深基坑支護(hù)施工技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

王 帥 劉澤飛 王爭(zhēng)光 沈永紅 肖 鵬 楊肖偉

（中國(guó)鐵工投資建設(shè)集團(tuán)有限公司城市建設(shè)分公司，北京 100070）

近年來(lái)，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，為建筑行業(yè)提供了良好的發(fā)展機(jī)遇，與此同時(shí)對(duì)建筑行業(yè)的要求越來(lái)越高。當(dāng)前，建筑施工既需要保障施工安全，同時(shí)又需要使多樣化的使用要求得到滿足。因此，建筑施工技術(shù)逐漸完善。深基坑支護(hù)技術(shù)的合理使用，有利于提升建筑平穩(wěn)性，特別是在土質(zhì)比較松軟地帶，具備較強(qiáng)的適用性[1]。然而在建筑工程施工過(guò)程中，深基坑支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用效果會(huì)受到條件、環(huán)境及人員技術(shù)等因素產(chǎn)生的直接影響，有關(guān)人員應(yīng)對(duì)該技術(shù)的利用價(jià)值進(jìn)行進(jìn)一步探究。

1 工程簡(jiǎn)介

臨汾規(guī)劃三街下穿隧道工程基坑平面呈南-北走向長(zhǎng)條形狀，基坑采用放坡開(kāi)挖，其中基坑開(kāi)挖寬度暗埋段約為77.7 m、敞口段約為79.7 m，開(kāi)挖深度最大約為10.5 m；隧道附屬結(jié)構(gòu)局部開(kāi)挖深度最深約為17 m，局部加深段深基坑采用鉆孔灌注樁+內(nèi)支撐的圍護(hù)型式，支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)為二級(jí)。

2 深基坑支護(hù)施工技術(shù)分析

2.1 工程樁、支護(hù)樁技術(shù)

2.1.1 施工工藝流程

工程樁、支護(hù)樁技術(shù)在建筑工程中應(yīng)用時(shí)需要經(jīng)過(guò)多個(gè)流程，具體如圖1 所示。

2.1.2 測(cè)量準(zhǔn)備

在工程樁、支護(hù)樁技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，需要預(yù)先做好測(cè)量準(zhǔn)備工作，主要流程如下：1）施工以前，使用經(jīng)緯儀把控制點(diǎn)引進(jìn)至施工場(chǎng)地中，標(biāo)記好具體位置數(shù)據(jù)與標(biāo)高，周?chē)褂闷龃u進(jìn)行圍護(hù)，加強(qiáng)保護(hù)，同時(shí)制定非常清楚的提醒標(biāo)識(shí)，施工過(guò)程中禁止破壞標(biāo)識(shí)。2）使用全站儀與經(jīng)緯儀回測(cè)閉合的手段，檢測(cè)每個(gè)控制點(diǎn)是否精準(zhǔn)，從而促使每個(gè)控制點(diǎn)逐步組成閉合環(huán)。3）采用水平儀重復(fù)檢查高程各點(diǎn)，同時(shí)必須要保持閉合狀態(tài)。4）導(dǎo)線偏差控制值見(jiàn)表1。根據(jù)表1 中統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)可以得知，導(dǎo)線相對(duì)離合差為1/10 000（含1/10 000），測(cè)回?cái)?shù)是5；測(cè)距的測(cè)回?cái)?shù)為1，一個(gè)測(cè)回讀數(shù)差≤12 mm。5）放樣①施工方法。采取極坐標(biāo)的手段對(duì)樁位置進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，借助全站儀測(cè)量放樣的角度與距離，同時(shí)將2 個(gè)經(jīng)緯儀的交叉點(diǎn)當(dāng)作定點(diǎn)。②樁位定位。施工以前，需要準(zhǔn)備大量短鋼筋，長(zhǎng)度為50 cm，定位樁點(diǎn)之后明確木樁的點(diǎn)位，樁機(jī)準(zhǔn)備工作后，就需要將這個(gè)木樁中心當(dāng)作樁位。③護(hù)筒埋設(shè)之前，首先使用手動(dòng)挖掘淹沒(méi)殼體規(guī)定的深度與半徑圓，然后使用少量的黏土掩埋護(hù)筒。選擇好樁之后，可以在殼體與定位表明油漆。④定位樁位之后，需要監(jiān)理工程師進(jìn)行校對(duì)與復(fù)核，保證測(cè)量數(shù)據(jù)精準(zhǔn)之后，方可開(kāi)工。⑤現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員隨著鉆進(jìn)過(guò)程，需要檢查校正樁孔，為了避免鉆機(jī)在施工中遇到地下障礙物時(shí)，需要移動(dòng)位置[2]。

表1 導(dǎo)線相關(guān)限差

2.1.3 鉆孔灌注樁的成孔

鉆孔灌注樁工作開(kāi)展時(shí)，需要經(jīng)過(guò)以下2 個(gè)流程。

2.1.3.1 成孔的準(zhǔn)備

成孔的準(zhǔn)備包括以下3 個(gè)方面：1）鉆孔灌注樁施工以前需要將護(hù)筒進(jìn)行埋設(shè)，精準(zhǔn)定位護(hù)筒的位置，護(hù)筒周?chē)€需要使用黏土進(jìn)行夯實(shí)，避免走位出現(xiàn)移動(dòng)。2）現(xiàn)場(chǎng)還需要做好泥漿池，保證泥漿的質(zhì)量，高品質(zhì)的泥漿才可以使樁的護(hù)壁質(zhì)量得到保證，提升樁的成孔質(zhì)量，最終在現(xiàn)場(chǎng)可以建設(shè)2 個(gè)泥漿池進(jìn)行循環(huán)。3）樁機(jī)到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)以前，需要整理好施工場(chǎng)地，確保具有一定的抗壓力，避免樁機(jī)到場(chǎng)后出現(xiàn)偏移、傾斜等現(xiàn)象，同時(shí)還需要保證樁機(jī)的垂直度。

2.1.3.2 成孔工藝

成孔工藝包括以下4 點(diǎn)：1）在成孔工藝施工過(guò)程中需要挑選合適的鉆頭，成孔鉆進(jìn)保持緩慢的速度，如果鉆孔穿透地基層，需要逐步復(fù)核樁位所處的位置和樁機(jī)的垂直度，避免出現(xiàn)移位的情況。2）當(dāng)鉆進(jìn)填土層時(shí)，需要合理降低轉(zhuǎn)速，加強(qiáng)泥漿比重，避免發(fā)生塌孔。3）在鉆入粉砂，回填土壤與其他地層過(guò)程中，極易出現(xiàn)收縮鉆孔的情況；為了加強(qiáng)對(duì)直徑減小幅度的控制，需要使用黏土粉末制作高品質(zhì)泥。在開(kāi)啟鉆孔時(shí)，會(huì)增加泥漿的重量，同時(shí)泥漿所占比例需要高于1.25。4）在施工期間，施工人員需要具備較強(qiáng)的責(zé)任心，詳細(xì)記錄施工過(guò)程，自我檢查滿足要求，同時(shí)報(bào)給監(jiān)理工程師等待驗(yàn)收，明確設(shè)計(jì)符合設(shè)計(jì)要求之后，最后填接收接受表單即可。

2.1.4 一次清孔

成孔工藝完成以前，需要做好一次清孔的工作，并且還是第一次清孔。與此同時(shí)，還需要科學(xué)合理地控制泥漿比重與性能，沉積厚度不能大于20 cm，泥漿比重≤1.25。鉆孔之后，鋼筋籠與管子的放入工作需要在要求的時(shí)間中完成，同時(shí)每個(gè)工作流程需要緊密銜接。

2.1.5 鋼筋籠制作與吊裝

鋼筋籠制作與吊裝包括2 點(diǎn)：1）嚴(yán)格檢查鋼筋規(guī)格性能，施工誤差需要滿足有關(guān)規(guī)定要求，見(jiàn)表2。2）鋼筋籠一節(jié)長(zhǎng)度需要小于9 m，鋼筋搭接焊接滿足有關(guān)技術(shù)要求，使用機(jī)械進(jìn)行連接的接頭需要滿足相關(guān)要求。3）鋼筋需要進(jìn)行除銹與拉直操作，這樣才可以保證鋼筋籠的制作質(zhì)量。4）鋼筋籠砼導(dǎo)正圈需要以3 m 為1 組進(jìn)行設(shè)置。5）鋼筋籠吊裝過(guò)程中使用雙點(diǎn)的方法進(jìn)行吊放，關(guān)注鋼筋籠的脫落與變形。在吊放過(guò)程中需要重視成孔的質(zhì)量，不可以損壞成孔。6）因?yàn)闃堕L(zhǎng)大于9 m，往往鋼筋籠的長(zhǎng)度單節(jié)是9 m，因此需要進(jìn)行焊接。兩節(jié)鋼筋籠焊接過(guò)程中，需要確保同心同時(shí)扶正，采取單面焊接技術(shù)，焊縫的長(zhǎng)度需要超過(guò)10 d，一節(jié)焊接需要達(dá)到樁長(zhǎng)。7）鋼筋籠需要精準(zhǔn)就位，籠芯與樁芯保持垂直狀態(tài)。8）制作好鋼筋籠后需要進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，焊接監(jiān)控滿足相關(guān)要求，同時(shí)填寫(xiě)完善自查與隱蔽工程驗(yàn)收記錄，然后交給甲方或者是監(jiān)理工程師檢驗(yàn)合格之后，才可以吊裝與使用。

表2 鋼筋籠制作允許偏差

2.1.6 下導(dǎo)管和二次清孔

下導(dǎo)管和二次清孔：1）通常情況下，導(dǎo)管直徑是25 cm，同時(shí)導(dǎo)管的長(zhǎng)度需要大于孔深的長(zhǎng)度，約50 cm。利用吊車(chē)把導(dǎo)管擺放在固定的位置。2）下降導(dǎo)管以前，導(dǎo)管接頭需要在地面上操作，同時(shí)還需要對(duì)其進(jìn)行水壓測(cè)試。測(cè)試水壓的水力需要達(dá)到0.7 MPa。在下放導(dǎo)管過(guò)程中，確保良好的密封性，接著將測(cè)試結(jié)果交由監(jiān)管隊(duì)伍。開(kāi)工以前需要保證混凝土流程前，真正清理管道的內(nèi)外部。3）將導(dǎo)管擺放至固定位置后，需要再次清洗這個(gè)孔，確保工程樁孔底沉渣厚度小于5 cm，圍護(hù)樁孔底沉渣厚度小于15 cm，同時(shí)在立柱樁孔底沉渣厚度低于5 cm。該孔徹底清理之后，使用泥漿測(cè)試儀對(duì)指數(shù)進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)讓監(jiān)理嚴(yán)格檢查并確定。4）到施工場(chǎng)地使用鋼尺測(cè)量繩的具體長(zhǎng)度，這樣能夠準(zhǔn)確對(duì)孔中積累物的厚度進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)測(cè)量孔底部的積累物時(shí)，需要符合設(shè)計(jì)圖紙的要求。

2.1.7 水下混凝土灌注

水下混凝土灌注需要注意以下6 點(diǎn)：1）完成兩次清洗工作以后，檢驗(yàn)滿足要求之后，灌注混凝土的時(shí)間需要控制在1 h 以?xún)?nèi)。2）混凝土灌注過(guò)程中，需要對(duì)商用混凝土的坍落度進(jìn)行測(cè)量，坍落度需要大于18 cm，不得超過(guò)22 cm。3）開(kāi)始灌注混凝土?xí)r，導(dǎo)管底部與孔底之間的距離約50 cm。4）混凝土灌注時(shí)，需要使灌注樁的質(zhì)量得到有效保障，灌注的量需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)量，同時(shí)加強(qiáng)控制。5）混凝土灌注后期，需要科學(xué)合理地控制灌注的速度。6）為了避免出現(xiàn)安全事故，灌注完成之后，需要及時(shí)在樁的空頭區(qū)域填實(shí)道渣。

2.2 管井施工

該工程基坑當(dāng)中設(shè)計(jì)了573 口降井，降水井縱橫向間距為16 m，順著基坑周?chē)O(shè)計(jì)了87 口觀測(cè)井，井深大約為20 m。完成降水管施工之后，需要第一時(shí)間抽水預(yù)降水，在土方開(kāi)挖之前將水位下降至基底以下1 m，方便土方開(kāi)發(fā)工作順利進(jìn)行。

2.2.1 管井工藝流程

管井工藝施工過(guò)程中需要經(jīng)歷的流程如圖2 所示。

2.2.2 管井施工技術(shù)措施

定位井孔：結(jié)合參考點(diǎn)與施工圖，讓勘測(cè)人員與建筑工作人員測(cè)量與釋放井位置，同時(shí)使用小木堆油漆進(jìn)行標(biāo)注。這個(gè)管井的位置需要質(zhì)檢員自我檢查，上報(bào)監(jiān)理員驗(yàn)收符合要求后方可打井。

鉆孔：利用旋轉(zhuǎn)井與正循環(huán)泥漿鉆成孔，加強(qiáng)對(duì)成孔時(shí)泥漿性能的管控。泥漿的比重需要高于1.15，泥漿黏度為（16 s～18 s 時(shí)，井孔處于垂直的狀態(tài)，同時(shí)深度還需要與設(shè)計(jì)要求相符合，孔徑保持上下一致。

換漿清孔：構(gòu)成孔以后，為了避免泥漿太厚對(duì)毛孔造成堵塞，對(duì)泵的抽水作用產(chǎn)生直接影響，需要安裝井管以前從根本上清理鉆孔，使用大泵量對(duì)泥漿進(jìn)行沖洗。

另外，換漿清孔之后需要馬上安裝油井管。放置井管以前，需要對(duì)過(guò)濾器的完好性進(jìn)行全面檢查。如果破壞電源線，需要包裝后放進(jìn)井孔。井管的底部是1 個(gè)厚度為6 mm 的密封鋼板，井管與管之間的關(guān)聯(lián)使用電焊進(jìn)行焊接。焊接需要符合相關(guān)規(guī)定，這樣可以使焊接效果得到有效保障，避免滲透大量沙子。另外，還需要保證井管放入中心。

在填充砂礫材料過(guò)程中，需要使用厚度為3 mm 左右的綠豆砂，保證填充量高于計(jì)算值的95%，使砂礫層的厚度得到有效保障，并且規(guī)定填充的含水層厚度需要超過(guò)3 m～5 m，接著使用黏土回填孔大于2 m。做完以上工作后，需要馬上清洗管井。管井洗好以后，還需要將空口板設(shè)置在井口，避免雜質(zhì)落入管井中。管井施工期間，需要根據(jù)規(guī)定進(jìn)行詳細(xì)記錄。

2.2.3 降排水施工

將基坑周?chē)? m 以?xún)?nèi)的地面進(jìn)行硬化處理，同時(shí)設(shè)計(jì)排水溝和集水井，磚水泥砂漿主要擦拭表面，避免出現(xiàn)滲水的情況。當(dāng)土方開(kāi)挖工作做好后，接著開(kāi)挖排水溝與搜集井，然后排入坑溝。沉淀符合要求之后，將其排放至下水道。如果沉渣不符合要求，就需要使用泥卡車(chē)運(yùn)輸?shù)酱鎯?chǔ)場(chǎng)地。基坑土方施工期間，需要在基坑順著基坑排水溝進(jìn)行深挖。排水溝與基坑邊緣的距離需要大于0.5 m，同時(shí)間隔20.0 m 需要設(shè)置1 個(gè)搜集水坑。

2.3 土釘墻施工

2.3.1 施工流程

土釘墻施工主要經(jīng)過(guò)土方及刷坡、土釘施工、土釘安放、注漿及原料和材料配比要求等，如圖3 所示。

2.3.2 土方及刷坡

土方開(kāi)挖時(shí)需要將其劃分為支護(hù)一層與開(kāi)挖一層，坡邊保留5 mm 的邊緣讓人工進(jìn)行清理。

2.3.3 土釘施工

土釘施工以前，按照支護(hù)設(shè)計(jì)的要求，使用鋼尺確定孔位，然后進(jìn)行標(biāo)注。

2.3.4 土釘安放

鉆孔位置的允許偏差值約為10 cm，孔深允許偏差值為5 cm 左右，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，將15°傾角作為孔。詳細(xì)記錄每個(gè)孔的工作情況，如果出現(xiàn)不同現(xiàn)象，需要快速報(bào)告給負(fù)責(zé)人進(jìn)行處理。通過(guò)驗(yàn)收符合要求后，就能夠在孔內(nèi)注漿。

2.3.5 注漿

通常情況下，Pc32.5 MPa 普硅水泥凈漿是注漿經(jīng)常使用的材料，灌漿過(guò)程中，需要使用封孔器將鋼管口封緊，當(dāng)灌入漿液之后，漿液會(huì)溢出鋼管外壁，這樣就是做好1個(gè)孔的注漿。初步凝固以前還需要進(jìn)行再次補(bǔ)漿。

2.3.6 原材料及材料配比要求

原材料及材料配比要求：1）工程施工過(guò)程中使用的鋼材需要出具出廠證明，同時(shí)抽樣檢查符合要求后即可使用。2）水泥使用型號(hào)為Pc32.5 MPa 普通硅酸鹽水泥，必須具備出廠合格證，同時(shí)根據(jù)相關(guān)要求進(jìn)行取樣，然后檢測(cè)其安定性與強(qiáng)度，復(fù)試合格后即可使用。3）砂紙質(zhì)量需要與規(guī)定要求相吻合。4）灌漿水泥砂漿水與灰的比例約為0.4，實(shí)際比例根據(jù)施工具體狀況進(jìn)行調(diào)配。

2.4 支護(hù)的效果與體會(huì)

當(dāng)前，該工程的主體結(jié)構(gòu)基本完成，在土方開(kāi)挖施工期間，保證了基坑的安全性與穩(wěn)定性。首先，采用多樣化的支護(hù)結(jié)構(gòu)方式，不僅可以滿足場(chǎng)地復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境與條件，而且還可以減少施工成本。與原設(shè)計(jì)的地下連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)相比，降低了造價(jià)，同時(shí)使施工進(jìn)度加快。其次，在擋土結(jié)構(gòu)中運(yùn)用排樁，其剛度在大直徑混凝土灌注樁和鋼板樁之間，需要深入探究排樁擋土結(jié)構(gòu)的受力機(jī)理與計(jì)算模型。最后，該工程基坑周?chē)h(huán)境存在較大差異，在施工過(guò)程中應(yīng)用了多種支護(hù)技術(shù)，達(dá)到理想的加固效果，具有較高的經(jīng)濟(jì)性。

3 結(jié)論

目前，深基坑支護(hù)施工技術(shù)在建筑工程施工中依然是一種經(jīng)常使用的技術(shù)，然而受到操作不合理、條件不科學(xué)等因素造成的不良影響，不能使深基坑支護(hù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)理想的運(yùn)用效果。在今后的施工過(guò)程中，管理人員可以高度重視深基坑支護(hù)技術(shù)，加大對(duì)現(xiàn)場(chǎng)材料與人員管理的力度，確定這個(gè)技術(shù)的使用要點(diǎn)，明確恰當(dāng)?shù)氖┕し桨福罱K可以在建筑施工中充分發(fā)揮深基坑支護(hù)技術(shù)的價(jià)值。