高層建筑工程深基坑支護施工技術(shù)探討

汪加強

（福建南建建設(shè)發(fā)展有限責(zé)任公司，福建 泉州 362000）

高層建筑施工過程復(fù)雜，且風(fēng)險極高，若基礎(chǔ)建設(shè)不穩(wěn)固，會留下嚴(yán)重的安全隱患，而深基坑支護施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量安全影響著高層建筑基礎(chǔ)的穩(wěn)固性，為了高層建筑整體結(jié)構(gòu)安全，相關(guān)部門及施工人員必須重視深基坑支護施工質(zhì)量，只有采用科學(xué)的技術(shù)開展深基坑支護作業(yè)，才能保證高層建筑工程整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全。

1 工程案例分析

1.1 案例簡介

本工程位于福建省南安市溪美街道長興路上，場地原始地貌屬原始丘陵地貌。場地北側(cè)緊鄰1棟5 層立體停車場和4 棟7 層居民樓，距離擬建場地紅線約1～4m；場地西北側(cè)為南安市醫(yī)藥公司；場地西側(cè)為南安廣電辦公樓，距用地紅線約6m，距離擬建建筑物約12m；場地東南側(cè)規(guī)劃為停車場；場地西南側(cè)緊靠紅線處有1 棟5 層市政府宿舍，距離擬建建筑物約25m。本工程一體化箱體為地下1 層，基坑長約25.7m、寬約24.7m，基坑面積約635m2。整體地勢較為平坦，現(xiàn)有地面標(biāo)高在22.57～23.64m 之間。圖1 為項目效果圖。

圖1 項目效果圖

1.2 技術(shù)參數(shù)

一體化箱基坑采用現(xiàn)澆樁+2 根鋼筋混凝土內(nèi)支架支護，靜水樁后設(shè)置單樁三軸攪拌樁；進出地下通道采用400mm×170mm 熱軋u 型鋼板樁，管溝設(shè)計水泵房基坑；坑頂周圍的過載按20kPa 計算，距坑頂5m，20.0m 范圍內(nèi)施工負荷不得超過上述指標(biāo)；工程減量排水采用疏浚井+集水、露天排水等措施；臨時腳手架采用扣件式鋼管腳手架；鋼管壁厚48.3mm，豎桿水平間距為800mm，縱向間距為1 500mm，階梯間距為1 800mm，剪叉為45°～60°，最小跨距為4 跨，連續(xù)排列。

2 工藝流程

本工程施工從上往下開挖、支護，開挖1 級，支護1 級，嚴(yán)禁超挖。

一體化箱體施工流程：場地平整→測量放線→三軸水泥土攪拌樁、支護樁、立柱樁施工、工程樁→坡頂截水溝、集水井施工、降水井施工并啟動降排→土方開挖→冠梁、圍檁、第一道支撐梁施工及養(yǎng)護→土方開挖→圍檁、第二道支撐梁施工及養(yǎng)護→土方開挖至底板標(biāo)高300 以上人工開挖→坡底排水溝、集水井施工。

地下進出通道、管槽、進水泵房施工流程：根據(jù)支撐二端點位置拉麻線、放灰線→在準(zhǔn)備安裝支撐位置處抽槽挖土，將土堆在坡地周邊，不外運（安裝→根開挖→根地槽）→支撐測繪，丈量斜撐長度尺寸→下料，制作加工支撐（Ф350鋼管支撐，活絡(luò)頭用鋼制焊接）→采用吊機將支撐吊裝到位，將一端鋼管焊接在冠梁預(yù)埋件上→支撐另一端活絡(luò)頭與冠梁預(yù)埋件連接→將坡地周邊的堆土覆蓋到支撐、溝槽內(nèi)→安裝鄰邊支撐→自檢質(zhì)量→驗收→基坑開挖、監(jiān)護→結(jié)構(gòu)施工→拆撐。

3 施工方法及操作要求

高層建筑建設(shè)中運用深基坑支護施工技術(shù)時，需要重視基坑開挖環(huán)節(jié)，因為基坑開挖施工會對周圍地質(zhì)結(jié)構(gòu)造成一定程度的損壞，因此，若想有效預(yù)防這種破壞引發(fā)的土體滑坡、坍塌等現(xiàn)象，就必須分區(qū)分段開挖基坑，在一片區(qū)域開挖施工后，再開始下一片區(qū)域的開挖施工，以有效降低發(fā)生土體滑落、基坑坍塌等現(xiàn)象的發(fā)生概率?；诖?，本文闡述了測量施工、防護欄桿施工、基坑降排水措施、土方開挖施工、圍護樁、立柱樁和工程樁施工、三軸水泥攪拌樁施工和噴射混凝土施工。

3.1 測量施工

參考現(xiàn)場情況，將控制點和水平起點引導(dǎo)到未損壞的位置，在檢查前、后做好保護，并在施工中經(jīng)常復(fù)檢。為保證施工測量的連續(xù)性和一致性，需在施工現(xiàn)場設(shè)置足夠數(shù)量的相互連通的坐標(biāo)控制點和高層控制點，根據(jù)設(shè)計圖坐標(biāo)管理標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)水平測量控制點和隱藏坐標(biāo)定向控制點網(wǎng)，并布設(shè)3 級坐標(biāo)，在允許的閉合角差范圍內(nèi)，無差控制和分布坐標(biāo)點，且這些坐標(biāo)點應(yīng)在施工現(xiàn)場澆筑混凝土加以保護，并在加固樁表面刻十字線，以備保管。針對設(shè)定的坐標(biāo)控制點和水平點，應(yīng)在15d 后復(fù)合測量，防止各點下沉或碰撞。坐標(biāo)控制網(wǎng)及水平點設(shè)置完成后，須經(jīng)監(jiān)理工程師復(fù)核驗收，方可作為工程測量依據(jù)。

3.2 防護欄桿施工

防護欄由3.6mm 的鋼管組成，壁厚48.3mm，鋼管交替涂成黃色和黑色。網(wǎng)架交點用鐵固定，牢固撞擊網(wǎng)格框架并固定在鋼管上。欄桿柱由鋼管制成，每2.0m 安裝1 次，埋深0.3m，離地高度1.2m。防護護欄圍堰安裝在距離底定警戒線溝方向外側(cè)0.25m 處。欄桿上、下梁距參考平面0.9m，下桿距參考平面0.15m。設(shè)置密實的木質(zhì)安全網(wǎng)，自上而下密封安裝，臨時防護護欄或窗框門應(yīng)能承受任何方向1 000N 的外力。

3.3 基坑降排水措施

本工程將疏浚井深井降水與集井排水措施相結(jié)合，即設(shè)置深井泵進行降水，在坡面設(shè)置排水溝，及時將地表水排入附近的市政排水網(wǎng)絡(luò)，防止地表水向下滲透侵蝕坡面；設(shè)置集水井，及時將基坑收集到的水抽入坡面頂溝，排空或直接沉降，再放入集水井排至后海域。排水降低系統(tǒng)的施工進度應(yīng)與基坑巖土開挖和側(cè)壁支護施工進度保持一致，以便及時清除坑內(nèi)積水。

3.4 土方開挖施工

土石方工程采用機械和人工開挖的方式開挖，用裝載機裝載原材料，用自卸卡車運輸。開挖方法：本工程基坑整體分層分段開挖，由北向南后退，逐漸回采至土體出口。施工現(xiàn)場臨時斜坡用于土石方開挖及外運，塔吊安裝及基坑土石方開挖完成后，可開挖臨時道路。開挖過程：首先，測量人員根據(jù)業(yè)主提供的控制點確定本工程基坑軸線，根據(jù)下一基礎(chǔ)混凝土墊層的外圍線開挖基坑底孔。然后，開挖邊坡。樁上部根據(jù)開挖梁寬度和坑底工作面寬度開挖基坑，開挖上部溝線，劃分溝線。根據(jù)樓板要求，開挖至梁底，施工相應(yīng)的支撐結(jié)構(gòu)。上部支撐結(jié)構(gòu)滿足要求后，按要求繼續(xù)開挖至基坑底部設(shè)計標(biāo)高。在具體開挖過程中，根據(jù)實際深度確定開挖頂部，并噴灰分割線，標(biāo)記開挖邊界及邊坡位移值?？胀跁r，如遇雨季，地下土層變軟，用挖掘機開挖容易發(fā)生沉降，現(xiàn)場應(yīng)準(zhǔn)備足夠數(shù)量的鐵板路基箱等工具。在挖掘現(xiàn)場，用專用夾鐵板夾住一半箱體，依次排列，并在硬化淤泥層施工現(xiàn)場修建臨時道路，供車輛通行。機器開挖，邊挖邊修。在距地面500mm 以內(nèi)開挖時，測量人員復(fù)制1 條500mm 的水平線，在基礎(chǔ)底上每隔3m 打1 根水平標(biāo)高樁，在基礎(chǔ)底內(nèi)復(fù)制幾個基準(zhǔn)點，并平整連接線，提前人工清理300 mm土層，當(dāng)機械開挖到最后階段時，測量人員立即取出基礎(chǔ)底座側(cè)線，人工開挖300mm 預(yù)留土層，并清理平整，墊層應(yīng)及時澆筑，防止基礎(chǔ)土水分蒸發(fā)流失造成土體體積膨脹。基坑土方開挖必須遵循“溝支護、先支護、后開挖、分層開挖、不超開挖”的原則。每層土方開挖的厚度不得超過2m，采用分層式挖土機。

3.5 圍護樁、立柱樁及工程樁施工

鉆孔灌注樁既用于外墻樁，也用于工程樁。外墻樁徑1 200mm，樁間距1 400mm，樁長19.5～23m，柱徑1 000mm（同上）。樁端進入礫石型強風(fēng)化花崗巖≥6.0m，或礫石型強風(fēng)化花崗巖≥3.0m，或中間型強風(fēng)化花崗巖≥1.0m，樁長≥10m。混凝土采用C30 水下混凝土就地澆筑。Φ609×16 鋼管注漿C30 混凝土。綜合箱式工程樁徑800mm，樁長12.0～23.0m，混凝土采用C40 水下混凝土。樁端風(fēng)化花崗巖≥6.5m，樁長≥20m，或礫石型強風(fēng)化花崗巖≥2.5m，樁長≥18m，或中等風(fēng)化花崗巖≥2.0m，樁長≥12m。應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際巖層情況，控制樁長度。

3.6 三軸水泥攪拌樁施工

三軸攪拌機施工前，現(xiàn)場必須平整，拆除施工區(qū)域的地表路面和地下障礙物，為了支撐荷載，必須鋪設(shè)鋼板進行樁的行走。樣品定位和高度測量必須依據(jù)重新測量的坐標(biāo)參考點進行，并做永久和臨時標(biāo)記。設(shè)置好導(dǎo)線位置后，填寫《施工樣本申請表》，報監(jiān)理審批。施工前，確認(rèn)導(dǎo)槽尺寸沒有錯誤。中心線兩側(cè)導(dǎo)槽尺寸為寬0.6m、深1.5m。開挖施工時，要防止網(wǎng)溢，開挖后的殘土、廢網(wǎng)要及時處理，以保證三軸攪拌樁的正常施工，滿足文明施工要求。

3.7 噴射混凝土

（1）埋設(shè)混凝土噴射厚度標(biāo)志。根據(jù)開挖面設(shè)計要求，機械開挖后，應(yīng)人工修正，坡面允許誤差±20mm。采用經(jīng)緯儀和水平儀測量坡頂、底線的平面位置和混凝土噴涂高度，上下拉直，將鋼筋放置在坡墻中間，形成厚度控制點。開挖工作面養(yǎng)護后，預(yù)噴50mm 混凝土，鋪設(shè)鋼網(wǎng)?；炷翉姸鹊燃墳镃20。噴射混凝土選用P·O42.5 半硅酸鹽水泥，混凝土配合比為水泥：砂=1∶2∶2 磁性混凝土（重量比），水灰比為0.40。粗骨料應(yīng)為干凈的碎石，粒度不超過20mm。砂宜為潔凈的中粗砂，含水量為5%～7%。

（2）鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)。鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)前，需噴1層混凝土。首先，安裝加固網(wǎng)所用的鋼筋，并按設(shè)計要求綁扎加固網(wǎng)。側(cè)壁補筋網(wǎng)延伸至地面，長度0.5～1.0m，補筋網(wǎng)間允許誤差±30mm。使用噴塑表面鋼筋網(wǎng)前，必須清除污染的鐵銹，調(diào)整垂直鋼筋，鋼筋網(wǎng)間的接縫應(yīng)采用透焊焊接，每邊接縫長度至少為300mm。鋼筋焊接接頭應(yīng)相互錯開，同一連接截面內(nèi)受拉鋼筋接頭面積的百分比不得大于50%，接縫也應(yīng)相互錯開，且不大于35d 和500mm。鋼筋縱向應(yīng)力保護層不小于20mm，地面無墊層時不小于70mm。鋼網(wǎng)應(yīng)用鉛絲包裹，網(wǎng)的允許誤差為±10mm，鋪設(shè)鋼網(wǎng)時，應(yīng)在坡面設(shè)置防護墊，鋼筋網(wǎng)應(yīng)與邊坡壓縮30mm 以上，在鎖緊裝置下緊固，與鎖緊鋼筋焊接，固定在邊坡上，噴灑混凝土?xí)r，不允許晃動。將錨環(huán)錨頭與錨板完全焊接，并在垂直和水平方向上設(shè)置216 根長壓筋與鋼筋網(wǎng)焊接。

（3）復(fù)噴混凝土。上層混凝土終凝時間超過2h 后，對下層混凝土進行噴淋，噴淋時，需要噴水潤濕上層混凝土。噴涂方法與初始噴涂方法相同，在噴射混凝土表面時，必須嚴(yán)格控制鋼筋網(wǎng)的位置和保護層的厚度，不得有露筋現(xiàn)象。

（4）養(yǎng)護。養(yǎng)護2h 后，應(yīng)及時噴水保養(yǎng)。維護時間應(yīng)根據(jù)溫度確定，一般為3～7h，且在7d以上。

4 結(jié)語

深基坑支護施工質(zhì)量影響著高層建筑物的安全穩(wěn)定。然而，由于多種因素影響，我國的深基坑支護技術(shù)與發(fā)達國家相比，還存在較大差距，在具體建設(shè)中，存在一系列問題，因此，施工單位需要結(jié)合實際情況合理應(yīng)用深基坑支護施工技術(shù)，更好地保證基坑支護體系穩(wěn)定。