基坑開(kāi)挖及支護(hù)工程施工技術(shù)分析

張海波 曾佳 張?jiān)? 向麗君

摘要：對(duì)于建筑工程而言，基坑開(kāi)挖與支護(hù)工程施工技術(shù)能夠直接影響到整個(gè)工程的施工質(zhì)量，其重要性不言而喻。由于基坑開(kāi)挖與支護(hù)工程施工技術(shù)涉及技術(shù)種類多、工序復(fù)雜，因此，在實(shí)際施工過(guò)程中，往往需要面臨各種各樣的問(wèn)題。基于此，為了確保工程施工的質(zhì)量以及安全性，相關(guān)部門需要對(duì)當(dāng)前基坑開(kāi)挖與支護(hù)工程施工技術(shù)進(jìn)行不斷創(chuàng)新與完善，從而提高整個(gè)建筑工程施工的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：基坑開(kāi)挖與支護(hù)施工；技術(shù)要點(diǎn)

1引言

自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)科學(xué)技術(shù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到快速發(fā)展，建筑工程行業(yè)迅速崛起，建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。因此，人們對(duì)當(dāng)前建筑工程施工的質(zhì)量提出了更高的要求。作為建筑工程中較為基礎(chǔ)與關(guān)鍵的施工技術(shù)，基坑開(kāi)挖及支護(hù)工程施工技術(shù)能夠?qū)φ麄€(gè)工程施工的質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響。基于此，相關(guān)部門需要結(jié)合實(shí)際狀況，在實(shí)際施工過(guò)程中合理使用此項(xiàng)施工技術(shù)，從而提高工程整體施工的質(zhì)量。

2工程概況

本工程位于重慶市南岸區(qū)南濱路與江南大道交界處，黃葛渡立交橋東南側(cè)南坪組團(tuán)D分區(qū)“D4-7-01/02E14-1/02、D4-7-02/02”號(hào)宗地。本項(xiàng)目一期平場(chǎng)范圍包括一棟住宅、一棟幼兒園。總用地面積21974.67平方米，總建筑面積268013.07平方米。其中2號(hào)樓（住宅）建筑面積83297.13平方米，高度為245.2米，地下3層，地上66層；3號(hào)樓（酒店式公寓）建筑面約57997.44平方米，地下6層，地上45層，建筑總高度為236.5米。17號(hào)樓為幼兒園，建筑面積2448平方米，共三層，總高度10.8m。本工程包含2#樓（住宅）、3#樓（酒店式公寓）、17#樓（幼兒園）的土石方平場(chǎng)、基坑開(kāi)挖和邊坡支護(hù)工程，場(chǎng)地地理位置優(yōu)越，交通方便。

3基坑開(kāi)挖及支護(hù)工程施工技術(shù)分析

3.1土石方開(kāi)挖施工方法

根據(jù)安全文明施工要求，施工生產(chǎn)應(yīng)盡量減少粉塵、噪聲、振動(dòng)等污染的擾民。必須按市委、市人大、市政府及有關(guān)部門的臨時(shí)要求，調(diào)整作業(yè)方式，停止高粉塵、高噪音作業(yè)或爆破作業(yè)。并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)確定本工程土方為強(qiáng)風(fēng)化巖層，基坑周邊2.5m及基底標(biāo)高1米范圍內(nèi)采用液壓挖掘機(jī)開(kāi)挖，局部配合人工開(kāi)挖，靠近邊坡應(yīng)嚴(yán)格控制邊坡的平順度。本工程根據(jù)錨桿的道數(shù)，土石方開(kāi)挖平均分5階段進(jìn)行。基坑開(kāi)挖過(guò)程中以 “分層、分步、對(duì)稱、平衡、限時(shí)”五個(gè)要點(diǎn)為基礎(chǔ)，遵循“豎向分層、縱向分段、先支后挖”的施工原則。

3.1.1施工流程

圖1 土石方開(kāi)挖工藝流程

3.1.2機(jī)械開(kāi)挖方法

（1） 根據(jù)本工程基坑的條件，開(kāi)挖方法采用端頭反鏟式和坑底挖土法。一為挖土機(jī)從基坑的一頭以倒退行駛的方法進(jìn)行開(kāi)挖。二為從基坑底以前進(jìn)行駛的方法進(jìn)行開(kāi)挖。自卸汽車配置在挖土機(jī)的兩側(cè)或后側(cè)裝運(yùn)土。

（2）挖掘機(jī)沿挖方邊緣移動(dòng)時(shí)，機(jī)械距離邊坡上緣的寬度不得小于開(kāi)挖深度的1/2。開(kāi)挖時(shí)隨時(shí)作成一定坡勢(shì)（1：1～1：1.25），以利泄水。

（3）在機(jī)械施工挖不到的土方，配合人工隨時(shí)進(jìn)行挖掘，并用手推車把土運(yùn)到機(jī)械挖到的地方，以便及時(shí)用機(jī)械挖走。

（4）修幫和清底。在距槽底設(shè)計(jì)標(biāo)高150cm槽幫處，抄出水平線，釘上小木撅，然后把1m范圍內(nèi)的石方挖走。同時(shí)由兩端軸線（中心線）引樁拉通線（用小線或鉛絲），檢查距槽邊尺寸，確定槽寬標(biāo)準(zhǔn)，以此修整槽邊。最后清除槽底土方。

（5）槽底修理鏟平后，進(jìn)行質(zhì)量檢查驗(yàn)收. 并及時(shí)澆注墊層封閉基坑。墊層應(yīng)做到基底滿封閉。

（6）開(kāi)挖基坑（槽）的土方，在場(chǎng)地有條件堆放時(shí)，一定留足回填需用的好土；多余的土方，一次運(yùn)走，避免二次搬運(yùn)。

3.1.3場(chǎng)外運(yùn)輸及棄土

棄土場(chǎng)地已經(jīng)選擇好，運(yùn)距約30公里外棄渣場(chǎng)，開(kāi)工前做好沿途的交通環(huán)衛(wèi)工作，并交納其費(fèi)用，辦理好證件，在取得相關(guān)部門的同意后，方可進(jìn)行施工，以保證工程的順利進(jìn)行。

3.2支護(hù)樁施工

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本工程中西側(cè)J3-J5段采用樁錨擋墻支護(hù)，1#～12#支護(hù)樁采用旋挖成孔工藝，施工中，我們使用全液壓履帶伸縮式旋挖鉆機(jī)旋挖成孔，該施工工藝先進(jìn)，工作效率高、施工質(zhì)量好、塵土泥漿污染少；自動(dòng)定位，垂直旋孔，成孔質(zhì)量好；自動(dòng)化程度和鉆進(jìn)效率高，鉆頭可快速穿過(guò)各種復(fù)雜地層。

3.2.1工藝流程

樁基施工施工工藝流程如下：場(chǎng)地平整、清除雜物→設(shè)置樁位點(diǎn) →砌筑樁井圈→ 移走地面障礙物→接通電源、水源 →鉆孔機(jī)就位→第一次鉆孔→取芯→埋設(shè)鋼護(hù)筒→重復(fù)鉆孔→成孔→清孔→吊放鋼筋籠→插入混凝土導(dǎo)管→清底→澆筑混凝土→拔出導(dǎo)管。

3.2.2施工方法及要點(diǎn)

（1）鉆孔

1）鉆機(jī)就位：先調(diào)整鉆機(jī)位置，進(jìn)行鉆具聯(lián)結(jié)，確保牢固、鉛直。

2）開(kāi)鉆：開(kāi)鉆前，將樁位中心引出場(chǎng)外1.5米左右，做好外控樁，先用1米直徑鉆頭成孔。

3）埋設(shè)鋼護(hù)筒：在完成第一次鉆孔后，進(jìn)行樁位復(fù)測(cè)，確認(rèn)無(wú)誤后，埋設(shè)鋼護(hù)筒，否則，進(jìn)行擴(kuò)鉆。

護(hù)筒采用4mm鋼板制作，其內(nèi)徑大于鉆頭直徑100mm，圓度偏差小于20mm，上部開(kāi)設(shè)1～2個(gè)溢漿口，高度1.2-1.5米。

---護(hù)筒埋設(shè)選擇鉆孔法，具體步驟是：

①現(xiàn)在在樁位處鉆出的孔比護(hù)筒預(yù)埋深度深0.3～0.5米、直徑比護(hù)筒大0.2～4.0米的園坑；

②在坑底填0.3～0.5米厚的粘土并夯實(shí)；

③將鉆孔中心位置標(biāo)于坑底，并將護(hù)筒放進(jìn)坑內(nèi)，用十字線加重錘找出護(hù)筒中心位置，移動(dòng)護(hù)筒使護(hù)筒中心與坑底中心重合，其中心軸線與樁位偏差不得大于200mm，且護(hù)筒保持垂直。

④用水平尺校直護(hù)筒；

⑤在護(hù)筒四周對(duì)稱均勻的回填、夯實(shí)粘土。

----護(hù)筒埋設(shè)要求：

①護(hù)筒的埋設(shè)深度在粘性土中不小于1.0m，砂土中不小于1.5m；護(hù)筒高度滿足孔內(nèi)泥漿面高度的要求，對(duì)地下水位高，孔口土質(zhì)較差者，護(hù)筒刃腳切入地下水位以下，或適當(dāng)增加埋置深度，護(hù)筒上口高出地面200mm。

②如護(hù)筒底土層不是粘性土挖深換土，在筒底回填夯實(shí)300～500mm左右厚度的粘土后，再安放護(hù)筒。

③護(hù)筒上口用鋼絲繩對(duì)稱吊緊，防止下竄。

成孔：開(kāi)鉆時(shí)輕壓慢鉆，鉆進(jìn)速度不超過(guò)1m/10min，正常鉆鉆進(jìn)時(shí)，鉆進(jìn)速度控制在1m/5min.

（2）清孔

利用鉆孔結(jié)束時(shí)慢鉆正循環(huán)清孔，清孔后泥漿指標(biāo)比重在1.15～1.20之間，含砂量小于4%，粘度20～22"，孔底沉渣厚度小于5cm。 清孔時(shí)保持鉆孔內(nèi)泥漿面高于地下水位1.5～2.0m防止塌孔。

（3）鋼筋籠的現(xiàn)場(chǎng)吊裝

1）吊裝方法

在安裝鋼筋籠時(shí)，采用兩點(diǎn)起吊。第一吊點(diǎn)設(shè)在骨架的下部，第二吊點(diǎn)設(shè)在骨架長(zhǎng)度的中點(diǎn)到上三分點(diǎn)之間，以保證鋼筋籠在起吊時(shí)不致變形。詳細(xì)情況如下圖3所示：

（4）樁基混凝土

樁基混凝土全部采用商品混凝土，采用汽車輸送泵送，提升導(dǎo)管振搗密實(shí)混凝土。

1）灌注方法選擇

樁基混凝土灌注采用直升導(dǎo)管法進(jìn)行，采用內(nèi)徑為25-30cm鋼導(dǎo)管，上部加裝漏斗灌注。導(dǎo)管使用前進(jìn)行水密承壓和接頭抗拉試驗(yàn)，嚴(yán)禁用壓氣試壓。

2） 二次清孔

在導(dǎo)管安裝就位前，進(jìn)行沉渣厚度檢查，沉渣厚度滿足設(shè)計(jì)要求；如沉渣厚度超出規(guī)范要求，則利用專用清孔鉆頭進(jìn)行二次清孔。

3）安裝導(dǎo)管

每節(jié)導(dǎo)管2～3m，配1～2 節(jié)1～1.5m 的短導(dǎo)管。鋼導(dǎo)管內(nèi)壁圓順，內(nèi)徑一致，接口嚴(yán)密。使用前涂抹脫模劑潤(rùn)滑，進(jìn)行試拼和水密、承壓和接頭抗拉試驗(yàn)，按自下而上順序編號(hào)和標(biāo)示尺度。

導(dǎo)管組裝后軸線偏差，不超過(guò)鉆孔深的0.5%并不大于10cm，試壓力為孔底靜水壓力的1.5 倍。導(dǎo)管長(zhǎng)度按孔深和工作平臺(tái)高度決定。漏斗底距鉆孔上口，大于一節(jié)中間導(dǎo)管長(zhǎng)度。導(dǎo)管接頭法蘭盤加錐形活套，底節(jié)導(dǎo)管下端不得有法蘭盤。采用螺旋絲扣型接頭，設(shè)防松裝置。導(dǎo)管安裝后，其底部距孔底有 250～400mm 的空間。

4）首批封底混凝土

計(jì)算和控制首批封底混凝土數(shù)量，下落時(shí)有一定的沖擊能量，能把泥漿從導(dǎo)管中排出，并能把導(dǎo)管下口埋入混凝土不小于1m 深。足夠的沖擊能量能夠把樁底沉渣盡可能地沖開(kāi)，是控制樁底沉渣，減少工后沉降的重要環(huán)節(jié)。

5）首批灌注砼的數(shù)量公式（樁徑D=0.8m）：

導(dǎo)管底口與孔底的距離為25-40cm，根據(jù)公式V≥πD2/4（H1+H2）+πD2/4h1； H1表示砼樁底到導(dǎo)管底口的高度，H2表示首批灌注砼的最小深度（導(dǎo)管底口到砼面的高度），h1表示泥漿底部到砼面的高度，保證導(dǎo)管埋入砼中的深度不小于1m。

對(duì)孔底沉淀層厚度再次測(cè)定。如厚度符合設(shè)計(jì)要求，然后立即灌注首批砼。

6）箭球、撥栓或開(kāi)閥

打開(kāi)漏斗閥門，放下封底砼，首批砼灌入孔底后，立即探測(cè)孔內(nèi)砼面高度，計(jì)算出導(dǎo)管內(nèi)埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。

7）水下混凝土澆灌

樁基混凝土采用罐車運(yùn)輸泵送配合導(dǎo)管灌注，灌注開(kāi)始后，緊湊連續(xù)地進(jìn)行，嚴(yán)禁中途停在澆筑。

（5）樁頭剔鑿

樁身混凝土灌注14d后，機(jī)械開(kāi)挖樁芯土方，人工剔鑿樁頂混凝土浮漿至設(shè)計(jì)標(biāo)高。需檢測(cè)的樁基在樁頂人工打磨一塊不小于200*200mm的光滑面，作為檢測(cè)面。

（6）樁基檢測(cè)

樁身混凝土強(qiáng)度檢測(cè)：選用超聲波對(duì)全部樁的樁身混凝土強(qiáng)度檢測(cè)。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，基坑開(kāi)挖與支護(hù)工程施工技術(shù)對(duì)于整個(gè)建筑工程而言，具有不可替代的重要作用。基于此，施工單位在進(jìn)行實(shí)際施工的過(guò)程中，需要結(jié)合工程的實(shí)際狀況，合理使用基坑開(kāi)挖及支護(hù)工程施工技術(shù)，并在實(shí)踐過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行不斷完善與創(chuàng)新，進(jìn)一步提高整個(gè)建筑工程施工的質(zhì)量，從而提高施工單位的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣明忠.深基坑開(kāi)挖及支護(hù)工程的施工技術(shù)與質(zhì)量控制[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2015（02）：93.

[2]南川.基坑開(kāi)挖支護(hù)施工中安全技術(shù)分析[J].福建建筑，2011（07）：45-47.

（作者單位：中建八局第三建設(shè)有限公司）