星湖城市廣場二期商務樓項目深基坑圍護結構施工關鍵技術

李海鋒

（南通建工集團股份有限公司,江蘇 南通 226006）

1 工程概況

星湖城市廣場二期商務樓深基坑圍護結構工程,項目總建筑面積約45959.74m2,其中地下建筑面積為4662m2,地上建筑面積為41297.74m2,包括18 層的酒店塔樓,其建筑結構高度為71.750m,地上24 層為商業性塔樓,其建筑結構高度為88.150m,建筑結構形式為框架剪力墻結構,基礎結構形式為樁筏板基礎,無上部主體部分地下室筏板厚度除注明外均為600mm,商業性塔樓下部基礎設計筏板厚度為1200mm,其他部分結構筏板厚度為1000mm,工程共布172 根抗拔工程樁,采用500*500 混凝土管樁,383 根抗壓工程樁,采用600*600混凝土管樁。基坑總周長約為275m,底板結構頂標高有-5.500m、-6.800m、-7.100m,開挖深度有6.10 米-7.30米（底板厚有1200mm,1000mm、600mm）,靠近基坑邊有5 個積水坑,維護均采用密插型鋼進行加強,塔吊基礎放在基坑中間,不影響支護,西側支護由于受到老樁承臺影響,局部采用鋼板樁加型鋼支護（具體位置詳附圖）,南側由于一期地庫止水帷幕影響,局部SMW 工法需采用高壓旋噴樁,在南側連通口位置采用放坡+掛網噴漿支護,開挖時,按照設計及規范要求進行放坡。

2 SMW 工法樁施工

項目設計基坑圍護結構設計方案采用“三軸水泥土攪拌樁”,其中三軸攪拌樁的直徑采用850mm 樁體,施工過程中,設計型鋼的布置形式采用“隔一插一”的施工技術方案,設計采用國標H700×300,型號Φ850 的工法樁,根據規范要求,樁體施工技術參數均要滿足規定的技術指標,主要包括所用水泥的摻入量、混凝土攪拌的均勻性以及施工連續性等相關要求[1]。SMW 工法樁設計采用DH608 的三軸攪拌樁機進行施工,成樁工藝采用拌漿系統和輸漿系統充分成樁,其中H 型鋼設計方案利用“液壓振動錘”沉樁技術[2],見圖1。

圖1 SMW 工法樁施工工藝流程圖

2.1 場地回填平整

項目施工沉樁過程,三軸攪拌機進場前,首先對施工現場進行場地的平整工序。確保施工場地滿足相關施工場地承載力要求,對施工場地障礙物進行充分清理,強化場地路基承載效果,滿足施工機械后續進場作業環境良好[2]。

2.2 測量放線

按照項目設計坐標基準點具體布置,做好現場平面及高程測設工作,對測設好的各點進行有效標識,測設過程中加強現場管理,對測設點做好保護,測設無誤后驗收合格,并做好相關工序的驗收記錄[2]。

2.3 開挖溝槽

基坑圍護施工中采用的三軸攪拌樁需進行各點測設指標復核,現場使用1m3挖土機進行溝槽的開挖施工,溝槽開挖寬度為1200mm,開挖的深度為1500mm,并對地下相關障礙物進行合理清理,對溝槽開挖過程中闡述的各類余土進行合理布置,及時運出施工現場,確保后續三軸水泥土攪拌施工有利環境[3]。

2.4 型鋼放置

型鋼安放采用日立470 液壓振動錘進行安放。

2.5 三軸攪拌樁孔位定位

三軸攪拌樁三軸中心間距φ850 的為1200mm,根據這個尺寸在平行H 型鋼表面用紅漆劃線定位。

2.6 SMW 工法成樁施工順序

工程設計SMW 工法攪拌成樁技術方案采用“跳槽式雙孔全套復攪式”和“單側擠壓式”兩種成樁施工方法,具體技術方案詳見圖2 至圖4,圖中陰影部分采用“重復套鉆”工藝,加強施工,確保圍護結構施工的連續性以及圍護結構接頭良好性,有效實現圍護結構“擋土+止水”雙重作用效果[3]。

2.6.1 跳槽式雙孔全套復攪式連接：一般情況下均采用圖2 連接方式進行施工（如圖2 所示）。

圖2 跳槽式雙孔全套復攪式連接

2.6.2 單側擠壓式連接方式：該技術方案主要針對圍護結構施工中墻轉角處,采用圖3 的單側擠壓式連接方式（如圖3 所示）。

圖3 單側擠壓式連接方式

2.6.3 對于南側轉角處,屬于復雜工況,為確保圍護結構施工中的工法樁成樁效果,采用圖4 技術方案。

圖4 轉角處連接方式

3 拉森鋼板樁施工

本工程局部SMW 工法樁由于受到以前老樁影響,無法施工,局部位置采用拉森鋼板樁+型鋼支護,鋼板樁型號為600x210x18,型鋼為國標 HN700*300*13*24,深度15m；為保證支護的防水效果,在鋼板樁支護外面設置一口井,隨時觀察水位高低,根據現場情況及時進行降水。

3.1 全線采Ⅵ型（600*210*18）,設計采用“長密扣拉森鋼板樁”（圖5）,長度為15m。拉森鋼板樁設計采用“履帶式”挖土機現場連續施工,施工過程中,采用多過程對成樁位置偏差進行校核,確保成樁平面位置關系準確[4]。

圖5 局部調整為拉森鋼板樁

3.2 打樁施工前,應按照技術要求對鋼板樁進行逐根檢查,對出現連接鎖口發生銹蝕以及出現嚴重變形的樁體,不得使用,需進行修補合格后使用[4]。

3.3 打樁前,在鋼板樁的鎖口內涂油脂,以方便打入拔出。

3.4 樁體插打過程中,實時監測各個樁體沉樁的質量要求,其斜度不應超過規范要求值的1%,對施打出現問題的樁體,及時進行工藝上的調整,或拔起重打。

3.5 技術方案中的鋼板樁施打設計,采用“屏風式”打入法。考慮到屏風式打入法施工,其施工精度高,施工過程中不易出現偏斜、斷裂等質量通病。施工過程中,首先將10-20 根鋼板樁按照技術方案成排插入至導架中,成排樁體呈屏風狀,確保無誤后即可施打。施打過程中嚴格控制各個樁體的垂直度（如表1 所示）。

表1 質量控制標準

3.6 技術方案要求,密扣且保證入土深度不應小于2m,要能夠確保鋼板樁在施打后能夠有效合攏。尤其是對于工作井的四個角處,采用轉角鋼板樁進行四周設計固定,也可采用舊輪胎等輔助性措施進行密封[5]。

3.7 樁體施打完畢后,要對施打后的樁體進行閉水性檢查工作,嚴格檢查漏水質量問題,采用焊接修補工藝,并定期派專人對樁體進行檢查[5]。

3.8 內支撐的架設

拉森鋼板樁支護結構體系需要嚴格按照受力特點進行驗算,采用一道內支撐方式。

4 高壓旋噴樁施工

本工程南側局部SMW 工法樁由于受到一期基坑止水帷幕影響,SMW 工法樁不能貫通施工,在一期止水帷幕截斷本工程工法樁的位置采用高壓旋噴樁支護,型號為650 三重管高壓旋噴樁,施工措施如下：

4.1 旋噴樁施工技術要求

4.1.1 旋噴樁采用三重管工藝,設計樁徑650mm。

4.1.2 旋噴樁水泥摻量450kg/m3,設計水灰比取1.0,施工噴漿的壓力取2.0Mpa,過程噴漿量為120L/min,設計氣壓采用0.7Mpa,設計風量采用10m3/min,設計水壓采用30Mpa,設計水流量采用80-120L/min,過程提升速度嚴格控制10cm/min[5]。

4.1.3 旋噴樁垂直度偏差不應大于1/150。

4.2 施工步驟

4.2.1 測量放線

嚴格按照設計圖紙對施工現場進行測量放樣,采用“紅油漆”標記出各個旋噴樁施工過程中的具體樁位,對測量孔口處的地面標高準確把控,及時作好相關原始記錄,并加強保護[6]。

4.2.2 就位對中

樁體位置關系測設完畢,按照設計路線旋噴樁機進場,按照施工方案樁機就位、對中,其中樁機對中誤差最大不超過20mm,其垂直度偏差最大不超過0.5L%(L 為樁長)[6]。

4.2.3 鉆孔

鉆孔工序采用GD-2 型鉆機施工,考慮到施工平面及樁體垂直度問題,鉆進施工過程中全過程觀察樁機工作性能,對成孔的垂直度偏差最大控制在0.5%內。

4.2.4 下噴射管

將高噴臺車移至孔口,先進行地面試噴以調整噴射壓力。為防止水嘴和氣嘴堵塞,按照技術方案,下管前采用專用膠布進行包扎,下噴射管要達到噴射的設計深度。

4.2.5 制漿

按技術方案合理制備漿體,并確保漿體比重準確。施工過程中的高噴灌漿水泥采用PO42.5 級的普通硅酸鹽水泥。按照地質勘察資料,有效采用回漿與水泥進行混合制備漿體,并按照技術方案設計要求調整好漿體比重,滿足規范要求[6],水泥摻量450kg/m3。

4.2.6 噴射提升

噴射施工過程中,首先將噴射管下放到技術方案規定的設計深度,然后將水、氣、漿進行送入管內。待漿體冒出,即可按照方案設計調整提升速度和旋轉速度,由下至上的進行漿體噴射、旋轉與提升工序,直至達到設計的終噴高度即可停止操作[6],并及時提升噴射管。

4.2.7 沖洗

噴射結束后,應及時將管道沖洗干凈,以防堵塞。

4.3 旋噴樁施工技術要點

4.3.1 設備安裝平穩對正,開孔前須嚴格檢查樁位和開孔角度。

4.3.2 保持引孔泥漿性能,孔壁完整,不坍孔,確保高噴管順利下至孔底。

4.3.3 高噴管下井前需在井口試驗檢查,防止噴嘴堵塞。高噴管下至距孔底0.5m 時,應先啟支漿泵送漿,同時旋轉下放,下至于孔底(開噴深度)后,再啟動高壓泵和空壓機,各項參數正常后方可提升。

4.3.4 施工所用漿體的配制需嚴格按照設計配比,過程性檢查漿體的比重,及時調整,并對過程檢查做好相應記錄。

4.3.5 高噴操作過程中,實時觀察水、氣、漿壓力和流量符合設計方案相關指標要求,對出現的各類異常,應立即停止操作,檢查問題原因,給出相應處理方案[6]。

4.3.6 在分節進行拆卸高噴管過程中,操作速度要靈敏,有效控制好停機的時間。若由于組織問題出現停機狀態時,要及時將高噴管提升至超過原高噴深度約0.1m-0.5m 位置,重新打開機械操作,以避免出現回結體新層現象。

4.3.7 對持地層部分,提升速度應適當降低,高噴參數孔段采用復噴工藝。

4.3.8 特殊情況,可采用兩序工藝(間隔一個)以便防止出現串孔現象。

4.3.9 操作過程中,要保持孔內漿體量符合要求,連續操作過程可采用冒漿回灌工藝。為保障施工回結體的強度要求,對冒漿不得回收再利用[6]。

5 冠梁施工

SMW 工法樁完成后,待符合強度、降水達到要求后,經行第一層土方開挖,開挖深度至冠梁底標高,經行冠梁的施工。

5.1 冠梁鋼筋施工

冠梁鋼筋采用半成品鋼筋籠,由工廠制作成型后運至現場安裝,現場安裝的尺寸及主筋位置關系等準確無誤,受力主筋連接采用直螺紋套筒方式進行連接,冠梁鋼筋綁扎應牢固,主筋與箍筋之間綁扎牢固,冠梁主筋各段之間加強錨固,嚴格按照施工技術方案執行。

5.2 冠梁模板施工

冠梁模板施工嚴格按照施工技術方案實施,保障工序操作準確,冠梁模板搭設位置準確,其側模采用長條木板加釘豎向木檔加固,外部合理采用穿墻螺桿加鋼管支撐進行加固。

5.3 冠梁混凝土施工

本工程冠梁混凝土施工采用商品混凝土澆筑,設計采用分段澆筑方式,采用排式布點方式,其布點的設計間距不得超過振搗棒有效振搗半徑的1.5 倍[6]。施工過程中,振搗操作對各點的振搗時間嚴格把控,確保振搗密實。冠梁混凝土澆筑工藝嚴格按照施工技術方案,采用C35 細石混凝土,冠梁混凝土澆筑不留有施工縫,混凝土澆筑完畢,應加強振搗與養護工作,養護時間不低于14d,并按規范要求留置試塊。

6 結論

文章以星湖城市廣場二期商務樓項目為例,結合工程實踐,重點介紹了深基坑圍護結構施工關鍵技術,技術內容包括SMW 工法樁施工、拉森鋼板樁施工、高壓旋噴樁施工及冠梁施工等核心方案,基坑圍護方案采用三軸水泥土攪拌樁,局部SMW 工法樁由于受到以前老樁影響,導致無法施工,局部位置采用“拉森鋼板樁+型鋼支護”,局部SMW 工法樁由于受到一期基坑止水帷幕影響,采用高壓旋噴樁支護,技術方案經專家論證,可行有效,以供行業參考借鑒,對加強我國建筑業安全施工具有重要意義。