深基坑支護(hù)與管井降水技術(shù)在狹小場(chǎng)地內(nèi)的應(yīng)用

劉 松 林

(中煤第七十二工程有限公司，安徽 宿州 234000)

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深基坑支護(hù)與管井降水技術(shù)在狹小場(chǎng)地內(nèi)的應(yīng)用

劉 松 林

(中煤第七十二工程有限公司，安徽 宿州 234000)

針對(duì)某狹小場(chǎng)地的深基坑施工工程，綜合采用土釘墻、排樁支護(hù)，止水帷幕、管井降水等措施，通過合理策劃、組織，使深基坑施工的進(jìn)度、質(zhì)量、安全在得到可靠保證的同時(shí)，降低施工費(fèi)用，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，并為狹小場(chǎng)地深基坑施工的方案設(shè)計(jì)、施工積累了經(jīng)驗(yàn)。

土釘墻，泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁，水泥土攪拌樁帷幕止水，管井降水

1 工程概況及特點(diǎn)

某醫(yī)院病房綜合樓建筑總面積38 000 m2，其中地下室建筑面積5 000 m2，由16層主樓、6層裙樓及地下室組成，總高77.4 m。基礎(chǔ)為樁—承臺(tái)—筏板基礎(chǔ)，框架—剪力墻主體結(jié)構(gòu)。地下水位為-2 m，基坑開挖深度平均6 m，屬深基坑。工程具有以下特點(diǎn)：

1)基坑深度較大。由于工程的設(shè)計(jì)需要，基坑的最大深度8.9 m。2)距離原有建筑物近。工程北側(cè)緊鄰小區(qū)家屬住宅磚混舊樓，基礎(chǔ)底邊距住宅區(qū)圍墻不足5 m；南側(cè)緊鄰醫(yī)院住院部舊樓，基礎(chǔ)底邊線距該建筑物外墻4.5 m；場(chǎng)地狹小，東、西兩側(cè)因有管溝、圍墻也無(wú)法進(jìn)行常規(guī)放坡開挖，必須根據(jù)具體情況采取支護(hù)及降水。3)地層條件復(fù)雜。支護(hù)深度內(nèi)幾乎全部為粉質(zhì)粘土及粉土夾粘土層，且地下水位高，容易在局部形成流沙造成坍塌，這使得泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁等支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工十分困難，對(duì)邊坡支護(hù)的設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量要求高。

2 基坑支護(hù)、降水綜合設(shè)計(jì)

根據(jù)工程設(shè)計(jì)及基坑地質(zhì)勘查報(bào)告，土方施工采取機(jī)械大開挖配合人工分層開挖方式、分層支護(hù)的方案，降水提前進(jìn)行，采取力學(xué)計(jì)算與施工經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，綜合采用土釘墻、泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁、鋼筋混凝土冠梁、水泥土攪拌樁帷幕止水、管井降水相結(jié)合的技術(shù)措施。即緊鄰住宅樓位置采取帷幕止水與懸臂排樁相結(jié)合，邊坡荷載較小處采取土釘墻混凝土支護(hù)，有針對(duì)性的采取支護(hù)及降水相結(jié)合的施工方案，以達(dá)到方案合理，經(jīng)濟(jì)最優(yōu)的效果。

2.1 土釘墻設(shè)計(jì)

根據(jù)基坑邊荷載情況，基坑?xùn)|西面較小荷載位置設(shè)置土釘墻，土釘3排，長(zhǎng)度5.0 m～7.0 m，豎向及水平間距為1.5 m，土釘鋼筋為Φ22；土釘傾角15°，土釘孔徑為130 mm，土釘位置以矩形梅花狀布置。素水泥漿的水灰比為0.6～0.8；面層采用鋼筋網(wǎng)片噴C20混凝土60 mm厚。

2.2 管井降水設(shè)計(jì)

基坑降水考慮基礎(chǔ)土質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益等因素，采取坑內(nèi)管井降水、坑外回灌方法。可通過增加井深，減小井?dāng)?shù)量達(dá)到降低成本效果。根據(jù)地基土質(zhì)滲透系數(shù)，綜合考慮降水影響半徑，設(shè)計(jì)井深15 m～20 m，井徑500 mm，間距平均20 m，有效降水半徑大于10 m，降水深度不小于6 m，降水井水泵采用弱電延時(shí)開關(guān)控制，達(dá)到精確控制、省時(shí)省力的效果。

2.3 水泥土攪拌樁帷幕止水設(shè)計(jì)

根據(jù)基坑土質(zhì)及降水半徑對(duì)住宅樓沉降影響情況，基坑北側(cè)邊坡在排樁支護(hù)的基礎(chǔ)上采用雙排水泥攪拌樁止水帷幕，樁徑500 mm，有效樁長(zhǎng)14 m，縱、橫向間距350 mm，根據(jù)地質(zhì)報(bào)告及實(shí)際鉆孔地質(zhì)情況，樁底施工至隔水層位置。考慮水的滲透系數(shù)及降水深度，以及對(duì)原有建筑影響范圍，止水帷幕采取半封閉形式，既可節(jié)省部分施工費(fèi)用，又能達(dá)到降水效果。

2.4 鉆孔灌注樁排樁支護(hù)設(shè)計(jì)

考慮基坑深度大，距離南北側(cè)家屬區(qū)住宅及住院部近，由于原有舊樓基礎(chǔ)埋深較淺，采用與工程樁做法相同的鉆孔灌注樁懸臂結(jié)構(gòu)作為邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)，既減少設(shè)備投入，又可加快施工進(jìn)度，支護(hù)樁直徑800 mm，中心間距1 600 mm，混凝土強(qiáng)度C30，樁身總長(zhǎng)12 m，埋入基坑底土體中約8 m。樁間土體修整后噴射60厚C20鋼筋混凝土。排樁頂部設(shè)冠梁。排樁根據(jù)邊坡寬度，樁頂高度可適當(dāng)降低，降低部分采用土釘墻支護(hù)，降低成本。

基坑支護(hù)剖面圖見圖1。

3 主要施工工藝

3.1 土釘墻施工

土釘墻施工工藝流程：清理邊坡→成孔、注水泥漿→鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)→噴射混凝土。

基坑開挖后，開挖面應(yīng)按設(shè)計(jì)坡度修平整，然后再按要求的控制點(diǎn)放土釘孔位線，并由技術(shù)人員復(fù)測(cè)后才能施工成孔。

根據(jù)設(shè)計(jì)平面位置，土釘墻用錨桿機(jī)成孔，施工過程控制好成孔角度、直徑和深度。為確保鋼筋置中，在釘筋上每隔2 m焊接一個(gè)仿錘形托架，統(tǒng)一用注漿泵注漿。

在水泥漿達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%后方可施工面層結(jié)構(gòu)。披掛坡面鋼筋網(wǎng)與橫向連系鋼筋，并與土釘端部焊接牢固，披掛鋼筋應(yīng)采取控制間距及保護(hù)層的措施。

噴射混凝土?xí)r，噴頭與受噴面應(yīng)盡量垂直，宜保持0.5 m～1.0 m的距離，噴射時(shí)應(yīng)分段分片分層依次進(jìn)行，按要求保證厚度，且均勻一致。

3.2 管井降水施工

工藝流程：定位→鉆孔→吊放井管→填充濾料→洗井→安裝排水泵降排水。

根據(jù)土質(zhì)情況可使用專用短鉆具鉆進(jìn)，護(hù)壁采用地層自造漿護(hù)壁。采用反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。循環(huán)鉆進(jìn)工作完成后，應(yīng)及時(shí)向井孔內(nèi)送入清水，以稀釋稠泥漿，井孔內(nèi)的泥漿密度為1.04 g/cm3～1.08 g/cm3。

井管為無(wú)砂混凝土管，將井管放在木制預(yù)制托底上，用鋼絲束緩緩下放。吊放井管時(shí)應(yīng)垂直，并保持在井孔中心。井管要高出地面200 mm，井口加蓋，以防雨水、泥砂或異物流入井中。

填礫、洗井完成后立即安裝水泵及連接管路進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)抽排水。抽排水采用弱電延時(shí)開關(guān)智能控制，并安排專人定時(shí)監(jiān)測(cè)水位情況。

3.3 止水帷幕施工

攪拌樁施工前根據(jù)設(shè)計(jì)要求通過成樁試驗(yàn)，確定各項(xiàng)施工參數(shù)和工藝控制指標(biāo)。

采用二次注漿、攪拌工藝，第一次攪拌頭下沉攪拌至設(shè)計(jì)深度，接著一邊注漿一邊提升攪拌頭至設(shè)計(jì)面標(biāo)高，然后第二次將攪拌頭下沉攪拌至設(shè)計(jì)深度，又第二次一邊注漿一邊提升攪拌頭至設(shè)計(jì)面標(biāo)高。攪拌頭提升速度不得大于0.5 m/min，攪拌頭每轉(zhuǎn)一圈的提升量為1.0 cm～1.5 cm，且速度必須均勻。

壓漿速度應(yīng)與攪拌提升速度同步，在注漿過程中不能出現(xiàn)中斷供漿，尤其要防止提升速度過快而造成供漿不足的現(xiàn)象。

每根水泥土攪拌樁應(yīng)連續(xù)施工，不可中斷，嚴(yán)格控制樁位和樁身的垂直度，應(yīng)在立柱(導(dǎo)向架)上裝設(shè)吊錘檢測(cè)控制，確保樁身質(zhì)量。

在攪拌深度的掌握上應(yīng)采取設(shè)計(jì)深度和電流強(qiáng)度雙控制，即首先必須達(dá)到設(shè)計(jì)深度；但若達(dá)到預(yù)定深度時(shí)，攪拌機(jī)的電動(dòng)機(jī)電流量沒有明顯升高，則表明攪拌頭尚未達(dá)到硬土層，仍應(yīng)使攪拌頭繼續(xù)向下延伸，直至達(dá)到硬土層為止。

應(yīng)設(shè)專人對(duì)每根樁的水泥摻量、攪拌情況和施工情況作詳細(xì)的記錄。尤其必須記錄攪拌頭每次下沉深度、提升的次數(shù)與時(shí)間、漿液的泵送時(shí)間等。

3.4 鉆孔灌注樁排樁支護(hù)

工藝流程：清表、平整場(chǎng)地→測(cè)量定位→埋設(shè)護(hù)筒→泥漿制備→鉆孔→驗(yàn)孔、清孔→吊放鋼筋籠→插入導(dǎo)管→灌注水下混凝土。

樁定位誤差控制在10 mm以內(nèi)。施工過程中每鉆進(jìn)1.5 m～2 m應(yīng)對(duì)護(hù)筒進(jìn)行一次監(jiān)測(cè)，如有下沉、偏位等現(xiàn)象時(shí)須重新進(jìn)行護(hù)筒頂標(biāo)高及中心測(cè)定和糾正偏差。采用膨潤(rùn)土懸浮泥漿作為護(hù)壁泥漿，鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度且成孔質(zhì)量符合要求后及時(shí)進(jìn)行清孔。

鋼筋籠的制作和安裝應(yīng)在鉆孔作業(yè)前完成，制作中注意加勁筋與接頭位置及長(zhǎng)度。鋼筋籠端部彎向內(nèi)側(cè)，利于下放孔中。鋼筋籠吊放孔內(nèi)后嚴(yán)格控制籠頂標(biāo)高。

混凝土灌注前，必須檢測(cè)孔底泥漿沉淀厚度不大于20 cm，滿足設(shè)計(jì)要求，如大于規(guī)定要求時(shí)應(yīng)再次清孔。首批混凝土灌注后孔內(nèi)混凝土面高出導(dǎo)管下口1.0 m以上，灌注過程中導(dǎo)管埋深須大于2 m且小于6 m。混凝土的灌注必須連續(xù)，防止斷樁。灌注前應(yīng)檢查混凝土的流動(dòng)性及和易性，坍落度必須符合水下灌注混凝土的要求。

4 基坑支護(hù)降水施工效果

采取以上綜合技術(shù)措施后，由于根據(jù)邊坡的荷載及建筑物情況采取相應(yīng)支護(hù)方法，并根據(jù)施工進(jìn)度合理安排降水及支護(hù)時(shí)間，既減少了成本投入，同時(shí)又加快了施工速度，應(yīng)用較少管井降水即達(dá)到降水要求，節(jié)省了抽水臺(tái)班及設(shè)備費(fèi)用，工程在基礎(chǔ)施工整個(gè)過程中邊坡經(jīng)定期監(jiān)測(cè)，變形量小于10 mm，沉降量小于15 mm，四周建筑物沉降量小于5 mm均在預(yù)期變形范圍內(nèi)，且基坑內(nèi)無(wú)地下水滲入，降水效果顯著，達(dá)到了工程施工的預(yù)期效果。

5 結(jié)語(yǔ)

本工程基坑的設(shè)計(jì)和施工充分根據(jù)地質(zhì)及環(huán)境條件綜合考慮施工方案，在狹小場(chǎng)地內(nèi)根據(jù)周圍建筑物及環(huán)境、地質(zhì)等因素，合理選擇支護(hù)及降水施工方案，在保證工程質(zhì)量、安全施工的同時(shí)，最大程度降低了工程成本，同比其他復(fù)合土釘墻等支護(hù)，以及基坑封閉降水綜合施工，費(fèi)用減少15%以上，為以后類似深基坑工程的施工提供了借鑒。

[1]JGJ 120—2012,建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程.

[2]GB 50010—2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范.

Deep excavation and tube well integrated technology in a small venue

Liu Songlin

(ChinaCoalSeventy-twoEngineeringCo.,Ltd,Suzhou234000,China)

Aiming at a small venue in the deep foundation construction engineering, integrated use of soil nail wall, behind piles protection, sealing curtain, well dewatering and other measures, through the rational planning, organization, so deep foundation construction progress, quality, reliable security guarantee, while reducing construction costs, and achieved good technical and economic results, and for a small deep foundation construction site design, construction and accumulated experience.

soil nail wall, slurry wall bored piles, cement mixing pile curtain sealing, well dewatering

1009-6825(2015)18-0058-02

2015-04-15

劉松林(1974- )，男，高級(jí)工程師

TU463

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