型鋼斜支撐組合支護技術在深基坑工程中的應用

許業勇 （安徽省第二建筑工程公司，安徽 合肥 230000）

0 前言

宣城利華世紀新城三期基坑支護工程屬于臨時性工程，基坑東、南、北安全等級為二級，西側為一級。開挖深度為9.1～10.3m，主要采用灌注樁+坑內斜支撐，灌注樁上部自然放坡寬度為1.5m，采用高壓旋噴樁作為止水帷幕，面層采用土釘、錨管，掛網噴射混凝土。工程最終得以高質量順利竣工，型鋼斜支撐組合支護技術在其中發揮著較為關鍵的作用。

1 場地工程地質條件

1.1 土層分布

工程擬建場地微地貌單元屬河間地塊，場地地形平坦，對基坑支護工程產生影響的土層自上而下主要包括雜填土、淤泥及淤泥質土、粉質粘土、粉質粘土夾粘土、淤泥質粉質粘土夾粉土、中細砂夾礫石、礫卵石夾砂、強風化泥質砂巖、中風化泥質砂巖。

1.2 地下水類型

結合勘探資料，工程擬建場地地下水類型可分為兩類，分別為上層滯水與承壓水，上層滯水主要處于雜填土、淤泥及粉質粘土上部孔隙之中，填土厚度、地勢高低直接影響水量。由于場地填土普遍厚度較大，場地上層滯水的水量較為豐富，補給源主要為大氣降水、地表水，滲入低洼處及蒸發為主要排泄途徑。場地無統一地下水位，勘探期間測得靜止水位標高處于9.84～11.60m區間，地下水年變化幅度約為2m；承壓水主要分布于淤泥質粉質粘土所夾粉土、粉細砂、中細砂夾礫石、礫卵石夾砂、強風化泥質砂巖孔隙中，水利豐富。承壓水補給源為地下徑流，直接受到水陽江河水水力影響，該層承壓水頭為3～4m，水位標高處于7.5～8.5m區間，水位年變化幅度約為2m。結合試驗資料，可確定場地地下水、土層對混凝土結構及其內部鋼筋存在微腐蝕性[1]。

2 支護結構與止水帷幕

工程東北角、西北角采用了灌注樁+水平角支撐支護，這一部分施工本文不做討論，其他部分則采用了灌注樁+坑內斜支撐，并同時選擇了高壓旋噴樁作為止水帷幕，這部分施工屬于本文研究的關鍵。深基坑支護的總體施工順序可概括為：“鉆孔灌注樁→止水帷幕→冠梁→截水溝→斜撐系統→土方開挖→土釘、錨管→混凝土面層掛網噴射→排水溝→集水井→坑底墊層→地下結構→回填土→拆除斜支撐系統”。

工程共使用411根鉆孔灌注樁，其中包括承臺支座樁，樁徑分別為 φ900mm（有效樁長 5m）、φ1200mm （有效樁長分別為16m、17m、18m）、φ1000mm（有效樁長分別為 13m、13.5m、14m），數量分別為166根、144根、95根，坡面樁間距均為2m。采用C30強度等級的混凝土，保護層厚度為50mm，采用HRB400級鋼筋作為鋼筋籠鋼筋，需保證軸線和垂直軸線方向偏差、垂直度偏差分別控制在50mm、0.5%范圍內；采用長度為10170mm、550×550格構式斜撐的斜撐系統，采用Q345鋼的鋼支撐，焊縫高度hf≥10mm，焊接節點處均為滿焊。施工過程中需保證斜撐焊死前的預應力施加最小為300kN，并保證臨時支撐架無晃動位移且較為牢固；高壓旋噴樁止水帷幕設置于鉆孔灌注樁中間，采用二重管高壓旋噴樁，樁徑、樁中心距、有效樁長、相鄰樁搭接分別為600mm、400mm、9～12m、200mm，樁偏差需控制在50mm以內，垂直度偏差需控制在1%內，采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比為1：1，水泥摻量需不低于30%，注漿壓力、水泥用量分別為10-20MPa、200kg/m[2]。

3 支護方案及具體施工要點

3.1 鉆孔灌注樁工藝流程

鉆孔灌注樁工藝流程可簡單概括為：“測放樁位→埋設鋼護筒→砌筑泥漿池→鉆機就位→配置泥漿→鉆進→泵入泥漿→鉆進至設計樁底標高→檢測孔斜率、孔深、孔徑→清孔→沉碴測定→鋼筋籠安放→灌注混凝土”，具體施工要點如下：①成孔施工。需采用泥漿護壁，并在具體施工前做好機械設備的檢查維修及調試。旋挖過程中需保證鉆頭中心、鉆桿軸線始終處于同一鉛垂線上，并時刻關注土層變化，與地質剖面圖核對，樁的傾斜率需控制在1%以內，并基于抽查保證泥漿滿足護壁要求。②鋼筋籠制作及吊裝。采用箍筋成型方法制作鋼筋籠，需全部焊接加強箍筋與主筋，且保證主筋內緣保持光滑、鋼筋籠下端墊齊，采用雙面電弧焊進行主筋焊接。采用10d長度的單面搭接焊進行主筋搭接，這一過程需保證主筋同心度，采用四點吊裝法進行鋼筋籠吊裝。③水下混凝土灌注。采用常規垂直導管提升法進行施工，需保證導管在0.6MPa水壓下不漏水且矢彎≤1‰，同時還需要保證混凝土灌注過程中接頭不會出現斷裂問題，導管內徑為φ250mm。水下混凝土灌注需在二次清孔完畢、工程師檢查簽字后進行，灌注過程需一氣呵成，并重點做好混凝土頂面標高控制，保證超灌高度控制在1m左右。灌注過程的連續性、節奏性需得到保障，導管埋深需控制在2～6m。

3.2 高壓旋噴樁工藝流程

高壓旋噴樁工藝流程可簡單概括為：“配置水泥漿→樁機就位→對中→調平→鉆進下沉→噴漿提升→復噴→管路清洗→進入下一循環施工”，具體施工要點如下：①樁機就位。需嚴格按照防滲墻軸線進行旋噴樁機定位，機座的調平需基于樁機上的連通管，并保證樁機偏斜率、樁位對中偏差分別控制在5%、50mm內。②鉆進下沉。先后啟動漿泵、主機，保證其正向轉動，接鉆桿直至設計深度。③噴漿提升。到達設計深度后，施工人員需通過反向旋轉實現鉆桿的提升，為保證孔口微微返漿，需同時啟動高壓泵注漿。在到達設計樁頂后，提升即可停止，但為保證樁頭密實均勻，仍需旋轉、噴漿數秒，圖1為高壓旋噴樁工藝示意圖[3]。

圖1 高壓旋噴樁工藝示意圖

3.3 坑內斜支撐工藝流程

應用型鋼斜支撐組合支護技術的坑內斜支撐工藝流程可概括為：“放樣→加工鋼梁→挖土→鋼梁校正就位→預加應力→焊接”，具體施工要點如下：①鋼梁加工。采樣氧氣切割方式，切割前需進行污物、鐵銹清理，切割后則需要做好飛濺物、端口邊緣熔瘤的清理，并消除1mm以上的缺楞與裂紋以及毛刺。為保證焊接平整度，焊接前需校正焊接平臺，全面焊接需在點焊檢查無誤后進行。②斜撐土方開挖。需結合圖紙設計，并在具體施工中在斜撐兩側增加0.5～0.8m的工作面，由此開展放線挖土施工。在基槽深度達到1.5m時，即可進行放坡施工，按照1∶1.5的比例進行放坡，同時需保證基槽內存在可靠的系統。③斜撐校正。斜撐的焊接位置需在承臺預埋件或腰梁上標明，斜撐吊送需使用吊車，并配合臨時鋼管架的搭設固定斜撐、校正就位。

4 型鋼斜支撐組合支護技術應用要點

4.1 結合土方開挖工況

為保證型鋼斜支撐組合支護技術更好服務于深基坑工程，施工單位必須保證整個支護體系施工工藝密切配合，且自上而下分層進行土方開挖，每層開挖按照由中間到兩側的順序進行，開挖、支護均基于分段、分層開挖展開，以此保證型鋼斜支撐組合支護技術的應用能夠獲得足夠的每層土方開挖厚度支持。為保證基坑穩定，需保證每步開挖預留土臺，以此控制基坑土體位移，下步施工需在達到設計要求后進行。

4.2 嚴格開展檢查與驗收

為保證型鋼斜支撐組合支護技術的應用質量，坑內斜支撐施工的檢查與驗收必須得到重視，具體施工過程中，需保證所有焊縫均得到嚴格的外觀檢查，焊接尺寸也需要同時得到測量及記錄。還應嚴格遵循《鋼結構工程施工及驗收規范》（GB50205-95）要求進行構件的外形尺寸測量，并進行記錄。為滿足監理部門復檢需要，需結合質保體系中的測量表格要求和形式進行測量記錄，并保證在現場進行所有構件的驗收。

5 結論

綜上所述，型鋼斜支撐組合支護技術可較好服務于深基坑工程施工，在此基礎上，本文涉及的鉆孔灌注樁工藝流程、高壓旋噴樁工藝流程、坑內斜支撐工藝流程、結合土方開挖工況、嚴格開展檢查與驗收等內容，則提供了可行性較高的型鋼斜支撐組合支護技術應用路徑，而為了更好發揮技術優勢，位移監測的高質量開展、支護過程中的安全保障同樣需要得到重視。