軟土地區(qū)鄰近建筑深基坑工程施工方案與實踐

李廷樂（中鐵十四局集團有限公司，山東 濟南 250000）

在城市基礎(chǔ)設(shè)施中，基坑工程在應(yīng)用范圍越來越廣泛。對于地鐵、隧道等工程來說，基坑開挖技術(shù)是一項極為重要的技術(shù)，基坑施工前需充分做好各種勘察、設(shè)計、施工準(zhǔn)備工作[1]。根據(jù)基坑條件及基坑施工技術(shù)要求進行合理計算，確定采用何種施工技術(shù)方案及配套措施。建立合理、科學(xué)的基坑工程技術(shù)措施成為當(dāng)前必須要解決的問題，也是建設(shè)行業(yè)技術(shù)人員必須掌握和運用到實踐中的技術(shù)內(nèi)容。對于軟土地區(qū)鄰近建筑深基坑工程來說，由于工程所在地層條件較差，因此實際施工難度較大，為規(guī)范施工作業(yè)流程，下述將對此工程項目的施工方案展開研究。

1 工程實例

1.1 概況

該工程位于環(huán)灣快速路東側(cè)，距離膠州灣3km以內(nèi)。

本工程建筑位置南北向，建筑用地面積5396.54m2，建筑高度17m。地下2層，總建筑面積11654.57m2。基坑寬14m，深12.0m，基礎(chǔ)設(shè)計深度為8m。

基坑周邊已建成多棟建筑，既有建筑大多為高層建筑，本次深基坑工程施工中的重點保護對象為位于場地西側(cè)的“釘子戶”，基坑開挖邊距建筑物最近的位置為11.9m，而基坑邊緣與建筑物之間的最近距離為6.3m?！搬斪討簟钡姆课轂榇u混結(jié)構(gòu)，墻下有條形地基，外墻豎向裂縫和破損區(qū)域較多，傾斜度為0.28%，對沉降變形非常敏感。基坑周邊環(huán)境如圖1所示。

圖1 深基坑施工周邊環(huán)境

1.2 施工場地條件

根據(jù)地質(zhì)勘查報告，施工作業(yè)場地土層分布情況見表1。

表1 施工作業(yè)場地土層分布情況

綜合現(xiàn)場調(diào)研可知，場地地勢平坦，南北寬約1.5m，地表基本為沼澤化土地。場地四周被山體包圍，地形起伏較大。場地地勢低平，且坡度較小。場地附近多為溝渠，土壤結(jié)構(gòu)松散。

場地周邊有較多重要建筑物及大型市政工程建筑，周邊多處存在地下管線井及電纜井[2]。場地北側(cè)有兩條河流穿越而過，場地南側(cè)有一條大溝穿過場地內(nèi)。

2 軟土地區(qū)鄰近建筑深基坑工程施工方案

2.1 鋼管柱吊裝與安裝定位施工

由于上述工程建筑施工位于軟土地區(qū)內(nèi)，并且周圍存在多個鄰近建筑物，因此在對其進行深基坑工程施工時，需要先選擇合適的支撐結(jié)構(gòu)?；诙喾矫婵剂?，主要支承構(gòu)件選擇了鋼管柱[3]。在完成相關(guān)準(zhǔn)備工作后，采用25t 的起重機進行吊運。鋼管柱下放時，應(yīng)使其位置準(zhǔn)確無誤，緩慢地插入，直到單節(jié)的頂端。用夾具將鋼管柱固定，再重復(fù)進行單節(jié)的吊裝施工[4]。用螺栓固定，最后將鋼管柱的底座固定在定位裝置上，將鋼管柱的管端固定在定位裝置的圓環(huán)上，再準(zhǔn)確地定位立柱的上端。調(diào)整4 個法蘭柱的螺栓以定位鋼管柱的上端位置，用定位儀測量鋼管柱的平面位置、高程和垂直度，并對鋼管柱的上端進行定位。在鋼管柱安裝完畢后，為確保鋼管柱在澆筑時不發(fā)生變形，加固由上而下，以鋼管柱頭和2 個連接法蘭作為加固點，加強點是四對頂，加固時使用頂螺桿。在吊裝時還應(yīng)當(dāng)結(jié)合蓋挖逆作法進行吊裝，并采用高拋不振搗的方法進行施工。該技術(shù)的基本原理是利用混凝土在管道內(nèi)自由下落時產(chǎn)生的重力加速度沖擊能，無須振動即可將混凝土壓入，并在管柱和鉆孔樁護墻之間進行回填。在施工中，為保證鋼管柱的完備性和不會在施工中損壞，必須在鉆孔樁孔內(nèi)進行回填，并將砂粒從孔洞表面沿鉆孔樁的周圍向下均勻填充。對于鋼管柱的安裝定位，可通過自動定位儀輔助完成[5]。自動定位儀是一種由鋼板焊接而成的十字圓錐，在安裝定位過程中，必須與圓筒下端配合，使其在安裝過程中能直接嵌入到合適的位置。根據(jù)各鋼管柱的平面位置、高程和垂直度，將定位裝置的上端與鋼套的底板連接，下端用強度等級為C50的混凝土材料錨固在樁頂?？蛇x用十字形圓錐自動定位儀，提高安裝定位精度。

2.2 土方、地模施工與深基坑梁柱節(jié)點處理

在軟土地區(qū)鄰近建筑深基坑中，設(shè)置三組支撐結(jié)構(gòu)。一組為單根管，水平間隔5m；第二組和第三組均為兩根管拼支組成的支撐結(jié)構(gòu)，橫向間隔僅為5m（凈距3m），豎向間距2.8m～5.3m。在土方施工時，支承縱向間距均需要超過2.8m。設(shè)第一組支撐結(jié)構(gòu)時，在中間的抽槽位置進行開挖，再開挖剩余的土層，需要從取土口位置開始施工，沿基坑中心一層一層地向外延伸，用盆狀開挖方式，開挖到設(shè)計的結(jié)構(gòu)高度，然后一段一段地開挖1m～2m 的裙邊坡土，并在開挖過程中及時架設(shè)第2～3個支架[6]。將采土入口設(shè)置為反向作業(yè)的豎向輸送通道，如果設(shè)置太多，將會減弱結(jié)構(gòu)板的支承能力，并增大其滲透概率，因此，在頂部設(shè)置3 個采土孔（4m×8m），采用豎向提升法進行施工。

在完成土方施工后，按照圖2所示的中板地模結(jié)構(gòu)完成地模施工。

圖2 中板地模結(jié)構(gòu)示意圖

地模是以目前的地層為模板支承體系，在已有的地層中進行中板的施工，當(dāng)中板的強度達到一定程度后，才能進行下一步的挖掘操作。深基坑內(nèi)土壤為粉質(zhì)土壤，采用砂土直接覆蓋，可節(jié)約大量的模板、腳手架，并節(jié)約施工時間。梁側(cè)模用紅磚砌120mm，并用1∶5的水灰比砂漿粉刷。

在土方與地模施工完畢后，還需要對深基坑中的梁柱節(jié)點進行處理。后澆混凝土中、下面板的鋼筋，在通過鋼管柱時，應(yīng)預(yù)留腰孔，以承擔(dān)節(jié)點彎矩。在頂板和中板底部的鋼管柱上，采用螺栓連接鋼腳和焊接在底部的剪力塊，可以有效地將剪力傳遞到鋼筋和混凝土的內(nèi)部[7]。在開挖到底板底部后，將裸露的鋼管柱切掉，然后在下一層、下二層和下三層進行混凝土澆筑。在前期的板層上預(yù)留一個孔洞，然后緩慢地澆筑混凝土，然后用建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑將空隙填滿。

2.3 支撐平面布置與深基坑圍護

在深基坑垂直方向上，采用兩個水平支承結(jié)構(gòu)進行支撐，主要采用對撐布置方式，并進行支承平面布置。支撐方法為：對撐+角撐+邊框+邊框。在確定支撐平面的布置方案后，按照下述內(nèi)容完成深基坑圍護施工：由于該工程項目周圍復(fù)雜，且存在鄰近建筑。為了保證鄰近建筑物的安全，采取了SMW工法進行圍護施工[8]。這種工法的實質(zhì)是將規(guī)格為Φ850mm@1100mm的三軸攪拌樁內(nèi)密插H600mm×200mm 型鋼結(jié)構(gòu)，并且型鋼在施工完畢后不回收。對鄰近建筑物附近的被動區(qū)域采取圍護措施，直至距坑底部4m 處，并將加固寬度設(shè)置為5.55m。圖3為鄰近建筑深基坑圍護剖面圖。

圖3 鄰近建筑深基坑圍護剖面圖

3 實證分析

通過對該工程施工資料進行分析研究和總結(jié)分析后提出了有效的施工方案：采用雙液壓樁機樁，按照整體鉆孔灌注樁加固圍護結(jié)構(gòu)（現(xiàn)澆混凝土支撐）方案進行施工。

采用該方案進行施工，主要原因是該工程所處地質(zhì)情況復(fù)雜（地下水較多且呈帶狀分布），為施工及后期地基處理都帶來了很大困難。目前，采用的開挖方法是機械開挖，由于鉆孔樁所處地質(zhì)情況復(fù)雜，施工過程中需結(jié)合鉆孔樁的施工工藝設(shè)計出相應(yīng)的施工方案，以便對其進行規(guī)范化施工。

機械開挖對施工環(huán)境影響較大，現(xiàn)澆混凝土支護由于無法進行地下連續(xù)墻施工而成為工程建設(shè)中的一個難點問題。采用雙液壓樁機樁后整體鉆孔灌注樁加固圍護結(jié)構(gòu)（現(xiàn)澆混凝土支撐）后可以有效解決上述問題?，F(xiàn)澆混凝土支護由鋼筋籠組成或由吊籠式吊桿將鋼筋籠吊裝到臨時支撐上進行支撐。明確施工方案的基礎(chǔ)上，設(shè)計施工參數(shù)，見表2。

表2 施工參數(shù)

鋼管混凝土接頭應(yīng)在混凝土達到規(guī)定強度后方可搭接焊接。鋼管混凝土接頭處搭接長度約500mm，焊接必須牢固、焊縫無漏焊、不漏漿現(xiàn)象；螺栓口應(yīng)及時封死、焊透。

澆筑過程中必須保持現(xiàn)場環(huán)境整潔、無雜物，定期檢查模板內(nèi)是否有積水或泥漿現(xiàn)象發(fā)生。施工中還應(yīng)設(shè)置混凝土灌漿孔，灌漿孔徑5mm～10mm，每隔一定距離還應(yīng)設(shè)置一根鋼排插腳，以增加模板支護強度和剛度。完成施工后，對基坑進行監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果見表3。

表3 深基坑施工監(jiān)測/mm

4 結(jié)語

（1）根據(jù)深基坑施工監(jiān)測結(jié)果可知，深基坑監(jiān)測項目的監(jiān)測結(jié)果均符合標(biāo)準(zhǔn)，說明該施工方法的實踐效果良好。

（2）為進一步提高深基坑施工質(zhì)量，施工人員要時刻緊繃安全弦，在保證施工安全的前提下，合理控制施工進度，避免各種風(fēng)險。同時，積極采取各種有效措施控制基坑工程施工質(zhì)量，并提高施工效率。同時，還要做好施工過程中環(huán)境保護工作，及時消除施工過程中造成建筑結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境破壞等方面的因素，不斷提高施工人員自身素質(zhì)和施工技術(shù)水平，從而保障工程質(zhì)量。