某改造項目深基坑支護施工技術應用分析

耿會萌

（中鐵十五局集團第四工程有限公司，河南 鄭州 450000）

0 引言

國家城鎮化進程有序推進，建筑業得以蓬勃發展。建筑工程不斷向高層、超高層發展，致使基坑深度越來越深，施工難度顯著提高。為確保建筑工程施工人員的人身安全及基坑周邊土體的穩定，深基坑支護施工技術逐漸被廣泛應用。但在實施過程中，多數一線作業人員對深基坑支護施工技術了解甚微。為使一線施工人員了解并掌握深基坑支護施工技術，本文依托東暉棚戶區改造安置小區建設項目，采用理論與實踐相結合的方法對項目采用的深基坑支護技術的施工工藝流程和施工技術要點進行深入分析，以期為后續類似工程提供借鑒。

1 工程概況

東暉棚戶區改造安置小區建設項目A地塊總建筑面積75330.93m2；B地塊總建筑面積約86617.64m2。所有住宅樓采用框架-剪力墻結構和樁基礎形式。該項目位于江西省上饒市茶圣路南側，地貌為丘陵地貌，勘察時場地為空地、菜地，地勢較平坦開闊，起伏較小，場地較平整，有少量植被，局部有積水。場地范圍內未見地表水系，場地南側有一水渠，水量一般，主要靠大氣降水補給，補給量受季節的影響明顯，隨地勢從高到低排泄。場地地下水的賦存形式主要為第四系松散巖類孔隙潛水，東南側為信江，距離約1km，地下水受信江的側向補給，水量較豐富，細砂、礫砂屬強透水層。

A區基坑周長約580m，基坑開挖面積約16478m2，勘察期間A地塊測得初見水位埋深3.9～8.6m，穩定水位埋深0～4.5m。基坑開挖深度控制在4～9.9m以內。基坑安全等級二級，基坑使用年限為1年。B區基坑周長約583m，基坑開挖面積17917.23m2，勘察期間B地塊測得初見水位埋深3.8～12.8m，穩定水位埋深3～11.7m，水位年變幅1.0～4.0m。開挖深度控制在5.9～10.2m以內。基坑安全等級二級，基坑使用年限為1年。

2 深基坑支護施工技術的應用

根據該項目的工程情況，通過相關計算，我們選用了“排樁+土釘墻支護”、“自然放坡+土釘墻支護”和“集水明排”三種深基坑支護技術。

2.1 排樁+土釘墻支護

2.1.1 排樁支護

（1）施工工藝流程：平整場地、測放樁位→樁位復核→鋼護筒埋設→鉆進成孔→清孔、檢孔、驗收→鋼筋籠安裝→導管安裝→灌注水下砼→導管拆除→成樁檢測。

（2）支護樁施工技術要點。

鉆機選型：根據項目工期緊、支護樁工作量大的特點，考慮設計支護樁鉆孔底部嵌固層為強風化砂巖；支護樁鉆孔直徑為800mm，孔底沉渣控制要求嚴格。針對以上幾點，在綜合考慮各種鉆孔設備的進度和質量之后，決定采用“SR220型鉆機+刮刀鉆頭+鋼護筒”的工藝進行施工。

護筒制作和埋設：為了防止地表土坍塌，防止地表水的滲漏，確保鉆孔內水頭的高度，須在支護樁孔口埋設護筒。孔口護筒采用8mm 厚鋼板制作，內徑比樁徑大200mm，護筒長度3m，上口加焊箍圈。頂部高出施工地面不低于20cm，在護筒四周回填黏土并分層夯實，防止底部發生漏水。護筒埋設準確豎直，護筒孔口平面位置與設計偏差不＞5cm，豎向傾斜度不＞1%。孔口護筒采用鉆機液壓系統下沉。

鉆機安裝：鉆機選用履帶式鉆孔機械，鉆機對中時，鉛錘的垂線應與護筒上的彩色十字交叉線的交叉點重合，對中偏差不＞5mm，護筒中心安裝偏差不＞2cm，鉆機機械水平偏差不＞3‰。鉆頭直徑應根據設計圖紙樁基尺寸進行選擇，直徑誤差不＞2cm。

鉆進成孔：鉆進時鉆頭應與樁位中心對準，通過液壓裝置不斷地加壓、鉆進，利用鉆孔排除鉆渣。成孔過程中施工人員根據排出的土質變化，不斷調整鉆進的施工參數，并做好施工記錄。鉆進成孔后進行樁徑及樁長等檢測，樁長采用測繩進行檢測，樁徑采用下檢孔器進行檢測，檢孔器要求直徑與樁徑相同，有效保證孔壁完整性。

清孔：當支護樁成孔達到指定強風化巖層和設計樁深度時，經監理工程師現場確認后，再進行清孔作業。通過鉆頭進行清孔，確保清孔后的孔底沉渣層厚度＜5cm，清孔合格后方可灌注混凝土。

鋼筋籠的制作和吊放：支護樁的鋼筋籠在現場進行加工制作，加工制作完成經監理單位、建設單位驗收并做好隱蔽工程驗收記錄后，使用汽車吊進行吊裝就位。鋼筋籠主筋采用直螺紋套筒連接，螺旋箍筋與主筋采用梅花點焊方式固定。鋼筋籠的加勁箍與主筋點焊牢固，點焊率為100%。利用直徑10mm光圓鋼彎制成弧形鋼筋焊接到主筋上，實現鋼筋籠保護層滿足設計要求的目的。鋼筋籠起吊時，先在施工區域內水平起吊，吊起后，利用吊車的雙吊勾將鋼筋籠豎起，然后轉向至樁位上。鋼筋籠起吊時下方設置纜風繩人工拉緊，以確保不擺動。

導管安裝（如圖1所示）及儲料斗：導管采用直徑20cm的無縫鋼管制作，壁厚＞3mm。導管的分節長度根據施工工藝確定，每節長度3m，底節長度應＞4m。導管內徑大小相同、連接穩固、內壁順直光滑無凸凹。導管水密試驗合格后方可正式投入安裝使用。注明每節導管長度并統一編號。導管安裝并下放后，節節之間不漏水并連接緊密。

圖1 安放導管、灌注混凝土

儲料斗的體積應依據設計圖紙相關參數計算后確定，首盤混凝土灌注后確保導管底部埋入深度＞1m，同時混凝土澆筑過程中導管底面始終埋入水下混凝土頂面以下2～6m，避免鉆孔內泥漿壓入混凝土中，導致澆筑的混凝土面間斷而斷樁。

灌注水下混凝土（如圖1所示）：混凝土在拌和站統一拌制，通過攪拌輸送車運輸、灌注。

灌注須連續且緊湊地進行，隨后灌注、拔導管，禁止灌注過程中出現停工現象，中途停工時間須＜0.5h。由專職人員測量導管埋置深度以及管內外混凝土面的高差，正確指揮導管的提升和拆除，并及時填寫水下混凝土澆注記錄。考慮樁頂含有浮渣，灌注時水下混凝土的澆注面完成面應高出樁頂設計標高0.5m，以保證樁頂混凝土質量[1]。

2.1.2 土釘墻支護

（1）施工工藝流程：開挖土方修整邊坡→噴射底層混凝土→鉆設釘孔→安裝鋼筋錨釘→注漿→掛鋼筋網→安裝加強筋與錨桿焊牢→復噴表層砼至設計厚度。

（2）土釘墻施工技術要點。

土釘孔測量放樣：按照設計圖紙要求進行放樣，在支護樁上準確放出土釘孔位置。在邊坡按照設計坡度刷坡完成后，采用掛線和測量儀器結合的方式確定土釘孔的位置，從而避免鋼筋混凝土樁點位置與錨孔位置偏差過大，防止基槽開挖后土釘不在一條線上而導致補做土釘。

鉆孔設備、鉆孔機具的選擇：鉆探揭露、勘探深度內，場地地層結構為第四系人工填土層、第四系粉質黏土層及白堊系砂巖。按其巖性及其工程特性，自上而下可劃分為素填土、粉質黏土、礫砂、強風化粗砂巖、中風化粗砂巖。根據土釘深度、土釘孔徑、錨固地層的場地結構以及施工場地條件等選擇GKQ-2鉆孔設備。

鉆機就位：通過機械填筑簡易的鉆機鉆孔作業平臺。組裝鉆機后，經過多次調整位置，實現錨孔定位準確；成孔位偏差不得大于±10cm，土釘體與水平面夾角為20°～25°，傾角允許誤差不超過±1.0°，方位允許誤差±1°。

土釘成孔：采用鉆機進行成孔，鉆鑿前應根據設計要求和土層條件定出孔位，作好標記，并經現場監理、甲方認可后方可進行施工。

土釘水平方向孔距偏差＜5cm，垂直方向孔位偏差＜10cm。鉆孔底的偏斜尺寸應＜土釘的3%，傾角偏差不應＞3°。土釘孔深和土釘的長度應分別大于設計長度，小于設計長度的1%。

如遇較大卵石顆粒造成土釘成孔困難時，應適當調整鉆孔位置重新鉆入，如鉆桿鉆入后無法拔出時應用鉆桿等強代換土釘，并進行注漿。在塑性黏土中，可使用螺旋鉆孔設備；而在砂卵石等松散地層中應采用“跟套管”鉆進技術，以保證鉆孔完整不坍塌。

土釘孔清理：為確保孔底處達到設計孔徑，要求鉆進達到設計深度后穩鉆1～2min，方可停鉆。為確保水泥砂漿與巖體的粘結，要求孔底不得有積水、沉碴，孔壁不得有粉砂粘滯或黏土。

采用高壓水對遇到的完整且堅硬的巖體進行沖洗。當承壓水從錨孔中流出時，須等待承壓水的流量、壓力變小后安裝土釘并進行注漿，必要時可通過在周圍適當部位設置排水孔進行處理。

檢驗土釘孔：土釘孔鉆造結束后，由現場監理工程師檢驗孔深、孔徑，檢驗合格后安裝土釘。采用大于設計孔徑的鉆頭和標準鉆桿進行驗孔，鉆頭無沖擊或抖動、平順推進、退鉆順暢；高壓風吹驗無明顯飛濺塵碴及水體現象；鉆具深入長度滿足設計土釘孔深度要求。復查錨孔傾角和方位、孔位，全部錨孔施工分項合格后，錨孔鉆造檢驗合格。

土釘制作：土釘采用Φ48×3.0鋼管。土釘端口成契行并封閉，外側采用L20×2.0 角鋼，梅花型布置，間距60cm倒鉤，每葉角鋼后設Φ10注漿孔，孔口L/2不設倒刺及壓漿孔。土釘制作完后，應按土釘長度、規格編號，使用前應報請監理工程師認可。

土釘安裝：將土釘口及孔內周圍雜物清除干凈，檢查土釘長度是否與設計孔深相符。土釘應無明顯彎曲、扭轉現象。用人力將土釘抬起塞入鉆好的土釘孔中，若遇坍孔土釘未下至設計深度時，必須將其拔出重新用鉆機清孔，然后再下土釘，直到滿足設計要求為止。

錨固注漿：錨固注漿的注漿管在正式使用前應檢查是否存在堵塞和破裂，接口是否牢固，避免注漿壓力增大時出現開裂跑漿現象。注漿管要與錨桿同時插入，干成孔時在注漿前須封閉孔口，濕成孔時在注漿過程中發現孔口出漿時再封閉孔口。注漿前要采用注水潤濕注漿管道。注漿后要及時清洗注漿管道、注漿設備。灌漿后自然養護＞7d，待強度達到設計強度的70%后方可進行張拉施工。在注漿體硬化前，嚴禁承受外力或由外力引起的錨桿移動[2]。錨固注漿現場如圖2所示。

圖2 錨固注漿

2.2 自然放坡+土釘墻

2.2.1 自然放坡

為了防止土壁塌方，確保施工安全，當挖方超過一定深度時，其邊沿應放出足夠的邊坡。

施工工藝流程：測量放樣→降低地下水→分層開挖→邊坡修理→坡頂截水溝→坑底截水溝。

自然放坡施工技術要點：放坡開挖基坑應嚴格控制分級放坡的坡高和坡度，優先采用坡率法控制邊坡的高度和坡度。土方開挖順序、方法必須與設計工況一致。基坑土方開挖前，詳細了解運輸土方的出入口；土層特性、種類；施工區域的周圍環境、地形；地下設施情況。優化選擇挖土機械和運輸設備；確定堆土場地或棄土處。

2.2.2 土釘墻支護

施工工藝流程和施工技術要點同上文2.1.2節土釘墻支護。

2.3 集水明排

2.3.1 基坑外排水

基坑頂邊具備條件處設置截水溝，水溝采用120厚MU10標準磚砌筑，內空尺寸500mm×500mm，內壁及頂面采用20厚1∶2（M10）水泥砂漿抹面；溝底為100厚C20墊層。坡頂排水溝與場地外下水管道連通或在每隔25m設置700mm×700mm×700mm 集水坑，經三級沉淀池過濾，將水流排出至市政管。

2.3.2 基坑內排水

在基坑底部一側邊緣，距離工作面1m外開挖一條排水溝，以阻止基坑局部滲水流入基坑內，妨礙坑內施工作業。水溝采用120 厚MU10 紅機磚砌筑，內空尺寸500mm×500mm，內壁及頂面采用10厚1∶2（M10）水泥砂漿抹面；溝底為100厚C20墊層。每個基坑對角底部需增設一處1000mm×1000mm×1000mm 的集水坑，通過水泵抽至坡頂排水溝將水流導出施工場地以外。

2.3.3 坡頂加固及散水

在深基坑頂部采用C20混凝土澆筑寬1m的散水坡面，宜為5%向基坑外的坡度，為防止施工用水或雨水流入基坑內。

2.3.4 坡體排水

土釘墻可從上而下設泄水孔，泄水孔采用Φ50PVC管，間距2.0m，埋設深度為500mm，外露長度為300mm，管端包裹紗網并鉆眼，坡度5%。排水管伸出混凝土面層外30cm。遇地下水富集部位須增設排水孔。

2.3.5 降水井施工

降水井結構設計主要考慮場區水文地質條件、含水層富水性的具體情況和擬選用的降水設備等綜合確定采用完整井降水，采用Φ300PVC波紋管，預計井深13.8m。

3 結束語

本文根據該項目的工程情況，選用了“排樁+土釘墻支護”、“自然放坡+土釘墻支護”和“集水明排”三種深基坑支護技術。該項目在深基坑支護技術選用上經驗如下：

（1）在建筑深基坑工程中應本著“安全可靠、經濟合理，技術可行、方便施工”的原則選用支護技術；

（2）具體選擇時，一定要考慮開挖深度，水文、基坑周邊環境、地質條件等因素，并經過細致分析和計算，科學地選擇深基坑支護施工技術；

（3）相關建筑工程的施工人員應掌握施工工藝流程、施工技術要點，如此方能提升深基坑支護施工技術在建筑工程中的應用效果，最終確保建筑工程得以順利、安全地實施完成。