間綁扎松緊適當，綁扎搭接長度宜保持在300 mm以上。盡可能讓鋼筋網沿著巖壁面完成鋪設，鋼筋網與巖壁的間隙不得超出30 mm，以免影響鋼筋網的穩定性。（5）巖壁邊緣的鋼筋網應使其延伸鋪設到地面。（6）鋼筋網應與錨桿或其他固定裝置聯結牢固，確保不松動。

5 噴射護壁混凝土施工

5.1 噴射前的準備工作

1）配比試驗：開展配比試驗，確定干法噴射混凝土的最佳配合比，水泥、砂、細石質量配比為1.0∶2.0∶0.5；噴射混凝土的水灰比應控制在0.40～0.45。

2）混合料制備：將水泥、砂、細石充分干拌，接著再將混合干料放入噴射機攪拌，隨拌隨用，經過輸料管將混合料運輸至噴頭，噴射混凝土。制備好的混合料不宜存放過久，若沒有添加外加速凝劑，應在1 h內盡快用完，若添加了外加速凝劑則必須在20 min內用完。

3）清除障礙物：在開展噴錨前，應移走噴射作業面范圍內的障礙物，修整坡腳，并用高壓水和高壓風清除受噴作業面的浮泥。

4）檢修設備：在噴射作業前逐一排查機械設備、照明設備、電路系統、供水系統、運輸管道及通風管道，避免設備故障干擾噴射施工的連續性。

5）埋設：埋設控制噴射混凝土厚度的標志釘；如果噴射作業面存在淋水現象，還要埋設導水管，完善排水系統。

5.2 噴錨作業

1）噴射作業應遵循“分段”“分片”“分層”及“自下而上”的原則。具體的混凝土的噴射應按照送風、開機及給料的順序進行，噴射結束后要灌注不含水泥的砂子或粒徑小于5 mm的石子沖管，沖管干凈后才能關氣處理。

2）噴頭工作風壓應保持在0.10 MPa，噴頭要垂直于噴射作業面，但不得與作業面距離過近或過遠，兩者距離應控制在0.6～1.0 m。

3）如果在修整作業面后，發現作業面穩定性較差，松散土塌落概率較大。則應采用初噴混凝土穩定和加固巖壁，本工程壁面初噴厚度為4 cm。

4）初噴終凝之后，及時對壁面進行復噴混凝土。如果初噴終凝之后，沒有及時復噴，且間隔相差1 h以上，施工人員應先用風、水清洗噴射作業面，之后再進行噴射，一次噴射到位。

5）噴射混凝土采用斜交搭接的方式，而局部超挖和小塌方處應先配合使用混凝土、錨桿及鋼筋網完成填補，填補無質量問題后才能搭接。

6）不同部位的噴射混凝土的回彈率存在較大的差異，應逐一檢查邊墻、拱部等位置的差異。重視噴射混凝土的養護，采用合適的養護方式控制養護時間。

6 基坑降水

6.1 施工工藝流程

井點放線定位→鉆孔清孔→下井管→填濾料→洗井→下泵抽水→管井降水→降水維護→拔井管封井。

6.2 鉆進清孔

鉆孔過程中，孔內的泥漿比重應保持在1.10～1.15，且在鉆進時要避免機上鉆桿與水接頭出現大幅擺動的情況。同時，鉆機每鉆進一根鉆桿就要清孔一次，清出鉆孔泥塊，終孔后要徹底清孔。徹底清孔后，返回泥漿的含砂率不得超過12%，清孔達到施工要求后即可提升拔出鉆頭。

6.3 下井管

測量鉆孔孔徑與孔深，確定其與設計要求一致后，即可下放井管和安裝井管。井管下放時，應在濾水管的上下兩端位置分別設置一套找正器，找正器的直徑應小于鉆孔孔徑，差距控制在5 cm為宜，糾偏井管。井管下放到設計深度后，應將其焊接安裝到事先設計的位置，并保持井口固定居中。

6.4 填濾料

采用鐵鍬下料，沿著井管管壁的縫隙填入濾料，擠出泥漿，濾料填至自然地坪以下2 m位置。邊填入濾料，邊測量濾料的高度，若在填濾料的過程中發現填入濾料數量所達到的高度與計算理論數值不一致時，應暫停填料，逐一排查異常原因。洗井后，濾料的高度出現明顯下降，則要補填一定量的濾料，濾料可采用雜質含量小于3%的干凈碎石[3]。

6.5 洗井

濾料填入完畢后，應及時完成洗井，填料和洗井的間歇時間過長會導致護壁泥皮老化、損壞，影響管井的使用質量。普通井可先用泵進行洗井，如果是降壓井，可配合活塞完成洗井。普通井用泵洗井后，再配合使用清水沖洗井底，直至清除井底砂石。

6.6 下泵抽水

成井之后，應在井內設計安裝抽水管道、電纜及排水系統，還要在這些設備上做醒目的標記，避免挖土、碾壓施工破壞相關設備。安裝施工結束后，即可下泵抽水，試驗抽水效果。

6.7 管井降水

先在管口處安裝抽水水泵，聯通水泵管道，將管井中的水抽放到基坑排水溝。在正式抽水之初，由于地下水的水量較大，管井降水速度較慢，降水效果不太明顯，但隨著出水量的增加，管井降水效果會更加明顯。

7 結語

深基坑施工涉及內容較多，施工難度較大，對施工技術的運用和施工方案的制訂提出了更高的要求。本文結合具體工程實例，詳細研討了建筑工程深基坑開挖支護的具體技術要點，就基坑降水的技術措施展開了詳細的研究，使深基坑工程的施工達到安全、優質和高效的目標，推動房建工程建設的可持續發展。