臨河區域灌注樁深基坑支護施工技術探討

方濤 張牡峰 劉棟 李朝輝 楊成

(中建五局第三建設有限公司，湖南 長沙 410000)

1 工程概況

某污水處理廠提標改造項目建設地點位于四川省自貢市，為提高出水水質要求，擬采用A2O工藝，新建纖維轉盤濾池、高效沉淀池等污水處理系統。其中，纖維轉盤濾池基坑尺寸為23.875 m×17.75 m，圍護面積約為424 m2，開挖深度為5.85 m，纖維轉盤濾池基坑土石方總體積約為2 481 m3；高效沉淀池基坑尺寸為24.95 m×23.5 m，圍護面積約為587 m2，開挖深度為7.65 m，高效沉淀池基坑土石方總體積約為4 490 m3。因為在原廠址改造，施工受周圍環境限制，故基坑開挖均采用懸臂支護樁(旋挖成孔灌注樁)結構形式，支護樁總根數83根，纖維轉盤濾池樁長均為14.35 m，嵌入基底8.5 m；高效沉淀池樁長均為14.15 m，嵌入基底6.5 m。同時，由于臨河，再在其上部采用樁錨，外部采用掛網噴混凝土組合支護體系。基坑支護示意見圖1。

2 基坑支護方案

1)基坑支護為懸臂支護—旋挖成孔鋼筋混凝土灌注樁，樁徑1 200 mm，樁間距2 000 mm，分2類支護樁型號：主筋配筋分別為16C28,18C28，沿圓周均勻布置；螺旋箍筋均為Φ10@150 mm；加勁箍筋均為C20@2 000 mm；混凝土強度為C25；定位鋼筋均為Φ10@1 500 mm，具體結構設計詳見圖2。

2)樁頂設置700 mm×1 400 mm(高×寬)C25鋼筋混凝土冠梁。具體結構設計詳見圖3。

3)樁面掛雙向鋼筋網φ6.5@200×200 m，其中設置加強筋，采用C16@1 600×1 600；再噴射100厚C20細石混凝土。具體結構設計詳見圖4。

3 施工技術措施

3.1 旋挖成孔灌注樁施工

1)測量放樣及定樁位[1]：依據設計圖紙，復核施工區域軸線控制網和高程基準點；經建設、監理、設計等單位確認無誤后，按施工圖紙要求，放出樁位中心，并以此為圓心、以大于樁身為半徑確定施工區域，對其四周設立護樁，做好標記并固定，以便后續施工。

2)設置泥漿池、沉淀池，配制泥漿：在高效沉淀池基坑、纖維轉盤濾池基坑周邊分別設置1個泥漿池、1個沉淀池。泥漿池、沉淀池尺寸均為5 m×5 m×2 m，泥漿池、沉淀池與鉆孔設備之間采用φ150的軟管連接。

3)施工準備工作完畢后，埋設護筒，開始鉆機鉆進作業，采用泥漿護壁工藝，泥漿相對密度控制在1.05～1.10之間，含沙量不大于2%；施工完畢后進行成孔檢查，孔深、孔徑不小于設計規定，鉆孔傾斜度誤差不大于1/150，沉渣厚度不大于200 mm，樁位偏差不大于100 mm；隨后進行二次清孔。

4)鋼筋籠制作及安裝[2]：依據圖紙進行鋼筋籠制作與加工；鋼筋籠在運輸過程中，掛鉤放于焊有加勁箍的主筋上；鋼筋籠運至現場報監理檢驗合格后方可起吊；鋼筋籠入孔后，檢查是否居中，位置是否正確，樁頂標高允許偏差±50 mm。

5)水下混凝土灌注：先行安裝導管，導管采用內徑250 mm的鋼導管，使用前必須進行水密承壓和接頭抗壓試驗，使導管底口與孔底的距離能保持在0.3 m～0.5 m左右，若孔底沉淀厚度超過規范要求，必須進行第二次清孔(或下水槍攪動孔底，同時注水換漿，以達到清孔的目的)；最后澆筑水下混凝土，采用混凝土輸送泵灌注，C30水下專用混凝土，坍落度為180 mm～220 mm，且澆灌高度比設計超灌0.8 m。

3.2 冠梁施工

1)施工工藝流程。

土方開挖→定位樁頭→測量復核→破除樁頭→樁頂平整→清洗樁頭→鋼筋綁扎→支設模板→澆筑混凝土→養護。

2)施工注意事項。

a.因現場施工差異性，每根樁超灌深度均有不同，破除前，進行測量復核，確保破除高度位于同一水平面，且不得對有效樁長進行破壞，特別是注意留足鋼筋保護層厚度。

b.樁頭破除施工采用人工風鎬施工，破除前，需對樁身進行強度試驗，保證樁身牢靠，強度符合設計及規范要求；同時，為保證后續澆筑施工質量，破除后樁頂高程略高于四周，便于樁間梁混凝土支設模板。

c.樁頭破除后，對破除位置進行清理，為保證結構的連貫性，對交界面進行處理：高壓水槍進行鑿毛、沖洗；澆筑混凝土前采用同配比砂漿鋪設一層，約5 cm厚。

d.若在土方開挖中發現，樁頭頂端由于某種原因低于設計高程50 cm以內，則對該段進行擴大樁徑處理，支設模板與冠梁混凝土一同澆筑；若在破除過程中，對樁頭鋼筋的保護層混凝土進行破壞，則需將整個樁頭往下破，直至外邊保護層厚度滿足要求為止，嚴禁對破壞處用砂漿補平。

3.3 土石方施工

基坑開挖線測量放樣→每2 m進行分層開挖土體(預留20 cm坡體)→人工清除坡面預留20 cm的坡體→掛網噴射混凝土(循環往復)→土石方棄運→基坑開挖至5 m深處設置一個5 m×5 m堆土平臺(挖深5 m以下到基坑底部標高以上20 cm之間的土石方，先運至堆土平臺再用挖機從堆土平臺處進行勾除、棄運)→開挖至構筑物基礎底標高以上20 cm→人工清除基坑底部預留20 cm土石方→小挖機+人工+吊盆將堆土平臺和基坑底部預留20 cm土石方進行棄運→基坑驗槽。

3.4 掛網噴射混凝土施工

3.4.1掛鋼筋網施工

1)對已形成的土方工作面進行測量復核，對多余土方及坡面不穩定的殘土進行清理。

2)對所掛設的鋼筋網進行測量放線，首先對冠梁進行植筋處理，再由上而下分步掛設鋼筋網；由于基坑面積較大，為避免產生通縫，鋼筋網鋪設每步高2 m，且相鄰兩步搭接30 cm。另外所鋪設的鋼筋網為單層雙向，Φ6.5@200×200，采用HPB300一級鋼筋。

3.4.2噴射混凝土施工

1)土石方采用機械開挖時，應預留20 cm厚土做設計邊坡的保護層，然后用人工修整至設計邊坡面。

2)噴射作業應分段分片依次進行[3]，同一分段內噴射順序應自下而上，初噴30 mm后，掛網噴射第二層。

3)掛網完成后噴射混凝土，噴頭與受噴面距離為0.6 m～1.0 m，自下而上垂直坡面噴射，厚度不小于60 mm；噴射混凝土面布置泄水孔，垂直間距2.4 m，水平間距2.4 m；噴射混凝土終凝2 h后，應噴水養護，養護時間根據氣溫環境等條件，一般為7 d。噴射混凝土24 h抗壓強度應不小于8 MPa。

4 基坑支護監測方案[4]

1)基坑頂部水平位移、沉降監測點沿冠梁周邊、陽角處設置，間距為20 m，每邊監測點數目為3個；利用水準儀、經緯儀進行監測，監測精度為水平1.5 mm、豎向0.3 mm，報警值：絕對值50 mm、變化速率2 mm/d～3 mm/d。

2)基坑周邊建筑物及道路沉降監測點在基坑深度2倍范圍進行布置，且整個監測剖面設在坑邊中部，并與此方向的基坑邊垂直，每面上監測點數目為5個；利用水準儀進行監測，報警值：絕對值35 mm、變化速率2 mm/d～3 mm/d。

3)由于位于老舊污水處理廠提標改造項目，地下管線較為復雜，根據管線年份、類型、材料、尺寸及現狀等情況新增管線位移監測。監測點設置在每條管線的節點、轉角等較易破壞處，監測點平面間距為20 m，并直延伸至基坑以外20 m；利用水準儀、經緯儀進行監測，監測精度為水平1.5 mm、豎向0.3 mm，報警值分2類：a.剛性：絕對值20 mm、變化速率2 mm/d～3 mm/d;b.柔性：絕對值40 mm、變化速率3 mm/d～5 mm/d。

4)深層水平位移監測點布置在基坑周邊圍護樁的中心處；利用測斜儀、測斜管進行監測，監測精度為0.1 mm/m，報警值：絕對值50 mm、變化速率2 mm/d～3 mm/d。

5)圍護樁內力監測點布置在受力、變形較大處，每邊設1處監測點，豎直方向監測點布置在彎矩較大處，監測點間距為4 m；利用應力計、應變計進行監測，監測精度為0.5% F.S，報警值為設計內力。

6)建(構)筑物沉降監測點在建(構)筑物四角、沿外墻每10 m處布設3個監測點；利用水準儀、經緯儀進行監測，監測精度為0.1 mm，報警值：絕對值35 mm、變化速率2 mm/d～3 mm/d。

7)建(構)筑物傾斜監測點布置在建(構)筑物角點、變形縫或抗震縫兩側的承重柱或墻上，豎直方向監測點沿主體頂部、底部對應各布設1個；利用激光鉛直儀進行監測，報警值：絕對值2/1 000 mm、變化速率0.1/1 000 mm/d。

8)建(構)筑物裂縫監測點選擇有代表性的裂縫進行布置，若在施工期間發現新裂縫或原有裂縫有增大趨勢時，及時增設監測點，且每一條裂縫的測點至少設2組，即在裂縫的最寬處及末端各至少設置1個測點；利用游標卡尺、裂縫計進行監測，監測精度為寬度0.1 mm、長和深各1 mm。

9)監測頻率：對于開挖深度，不大于5 m時，1次/2 d；5 m～10 m時，1次/d；不小于10 m時，2次/d。對于底板澆筑后時間，不大于7 d，2次/d；7 d～28 d，1次/d；不小于28 d，1次/3 d。

5 結語

本工程以四川自貢某污水處理廠提標改造項目為例，對臨河區域灌注樁深基坑支護施工技術進行探討，并結合工程監測過程，表明所采取的技術措施滿足深基坑支護要求，并取得了良好的經濟和社會效益。