淺析建設(shè)工程中地下基坑支護及降水工程

摘要：在工程建設(shè)過程中往往伴隨基坑工程，在基坑處理工程中主要工作為基坑支護和降水，本文以安徽亳州市譙城區(qū)三巽·和悅府小區(qū)建設(shè)過程中基坑支護與降水為例進(jìn)行針對性分析，希望為此類工程提供參考。

關(guān)鍵詞：建設(shè)工程；基坑支護；降水

1.工程概況及建設(shè)條件

1.1工程概況

擬建場地位于安徽省亳州市譙城區(qū)木蘭路與三曹路交匯處西南部，藥都大道北部。項目名稱為三巽·和悅府小區(qū)，包括1層地下車庫、5棟高層主樓，主樓均位于地下室范圍內(nèi)。±0.00=37.650m，場地自然地面整平標(biāo)高為36.50m，地下車庫基坑支護有效深度為4.35m，主樓基坑支護有效深度為4.65mm～5.25mm。地庫地下室外墻線外擴1.5m為坡腳線，主樓基礎(chǔ)外邊線外擴0.5m為坡腳線，坡腳線長度約512m。基坑北側(cè)為木蘭路，距離地下室外墻線為7.4m；基坑?xùn)|側(cè)為規(guī)劃的臨時施工道路及項目部位置，距離地下室外墻線為3.5m～4.5m；基坑南側(cè)為居民樓，位于紅線外。2F～5F，磚混，天然地基，埋深1m～1.5m，距離地下室外墻線為13.5m～19.7m；基坑西側(cè)為居民樓，位于紅線外。2F～5F，磚混，天然地基，埋深1m～1.5m，距離地下室外墻線為7.1m～12m。

1.2工程地質(zhì)條件

擬建場地在50m深度范圍內(nèi)，主要由粘性土、粉土、砂性土組成，屬第四紀(jì)松散沉積物，按其土性不同和物理力學(xué)性質(zhì)上的差異可分6個工程地質(zhì)層。其中①②③層土為第四系全新世沉積物，④⑤⑥層土為新近系上更新世沉積物。現(xiàn)將其主要特征分述如下：①層素填土：素填土：黃褐色，松散，主要為粉土、粉質(zhì)粘土構(gòu)成，含少量磚塊等建筑垃圾。該層層厚0.6m～ 2.8m，層底標(biāo)高36.46m～34.18m。②層粉質(zhì)粘土：褐黃色，可塑狀，局部偏軟，切面有光澤，手感細(xì)膩，可見云母碎片，干強度中等，韌性中等，搖振反應(yīng)無。夾少量鈣質(zhì)結(jié)核。夾多層薄層稍密—中密狀粉土。層厚0.5m～1.4m，層底標(biāo)高35.36m～ 34.34m。SPT試驗N=4擊～7擊，平均擊數(shù)為5.7擊；單橋靜探Ps算術(shù)平均值=1.77MPa。③層粉質(zhì)粘土：灰黃色—黃褐色，可塑狀，切面有光澤，手感細(xì)膩，可見云母碎片，含少量鈣質(zhì)結(jié)核，干強度中等，韌性中等，搖振反應(yīng)無。局部夾薄層粉土。層厚2.5m～5.3m，層底標(biāo)高32.26m～29.62m。SPT試驗N=5擊～11擊，平均擊數(shù)為7擊；單橋靜探Ps算術(shù)平均值=1.81MPa。④層粉砂：黃褐色，飽和，中密—密實狀，>0.075mm顆粒約占65%左右，主要由石英、長石等礦物組成，分選、磨圓較好。局部夾有粉土薄層。揭露層厚8.7m～21.4m。⑤層粉質(zhì)粘土：黃褐色，可塑偏硬，切面有光澤，手感細(xì)膩，可見云母碎片，干強度中等，韌性中等，搖振反應(yīng)無。含少量鈣質(zhì)結(jié)核。局部夾薄層粉土。揭露厚度2.9m～4.9m。⑥層粉質(zhì)粘土與粉土互層：粉質(zhì)粘土黃褐色—棕黃色，硬塑狀，切面有光澤，手感細(xì)膩，干強度中等，韌性中等，搖振反應(yīng)無。含大量鈣質(zhì)結(jié)核。粉土黃褐色，飽和，中密—密實狀，切面粗糙，手捻砂感較強，干強度低，韌性低，搖振反應(yīng)中等。局部夾薄層粉砂。厚度>14.3m。

2.基坑支護簡介

本支護工程為臨時性工程，基坑支護有效深度為4.35m～ 5.4m，基坑側(cè)壁安全等級為二級，基坑側(cè)壁重要性安全系數(shù)1。基坑安全使用周期為12個月。基坑支護設(shè)計主要目的為確保基坑邊坡安全穩(wěn)定，確保周邊已有建筑物的安全，確保基坑內(nèi)施工人員安全，為基礎(chǔ)施工提供良好的操作空間。

2.1基坑支護方案

綜合分析本工程特征，本基坑支護及降水為控制變形設(shè)計為主，減小對周邊環(huán)境的影響。經(jīng)多方案經(jīng)濟、技術(shù)比較，基坑采用支護形式為：

2.1.1基坑北側(cè)、南側(cè)有放坡場地采用1∶0.8放坡+構(gòu)造噴錨支護（圖1）。

2.1.2基坑?xùn)|側(cè)及西側(cè)存在空間不足的或有居民建筑物的采用土釘墻或懸臂樁支護（圖2）。

2.1.3基坑內(nèi)主要采用無砂管井降水，集水明排抽排水，輕型井點輔助降水。具體剖面圖如下：（1）1-1剖面為放坡+構(gòu)造噴錨。基坑深度約4.35m～5.2m，一級放坡，坡比為1∶0.8，共3排插筋，長度1m，水平間距1.5m；掛φ1.5@100×100鋼筋網(wǎng)片，噴50mm厚C20細(xì)石砼，坡頂翻坡1.2m。（2）2-2剖面為土釘墻。基坑深度約4.35m，坡比為1∶0.4，共2排土釘，長度分別為4.5m、4.5m，采用直徑18的三級鋼，水平間距1.5m，掛φ6.5@200×200鋼筋網(wǎng)片，噴80mm厚C20細(xì)石砼。（3）3-3剖面為土釘墻。基坑深度約5.4m，坡比為1∶0.4，共3排土釘，長度分別為4.5m、4.5m、4.5m，采用直徑18的三級鋼，水平間距1.5m，掛φ6.5@200×200鋼筋網(wǎng)片，噴80mm厚C20細(xì)石砼。（4）4-4剖面為懸臂樁支護。基坑深度約4.35m，直徑600的鉆孔樁，樁長9m，冠梁尺寸為600×500。掛φ6.5@200×200鋼筋網(wǎng)片，噴80mm厚C20細(xì)石砼。

2.2基坑施工工藝

施工準(zhǔn)備、測量放線→坡頂排水溝及集水井→支護樁施工→降水井施工及抽水→第一層土方開挖→第一道土釘及坡面噴錨施工→第二層土方開挖→第二道土釘及坡面噴錨施工→第三層土方開挖→第三道土釘及坡面噴錨施工→第四層土方開挖→第四層坡面噴錨施工→坡底排水溝及集水井施工，交叉流水作業(yè)安排。

3.基坑支護施工工藝技術(shù)

3.1鉆孔樁施工

3.1.1技術(shù)參數(shù)及流程

鉆孔樁直徑為600mm，樁中心間距為1.1m，樁長為8.5m；支護樁主筋為10根18的三級鋼，箍筋為直徑8的一級鋼，間距140mm；加強筋為直徑14的三級鋼，間距2m；采用C25商砼澆筑。

施工工藝流程為鉆孔機就位→鉆孔→檢查成孔質(zhì)量→孔底清理→放鋼筋籠→放混凝土導(dǎo)管→澆灌混凝土→拔出導(dǎo)管→移鉆機至下一樁位。

3.1.2主要施工方法及技術(shù)措施

鉆孔機就位→鉆孔→檢查成孔質(zhì)量→孔底土清理→吊放鋼筋籠→放混凝土導(dǎo)管→澆灌混凝土→拔出導(dǎo)管。

3.1.3施工應(yīng)注意的質(zhì)量問題

（1）孔徑控制：開始鉆孔或穿過軟硬互層交界時，應(yīng)緩慢進(jìn)尺，保證鉆具垂直，鉆進(jìn)遇有含石塊較多的土層或含水量較大的軟塑粘土層時，必須防止鉆桿晃動引起孔徑擴大，致使孔壁附著擾動土和孔底增加回落土。鉆進(jìn)不穩(wěn)定地層時，應(yīng)采用低速鉆進(jìn)，提鉆前上下活動鉆具，擠實孔壁，必要時可投入黏土泥球，保護井壁。（2）孔底虛土過多：鉆孔完畢，應(yīng)及時蓋好孔口，并防止在蓋板上過車和行走。操作中應(yīng)及時清理虛土。提鉆、下籠時注意保護孔壁，必要時可二次投鉆清理虛土。（3）塌孔：注意土質(zhì)變化，遇有砂卵石或流塑淤泥、上層滯水層滲漏等情況，應(yīng)立即采取措施，選擇合理的降、止水措施。成孔后及時澆筑混凝土。（4）樁身混凝土質(zhì)量差：有縮徑、空洞、夾土等，要嚴(yán)格按操作工藝邊澆筑混凝土邊振搗的規(guī)定執(zhí)行。嚴(yán)禁把土和雜物混入混凝土中一起灌入孔中。（5）鋼筋籠變形：鋼筋籠在堆放、運輸、起吊、入孔等過程中，未嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)定。必須加強對操作工人的技術(shù)交底，嚴(yán)格執(zhí)行保證質(zhì)量的措施。（6）當(dāng)出現(xiàn)鉆桿跳動、機架晃搖、鉆不進(jìn)尺等異常現(xiàn)象，應(yīng)立即停車檢查。（7）混凝土灌到樁頂時，應(yīng)隨時測量頂部標(biāo)高，以免過多截樁。（8）鉆進(jìn)入砂層遇到地下水時，鉆深應(yīng)不超過初見水位，以防塌孔。（9）冬期當(dāng)溫度低于0℃以下澆灌混凝土?xí)r，應(yīng)采取加熱保溫措施。澆灌時，混凝土的溫度按冬施方案規(guī)定執(zhí)行。（10）雨季嚴(yán)格堅持隨鉆隨打混凝土的規(guī)定，以防遇雨成孔后灌水造成塌孔。雨天不能進(jìn)行鉆孔施工。現(xiàn)場必須有排水措施。

3.2冠梁施工

3.2.1技術(shù)參數(shù)及流程

冠梁規(guī)格尺寸采用為600mm×500mm，C25混凝土澆筑。冠梁兩側(cè)配筋為3根18的三級鋼，上下側(cè)配筋為2根18的三級鋼，箍筋為規(guī)格8的一級鋼，間距200mm。

冠梁放線→第一次土方開挖至標(biāo)高35.9m→支護樁破除樁頭并鑿平→鋼筋綁扎安裝→模板安裝→混凝土澆筑→模板拆除→下一段施工。

3.2.2主要施工方法及技術(shù)措施

冠梁開挖及樁頭破除→鋼筋綁扎安裝→模板安裝→混凝土澆筑→模板拆除。

3.3土釘墻及構(gòu)造噴錨施工

3.3.1技術(shù)參數(shù)

（1）土釘錨桿施工須采用專業(yè)鉆機，不塌孔時采用螺旋干鉆機，塌孔時采用跟管鉆進(jìn)工藝。土釘孔徑為100mm，∠15°。（2）土釘墻施工偏差應(yīng)符合下列要求：①土釘位置的允許偏差不大于100mm，②土釘傾角的允許偏差不大于3°，③土釘桿體長度不應(yīng)小于設(shè)計長度，④鋼筋網(wǎng)片間距的允許偏差不大于±30mm。（3）土釘桿體采用1根18的HRB400鋼筋，釘桿每隔1.5m用直徑6.5圓鋼焊接一組對中定位支架。土釘水平間距1.5m。（4）注漿材料采用水泥凈漿，采用普通硅酸鹽水泥，水泥漿水灰比為0.5∶0.55，注漿壓力0.2MPa～0.4MPa。（5）采用二次壓力注漿法。（6）樁面、土釘墻坡面噴射砼厚度為80mm，構(gòu)造噴錨坡頂和坡面層噴射砼厚度為50mm，強度等級C20。（7）鋼筋網(wǎng)規(guī)格為直徑6.5@ 200×200，鋼板網(wǎng)規(guī)格為直徑1.5@100×100。砼保護層厚25mm。相鄰施工段搭接長度為300mm。采用1根14螺紋鋼作為縱橫向加強筋，橫向間距為1.5m。（8）細(xì)骨料宜選用中粗砂，含泥量應(yīng)< 3%；粗骨料宜選用粒徑不大于20mm的級配礫石；水泥與砂石的重量比宜取1∶4～1∶4.5，砂率宜取45%～55%，水灰比宜取0.4～0.45。（9）使用速凝劑等外摻劑時，應(yīng)做外加劑與水泥的相容性試驗及水泥凈漿凝結(jié)試驗，并應(yīng)通過試驗確定外摻劑摻量及摻入方法。（10）噴射作業(yè)應(yīng)分段依次進(jìn)行，同一分段內(nèi)噴射順序應(yīng)自下而上均勻噴射，一次噴射厚度宜為30mm～40mm，分2次噴射完成。（11）噴射混凝土?xí)r，噴頭與土釘墻墻面應(yīng)保持垂直，其距離宜為0.6m～1.0m。（12）噴射砼終凝后2h內(nèi)應(yīng)根據(jù)氣候條件及時進(jìn)行噴水養(yǎng)護，連續(xù)養(yǎng)護5天～7天。

3.3.2主要施工方法及技術(shù)措施

測量放樣→土方開挖及修坡面→土釘制作→成孔→注漿→掛網(wǎng)→噴射砼面層→安裝泄水管。

4.降水工程施工工藝技術(shù)

4.1排水溝及集水井施工

4.1.1坡底排水溝：尺寸300mm×300mm，坡底排水溝距離坡底線0.3m，采用C20細(xì)石砼噴錨形式，噴錨厚度60mm，排水溝坡率為3‰。

4.1.2集水井：尺寸600mm×800mm，采用C20細(xì)石砼噴錨形式。噴錨厚度60mm。

坡頂、坡面及坡腳噴射細(xì)石混凝土以防止雨水沖刷坡面，雨水順坡面流入坡底排水溝內(nèi)，水匯入集水井，用水泵將集水井的水抽至基坑三級沉淀池里，經(jīng)沉淀后，排入雨水管道里。

4.2降水井施工技術(shù)參數(shù)

4.2.1基坑內(nèi)共布設(shè)47口降水井，井深度為14m～16m。

4.2.2為了降低抽水對周邊建筑物的影響，基坑西側(cè)及南側(cè)設(shè)置地下水觀測兼回灌備用井，設(shè)計13口井，井深設(shè)計為4m。

4.2.3降水井及觀測井采用無砂砼管井，成孔直徑為60m，無砂管外徑380mm，內(nèi)徑320mm，管外包一層80目濾網(wǎng)布，濾料采用中粗砂石，上部1m用粘土封口。

4.2.4若集水坑、電梯井等較深處管井降水效果不到位，輔以真空輕型井點降水。

4.2.5地下水位降至基底以下0.5m，控制降水，按需降水，嚴(yán)禁過度降水。

4.2.6抽水運行：抽水運行在第一層土方開挖前15天～20天進(jìn)行預(yù)抽水。嚴(yán)格按照控制降水、按需降水模式進(jìn)行。

4.3降水井主要施工方法及技術(shù)措施

成孔施工機械設(shè)備采用正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)泥漿護壁的成孔工藝及下井壁管、濾水管，圍填填濾料、粘性土等成井工藝。

4.3.1測放井位：根據(jù)井位平面布置圖測放井位，當(dāng)布設(shè)的井點受地面障礙物或施工條件的影響時，現(xiàn)場可作適當(dāng)調(diào)整，但調(diào)整范圍一般不大于1m。

4.3.2埋設(shè)護口管：護口管底口應(yīng)插入原狀土層中，管外應(yīng)用粘性土填實封嚴(yán)，防止施工時管外返漿，護口管上部應(yīng)高出地面0.1m～0.3m。

4.3.3安裝鉆機：機臺應(yīng)安裝穩(wěn)固水平，大鉤對準(zhǔn)孔中心，大鉤、轉(zhuǎn)盤與孔中心三點成一垂線。

4.3.4鉆進(jìn)成孔：降水井開孔孔徑直徑為600mm，一徑到底。井徑誤差為±20mm，降水井垂直度誤差≤1%。做好鉆探施工描述記錄，鉆進(jìn)開孔時應(yīng)吊緊大鉤鋼絲繩，輕壓慢轉(zhuǎn)，鉆進(jìn)過程中要確保鉆機的水平，以保證鉆孔的垂直度，成孔施工采用孔內(nèi)自然造漿，鉆進(jìn)過程中泥漿密度控制在1.05～1.10，當(dāng)提升鉆具或停工時，孔內(nèi)必須壓滿泥漿，以防止孔壁坍塌。

4.3.5清孔換漿：下井管前的清孔換漿工作是保證成井質(zhì)量的關(guān)鍵工序，為了保證孔壁不形成過厚的泥皮，當(dāng)鉆孔鉆至底板位置時即開始加清水調(diào)漿。

4.3.6下井管：井管進(jìn)場后，應(yīng)檢查過濾器的縫隙是否符合設(shè)計要求。下管前必須測量孔深，孔深符合設(shè)計要求后，開始下井管，下管時要保證濾水管能居中，井管連接要牢固、垂直，下到設(shè)計深度后，井口固定居中。

4.3.7填濾料：填濾料前應(yīng)用測繩測量井管內(nèi)外的深度，兩者的差值不應(yīng)超過沉淀管的長度。填濾料過程中應(yīng)隨填隨測濾料的高度。

4.3.8洗井：采用深水泵洗井，由地下潛水位開始分段洗，直至水清砂凈，達(dá)到上下含水層水串通。洗井過程中應(yīng)觀測水位及出水量變化情況。

4.3.9安裝抽水設(shè)備：成井施工結(jié)束后，下入潛水泵并連接水管，潛水泵置于井底以上1.0m～1.5m處。

4.3.10抽水：采用深水泵抽水，定期觀測真空泵的真空度和出水量，每個降水井安裝水表一只，每日觀測出水量。要提前20天進(jìn)行預(yù)抽水。

4.3.11標(biāo)識：為避免抽水設(shè)施被碰撞、碾壓受損，抽水設(shè)備須進(jìn)行標(biāo)識。

4.3.12排水：洗井及降水運行時排出的水，通過三級沉淀池排入場外市政管道中。

參考文獻(xiàn)：

[1]張龍飛，董斌，史雙雙，韓曉飛，等；朔州市區(qū)土層剪切波速與埋深的統(tǒng)計關(guān)系[J].華北地震科學(xué)， 2018，36（02）： 28-37.

[2]楊雷.淺談建筑工程施工的巖土體勘察需要注意的問題[J].山西建筑， 2005， 31（2）： 86-87.