高層建筑深基坑施工難點(diǎn)實(shí)例探討

黃煜標(biāo)

【摘要】深基坑施工作為高層建筑的重要基礎(chǔ)施工，也是高層建筑施工質(zhì)量與安全控制的重點(diǎn)內(nèi)容。深基坑施工的難點(diǎn)很多，特別是深基坑開挖及基坑支護(hù)施工、深基坑的降排水、樁的水下混凝土灌注、沖孔灌注樁碰上地基巖裂隙及地下溶洞等，難度大。在此，結(jié)合我公司深圳觀瀾高新科技園區(qū)偉祿雅苑工程施工實(shí)例，與賢者共同探討，以求搏取裨益。

【關(guān)鍵詞】土方開挖、基坑支護(hù)、基坑內(nèi)水、混凝土和易性、坍落度、裂隙、溶洞、拋填法、靜壓化學(xué)灌漿法、護(hù)筒法

隨著城市化建設(shè)對(duì)土地資源的日益依賴和需求，建筑業(yè)向地下及空中拓展成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。我司承建的深圳市觀瀾高新科技園區(qū)偉祿雅苑工程項(xiàng)目，建筑層數(shù)為37層，地下3層，地上34層，高度99.9m，總建筑面積229889m2，分為七棟，設(shè)計(jì)使用年限50年，結(jié)構(gòu)類型框剪結(jié)構(gòu)、抗震設(shè)防烈度為7度。

本工程場(chǎng)地原始地貌屬剝蝕殘丘地貌單元。工程基坑挖深15.1m，除上部為素填土、粘性土，基坑側(cè)壁主要土層為強(qiáng)風(fēng)化、粉砂巖，根據(jù)鉆探深度內(nèi)有隱伏型溶洞、巖溶現(xiàn)象主要表現(xiàn)為溶蝕裂隙、溶槽、溶洞。

一、 開挖及支護(hù)方案的確定。

從上述地質(zhì)地貌分析的實(shí)況出發(fā)，提出了項(xiàng)目基坑施工的主要思路：水平、豎向分區(qū)域、分段施工，每段高不超過2米，邊向下開挖，邊進(jìn)行基坑支護(hù)，從原始地貌較高處東北角開始施工到原始地貌最低處東南角，并結(jié)合原有道路，設(shè)運(yùn)土石渣及支護(hù)材料車輛的通道出口。

1、基坑支護(hù)方案。在基坑支護(hù)工程施工前，首先進(jìn)行施工測(cè)量。為保證軸線精確，先復(fù)核控制點(diǎn)，根據(jù)復(fù)核后的控制點(diǎn)，準(zhǔn)確的測(cè)量，建立東西向和南北向相互聯(lián)系的平面控制網(wǎng)。然后根據(jù)平面控制網(wǎng)測(cè)放軸線，再驗(yàn)線、復(fù)核、資料記錄等項(xiàng)工作。

本項(xiàng)目采用沖孔灌注樁φ1200@1800，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。基坑四周沖孔灌注樁分兩個(gè)施工區(qū)域跳樁法施工與支撐樁一并施工，沖孔灌注樁施工7天后，施工樁間旋噴樁。

2、土石方開挖。①平面安排：基坑開挖范圍按地下室外邊線外擴(kuò)1.5m考慮以作為坑底加固及施工預(yù)留操作空間；②立面安排：基坑土方開挖遵循分層分段開挖原則，控制開挖的進(jìn)度和節(jié)奏，嚴(yán)禁一次性全斷面開挖到底。分層（每層開挖深度為設(shè)計(jì)標(biāo)高面下300～500mm）、分段（每段開挖長(zhǎng)度以20～30m為宜）、分區(qū)（按每周邊作業(yè)區(qū)和中心開挖作業(yè)區(qū)劃分）進(jìn)行開挖支護(hù)的施工。土釘墻支護(hù)段對(duì)噴混凝土面層處理施工完畢后不少于24h才能開挖下層土方；③土石方開挖時(shí)大型機(jī)械不得碰撞圍護(hù)樁、冠梁、腰梁、鋼立柱、圍檁和支撐梁，挖土機(jī)挖至支撐結(jié)構(gòu)0.3米后改用人工挖土；④根據(jù)施工進(jìn)度合理安排，計(jì)劃投入的機(jī)械數(shù)量及每天運(yùn)土石方的額度，確保挖土石方工程的工期計(jì)劃。⑤土方開挖過程，對(duì)普?qǐng)?jiān)石、特堅(jiān)石的處置方案，采用靜力爆破法進(jìn)行施工，先采用挖掘機(jī)開挖基坑上部土方并外運(yùn)，使用風(fēng)鎬開挖基坑松石，然后準(zhǔn)確測(cè)量出靜力爆破的實(shí)施范圍，布眼前要確定至少有一個(gè)以上臨空面，鉆孔方向盡可能做到與臨空面平行。裝藥深度為孔深的100%。

二、依據(jù)實(shí)況，切實(shí)做好基坑降排水施工措施。

本場(chǎng)地賦存多層地下水，基坑開挖深度范圍內(nèi)的淺層地下水賦水程度一般，深層地下水較為豐富。場(chǎng)地周邊原有建筑物也會(huì)產(chǎn)生部分排涉水。因此，我們采用了明溝與集水坑相結(jié)合排水措施。基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工期間，通過二級(jí)沉淀池排至市政雨水管。現(xiàn)場(chǎng)降排水系統(tǒng)主要由集水井、排水溝、潛水泵等組成。

1、基坑外排水。在基坑頂面周圍邊坡內(nèi)側(cè)1m左右處修砌截流排水溝（斷面300*300～600mm），阻斷地表徑流，不斷保持和加強(qiáng)對(duì)排水溝的清理工作，以阻擋地面水流注入基坑內(nèi)。在排水溝的下方，排水進(jìn)入管溝前2～5m處設(shè)置集水沉淀池（斷面1000*1000*1000mm），排出的水經(jīng)集水沉淀池后排入管溝。

2、基坑內(nèi)排水。基礎(chǔ)開挖后，在基坑四周設(shè)置排水盲溝及集水井，排水溝與集水井形成網(wǎng)，用潛水泵抽水。盲溝斷面300*300～600mm，集水井?dāng)嗝?000*1000*1000mm， 集水井采用磚壘土井的方法。基坑內(nèi)抽出的水須經(jīng)過沉淀池沉淀后才可排至市政管網(wǎng)。排降水泵有專人值班，做到有水則排，無水則停。雨天加強(qiáng)監(jiān)管，及時(shí)疏通。

3、基坑內(nèi)滲漏水。必須及時(shí)進(jìn)行注漿堵漏。漏水位置埋深大，則進(jìn)行支護(hù)機(jī)構(gòu)后采用注漿法封堵。在注漿前先對(duì)坑內(nèi)局部進(jìn)行反填，待水泥漿凝固達(dá)到止水效果后再重新開挖。

三、嚴(yán)格施工，確保樁水下混凝土灌注的質(zhì)量保障。

我們?cè)谑┕ぶ邪炎×藥c(diǎn)：

1、水下混凝土的配合比必須符合規(guī)定。一是要具有良好的和易性，配合比嚴(yán)格通過試驗(yàn)確定；坍落度宜為180～220mm，水泥用量不少于360kg/m3；二是含砂率為40%～45%，并宜用中粗砂，粗骨料的最大粒徑應(yīng)小于40mm，在可能時(shí)采用二次級(jí)配。

2、導(dǎo)管的構(gòu)造和使用符合下列規(guī)定：一是導(dǎo)管壁厚不宜小于3mm，直徑宜為200～250mm。直徑制作偏差不應(yīng)超過2mm，導(dǎo)管的分節(jié)長(zhǎng)度適合工藝要求，底管長(zhǎng)度不宜小于4m，接頭宜用法蘭或雙碟放方扣快速接頭。二是導(dǎo)管提升時(shí)，不得掛住鋼筋籠，為此可設(shè)置防護(hù)三角形加勁板或設(shè)置錐形法蘭護(hù)罩。三是導(dǎo)管使用前應(yīng)試拼裝、試壓，試水壓力為0.6～1.0Mpa。四是使用的隔水栓應(yīng)有良好的隔水性能，保證順利排出。

3、遵守下列操作規(guī)定。一是開始灌注水下混凝土?xí)r，為使隔水栓能順利排出，導(dǎo)管底部至孔底的距離宜為300～500mm；二是有足夠的混凝土儲(chǔ)備量，使導(dǎo)管一次埋入混凝土面以下0.8m以上；三是導(dǎo)管埋深宜為2～6m，嚴(yán)禁導(dǎo)管提出混凝土面，應(yīng)有專人測(cè)量導(dǎo)管埋深及管內(nèi)外混凝土面的高差，填寫水下混凝土澆筑記錄；四是水下混凝土必須連續(xù)施工，每根樁的澆筑時(shí)間按混凝土的初凝時(shí)間控制，對(duì)澆筑過程中的一切故障均應(yīng)記錄備案；五是控制最后一次澆筑量，樁頂不得偏低，超灌高度宜為0.8m以上，應(yīng)鑿除的泛漿高度必須保證暴露的樁頂混凝土達(dá)到強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。