水利工程項(xiàng)目深基坑支護(hù)要點(diǎn)

覃建華

（深圳市深水兆業(yè)工程顧問有限公司）

0 引言

近年來，水利工程項(xiàng)目的數(shù)量越來越多，規(guī)模越來越大，基坑開挖深度也在不斷增加，引發(fā)的環(huán)境效益愈發(fā)嚴(yán)重，對(duì)基坑支護(hù)技術(shù)提出了更高的要求。深基坑支護(hù)技術(shù)種類比較多，如：土釘墻支護(hù)技術(shù)、鋼板樁支護(hù)技術(shù)、排樁支護(hù)技術(shù)、地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)等都是水利工程深基坑施工中常用支護(hù)技術(shù)。和其他支護(hù)技術(shù)相比，土釘墻支護(hù)技術(shù)具有經(jīng)濟(jì)、合理、可靠等優(yōu)勢(shì)，得到了廣泛應(yīng)用。土釘墻支護(hù)技術(shù)是通過原位土體加固，并充分利用原土體自承載力的支護(hù)技術(shù)，支護(hù)機(jī)理為：通過土釘、混凝土面層、土體的相互協(xié)同作用，從而形成一種具有一定強(qiáng)度的復(fù)合擋土結(jié)構(gòu)，保證深基坑施工的安全性和施工質(zhì)量。

1 工程概述

某水利工程項(xiàng)目，深基坑開挖時(shí)受到場地限制，采用了鋼板樁布置，右側(cè)路面高層在7.50～8.00 m之間。由于基坑深度比較大，選擇了分層開挖方式，開挖到5.80 m后，在該高層下部施打18 m長鋼板樁。鋼板樁的側(cè)1.80 m高程位置設(shè)置了二級(jí)平臺(tái)。

2 深基坑支護(hù)方案選擇

在水利工程施工中，地下滲水會(huì)拖累施工效率，工程基坑比較深，會(huì)對(duì)地表生態(tài)造成破壞，導(dǎo)致地質(zhì)狀態(tài)發(fā)生變化，地下水會(huì)緩慢滲漏出來，基坑深度越深，地下滲水就越多。針對(duì)工程地質(zhì)水文條件，要防止發(fā)生坍塌問題，并做好基坑降水排水工作，經(jīng)過方案比選，決定采用土釘墻支護(hù)技術(shù)。在施工之前，通過井點(diǎn)降水，集水明排。土釘墻支護(hù)技術(shù)施工示意圖如圖1所示。

圖1 土釘墻支護(hù)技術(shù)施工示意圖

3 深基坑土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)

3.1 土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算

土釘墻支護(hù)是深基坑施工中常用的支護(hù)技術(shù)，為保證支護(hù)效果，需要結(jié)合工程特性，計(jì)算各項(xiàng)支護(hù)參數(shù)，并做好抗拉驗(yàn)算和整體穩(wěn)定驗(yàn)算。工程土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示，抗拉驗(yàn)算結(jié)算和整體穩(wěn)定驗(yàn)算結(jié)果如表2和表3所示。

3.2 深基坑土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)結(jié)果分析

微型樁設(shè)計(jì)：工程微型樁樁徑為108 mm，樁間距為0.50 m，頂部標(biāo)高為-1.50 m，長度為6.00 m，嵌固深度達(dá)到1.70 m。土釘選擇直徑為89 mm的鋼管。通過鉆孔機(jī)程控，鉆孔中放入鋼管之后，用水灰比為0.50的水泥砂漿封堵，促使鋼管和土體連接成一個(gè)整體。

預(yù)應(yīng)力錨桿設(shè)計(jì)：工程在土釘墻支護(hù)施工時(shí)，設(shè)置了2層預(yù)應(yīng)力錨桿，地面到-2.00 m 處設(shè)置第一道預(yù)應(yīng)力錨桿，-2.00～-4.00 m之間設(shè)置第二道錨桿。錨桿傾角控制在10°左右，錨桿長度為10 m，預(yù)加拉力為80 kN，錨索采用了1束1 860級(jí)預(yù)應(yīng)力鋼絞線，通過20B 槽鋼梁鎖定在微型樁上，噴射C20混凝土，噴射厚度控制在30～50 mm之間。

表1 深基坑土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)表

表2 抗拉驗(yàn)算結(jié)果表

表3 整體穩(wěn)定驗(yàn)算計(jì)算結(jié)果表

4 土釘墻支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)分析

4.1 嚴(yán)格控制深基坑開挖進(jìn)度和深度

在水利工程項(xiàng)目深基坑開挖時(shí)，需要對(duì)開挖進(jìn)度和深度嚴(yán)格控制，如果進(jìn)度過快，會(huì)增加邊坡的加載速度過快，導(dǎo)致土釘墻無法達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度，從而影響支護(hù)效果。此外，如果施工荷載加速過快，還會(huì)影響土體的變形系數(shù)和強(qiáng)度，甚至引發(fā)嚴(yán)重的坍塌安全事故。因此，在具體施工中必須嚴(yán)格控制土層開挖進(jìn)度。深基坑開挖深度也要嚴(yán)格控制，避免發(fā)生超挖、欠挖問題，每層開挖深度控制在2 m之內(nèi)。

4.2 初噴

當(dāng)深基坑開挖結(jié)束之后，為保證坡面的穩(wěn)定性，防止發(fā)生坡面坍塌，開挖完成后的坡面要及時(shí)噴射混凝土，保證深基坑坡面的固結(jié)性。在初噴時(shí)需要注意的是，必須嚴(yán)格控制混凝土噴射厚度，控制在3～5 cm之間。混凝土噴射完成之后，還要盡量保證表面的平整性，要求表面濕潤光澤、無流淌。混凝土噴射完成2 h之后立即開展養(yǎng)護(hù)工作，為混凝土硬化提供良好的環(huán)境，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不能低于7 d。

4.3 鉆孔

嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，控制孔徑、孔深和傾角。可采用人工鉆孔方法，邊鉆孔，邊記錄，對(duì)成孔質(zhì)量要嚴(yán)格控制，一旦發(fā)現(xiàn)問題，立即停止鉆孔，待所有的問題都解決之后，再繼續(xù)鉆孔，并對(duì)問題處理過程詳細(xì)記錄，為后期施工提供參考和指導(dǎo)。鉆孔完成之后，立即開展清孔操作，清孔完成后及時(shí)封堵，避免施工現(xiàn)場雜物進(jìn)入鉆孔中。

4.4 鋪設(shè)土釘鋼筋

清孔完成之后，可進(jìn)行鋪設(shè)土釘鋼筋操作，在具體鋪設(shè)之前，必須確保定位裝置完好有效，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行鋪設(shè)。土釘鋼筋插入孔洞中后，將配制好的水泥砂漿注入到鉆孔中。可選擇重力注漿，也可以選擇壓力注漿。如果選擇重力注漿，則要保證水泥砂漿填滿孔洞。如果選擇了壓力注漿，要采取二次注漿，以保證土釘鋼筋和周圍土體接觸的緊密性，提升水力工程項(xiàng)目深基坑支護(hù)效果。

4.5 鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片

土釘鋼筋鋪設(shè)完成之后，再按照相應(yīng)的要求鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片，值得一提的是，必須嚴(yán)格控制鋼筋直徑，工程采用直徑為6 mm的鋼筋，通過焊接和人工綁扎相結(jié)合的方式，保證鋼筋網(wǎng)片鋪設(shè)質(zhì)量。網(wǎng)格尺寸需要控制在150～300 mm之前，搭接長度控制在300 mm以上。

4.6 復(fù)噴

復(fù)噴是土釘墻支護(hù)最后一道工序，當(dāng)鋼筋網(wǎng)片鋪設(shè)完成后，對(duì)整個(gè)深基坑坡面進(jìn)行二次混凝土噴射，保證噴射厚度復(fù)合設(shè)計(jì)要求，并保證混凝土噴射的均勻性。混凝土復(fù)噴結(jié)束示意圖如圖2所示。

圖2 混凝土復(fù)噴結(jié)束示意圖

采用空壓設(shè)備分段自下而上噴射C20細(xì)石混凝土，噴射過程做到噴射回彈量小，噴層強(qiáng)度高，噴射厚度80 mm。

5 結(jié)語

綜上所述，文章結(jié)合工程實(shí)例，分析了水利工程項(xiàng)目深基坑支護(hù)要點(diǎn)，分析結(jié)果表明，深基坑支護(hù)是水利工程施工的主要環(huán)節(jié)，為保證支護(hù)效果，在設(shè)計(jì)時(shí)需要切實(shí)做好驗(yàn)算工作，按照工程特性，合理選擇施工參數(shù)。為后期支護(hù)施工提供必要的技術(shù)保障和數(shù)據(jù)支持。土釘墻支護(hù)技術(shù)在深基坑支護(hù)中有顯著的優(yōu)勢(shì)，通過分析土釘墻支護(hù)技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用實(shí)踐，為今后類似工程施工建設(shè)提供一定的參考和借鑒。