深大基坑裝配式邊坡支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究

史先橋

(中鐵十四局集團(tuán)第四工程有限公司，山東 濟(jì)南 250002)

深基坑放坡開(kāi)挖常采用土釘墻施工支護(hù)施工，土釘墻[1]是由土釘(鋼筋制作)對(duì)基坑邊坡進(jìn)行加固，在邊坡表面架設(shè)鋼筋網(wǎng)，并噴射混凝土的結(jié)構(gòu)。而傳統(tǒng)的網(wǎng)噴工藝繁瑣，進(jìn)度方面受人工、天氣等特殊時(shí)期影響較大，混凝土噴錨面層厚度也不穩(wěn)定，面層容易產(chǎn)生裂縫，造成坡面被沖蝕，施工質(zhì)量不易控制，隨著市場(chǎng)人工、材料成本的漲幅，施工造價(jià)大幅上漲，并且隨著國(guó)家環(huán)保管控力度的加大，傳統(tǒng)網(wǎng)噴混凝土技術(shù)對(duì)基坑坡面的環(huán)境也會(huì)造成一定程度的污染，并且在后期基坑原地貌恢復(fù)過(guò)程中還需清理混凝土，對(duì)渣場(chǎng)造成二次污染，并且網(wǎng)噴混凝土也對(duì)工人身體健康產(chǎn)生影響。

因此在保證安全質(zhì)量、節(jié)約成本及綠色環(huán)保的前提下，為打破傳統(tǒng)土釘墻施工的局限性，在基坑邊坡支護(hù)施工過(guò)程中采用裝配式邊坡技術(shù)[2]。

1 工程概況

秦望廣場(chǎng)項(xiàng)目為杭州市富陽(yáng)區(qū)未來(lái)地標(biāo)性建筑和城市開(kāi)發(fā)的新亮點(diǎn)，地下空間結(jié)合秦望通道綜合設(shè)置，廣場(chǎng)長(zhǎng)400m左右，深度12.4m左右，其中西堤南路下穿通道整平地面標(biāo)高11.0m，基坑底標(biāo)高自西堤南路敞開(kāi)段起點(diǎn)XDK0+150基坑底標(biāo)高9.974至隧道設(shè)計(jì)終點(diǎn)XDK0+418.415基坑底標(biāo)高-2.574，呈斜坡下降。地勘報(bào)告顯示地層中含有粉土、黏土、粉質(zhì)黏土層，土質(zhì)較松軟，滲透系數(shù)大。基坑圍護(hù)采用800厚地下連續(xù)墻+盆式開(kāi)挖施工，確保中部基坑開(kāi)挖及結(jié)構(gòu)施工期間，反壓邊坡坡體穩(wěn)定，對(duì)邊坡采用Φ850@600三軸攪拌樁加固，邊坡防護(hù)使用裝配式邊坡支護(hù)技術(shù)。

2 裝配式邊坡施工技術(shù)

2.1 技術(shù)應(yīng)用范圍

裝配式邊坡施工技術(shù)可廣泛應(yīng)用于多種地質(zhì)條件下的深基坑邊坡臨時(shí)支護(hù)工程，具體應(yīng)用情況詳見(jiàn)下表1。

2.2 技術(shù)原理

裝配式邊坡防護(hù)技術(shù)為GRF01(綠色裝配式支護(hù))防護(hù)技術(shù)，其中GRF01防護(hù)體系包含坡面錨釘、裝配式面層、地錨段、鋼絲繩、緊固件等組成。其中面層主要由加筋層、防護(hù)層、性能層等三部分構(gòu)成，其中面層綜合抗拉強(qiáng)度為30KN/m，具備防水功能，改變了傳統(tǒng)網(wǎng)噴工藝實(shí)現(xiàn)了裝配可拆卸式構(gòu)造。其本質(zhì)是加筋層在注漿土釘邊坡中利用土釘單元內(nèi)傳遞局部單元土壓力，再通過(guò)防護(hù)面層增加坡面粗糙度，在降雨期間，性能層形成相對(duì)隔水層，沿坡面排水，大大減緩因降雨對(duì)邊坡造成的沖蝕力。

2.3 施工流程

綠色裝配式支護(hù)主要施工流程[3]如下。

土方開(kāi)挖及坡面修整→地錨施工→攤鋪綠色裝配式支護(hù)面層→錨釘施工→安裝緊構(gòu)件→固定裝配式面層→開(kāi)挖下一工作面→下一支護(hù)循環(huán)→完成邊坡防護(hù)。

2.4 技術(shù)要點(diǎn)

2.4.1 土方開(kāi)挖及坡面修整

根據(jù)圖紙及綠色裝配式支護(hù)流程要求，土方開(kāi)挖需至土釘施工面下0.5m，基坑分兩級(jí)坡開(kāi)挖[4]，其中先用挖掘機(jī)按設(shè)計(jì)1∶1.5修整邊坡，利用人工對(duì)局部坡面坡度及平整度進(jìn)行挖或回填，一般平整度要求偏差±3cm。并在坡腳平臺(tái)設(shè)置300×400環(huán)形水溝，待土釘施工完畢方可進(jìn)行下步開(kāi)挖，開(kāi)挖遵循一步一開(kāi)挖，詳見(jiàn)圖1。

2.4.2 地錨施工

面層的坡腳和坡頂需進(jìn)行翻邊處理，坡頂?shù)姆呴L(zhǎng)度不小于0.8m，坡腳翻邊長(zhǎng)度不小于0.3m。每級(jí)坡面的坡頂及坡腳翻邊采用鋼筋(φ16螺紋鋼)地錨錨固，地錨采用螺紋鋼筋，錨釘制作時(shí)應(yīng)比圖紙要求長(zhǎng)出5～8cm(外露長(zhǎng)度須保持一致)，以達(dá)到面層鎖定的要求，地錨打入土層深度1.5m，與錨釘間距設(shè)置相同，水平布置須在一條直線(xiàn)上。

2.4.3 裝配式面層鋪設(shè)

裝配式面層自坡頂位置人工滾鋪面層，坡面要平整，并適當(dāng)留有變形余量，每一節(jié)面層寬度6m。在搭接處搭接寬度搭接處應(yīng)平整，松緊適度，搭接寬度為0.3m，采用不銹鋼自鎖式扁卡或扎絲綁扎的方法進(jìn)行加固，不銹鋼自鎖式扁卡間距為500mm?，F(xiàn)場(chǎng)分步開(kāi)挖時(shí)，要根據(jù)圖紙及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際開(kāi)挖情況裁剪下料，減少橫向搭接，降低材料搭接損耗。接縫須與坡面線(xiàn)相交；在坡面上，對(duì)面層的一端進(jìn)行錨固，然后從坡面放下以保證面層保持拉緊的狀態(tài)，避免出現(xiàn)褶皺現(xiàn)象。

2.4.4 錨釘(土釘)施工

錨釘桿體材料采用φ16螺紋鋼筋，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度1.5m，縱、橫向間距2m×2m，雙向布置，長(zhǎng)度與地錨鋼筋制作要求一致，制作比圖紙要求長(zhǎng)出5～8cm，以達(dá)到面層鎖定的要求。

錨釘施工前測(cè)量人員需對(duì)邊坡坡度進(jìn)行放樣，確定邊坡修整的情況。

在坡面上，自上而下分步施工錨釘，其中錨釘外露5～8cm。

施工人員應(yīng)按圖紙要求施工錨釘角度，并控制好錨釘水平、垂直方向間距的誤差，保證≤100mm，外露長(zhǎng)度須保持一致，且偏斜尺寸應(yīng)小于長(zhǎng)度的3%。

2.4.5 面層緊固及壓頂施工

為保證邊坡的穩(wěn)定性，錨釘施工完成后的需采用專(zhuān)用卡扣緊固，詳見(jiàn)圖2，并使用連接構(gòu)件(φ6普通鋼絲繩)在每個(gè)外露土釘根部纏繞一圈，纏繞方向保持一致，錨釘與錨釘之間進(jìn)行橫縱向連接，形成“口”字連接方式，詳見(jiàn)圖3。在施工過(guò)程中鋼絲繩需保證連續(xù)且拉緊并與面層保持密貼。

圖2 卡扣套件圖

圖3 面層支護(hù)里面圖

綠色裝配式面層及配件安裝完成后，坡頂、坡腳及平臺(tái)處須做混凝土壓頂處理，坡度按2%向內(nèi)側(cè)放坡，厚度不小于100mm，壓頂混凝土施工圖詳見(jiàn)圖4。

圖4 壓頂混凝土施工圖

2.4.6 裝配式面層回收

基坑主體結(jié)構(gòu)施工完成后，土方回填前，裝配式邊坡面層可進(jìn)行回收，先是將錨釘間的緊固構(gòu)件、壓頂混凝土進(jìn)行清除，根據(jù)回填順序，依次將面層進(jìn)行分塊分區(qū)域收回，并周轉(zhuǎn)到下一施工循環(huán)內(nèi)。

3 監(jiān)測(cè)分析

自2021年10月16日基坑開(kāi)挖至今，通過(guò)對(duì)第三方監(jiān)測(cè)單位對(duì)基坑坡頂水平位移、沉降等相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)量分析，詳見(jiàn)表2、表3，坡頂水平位移日平均變化速率±0.5mm/d，監(jiān)測(cè)控制變化速率±3mm/d；水平位移累計(jì)位移量3.5mm，累計(jì)監(jiān)測(cè)控制值±14mm；坡頂沉降日平均變化速率±0.4mm/d，監(jiān)測(cè)控制沉降變化速率±3mm/d，沉降位移累計(jì)位移量在±5.88mm，累計(jì)監(jiān)測(cè)控制值±14mm。基坑變形整體可控

表2 坡頂水平位移檢測(cè)表

表3 坡頂沉降監(jiān)測(cè)表

4 效益分析

裝配式邊坡支護(hù)技術(shù)在秦望廣場(chǎng)的成功應(yīng)用在安全、質(zhì)量、環(huán)保、施工效率等方面都得到了顯著的效果。

裝配式面層體積小，重量輕，無(wú)需大型機(jī)械施工，人工便可完成鋪設(shè)，操作流程簡(jiǎn)單，鋪設(shè)及緊固質(zhì)量可控。與傳統(tǒng)網(wǎng)噴混凝土土釘墻相比，受天氣影響較小，工效大步提升，工期可縮短至50%以上，同時(shí)材料綠色環(huán)?？苫厥?，大大降低施工對(duì)周邊環(huán)境的影響，以100m施工段為例，傳統(tǒng)土釘墻與綠色裝配式邊坡施工經(jīng)濟(jì)對(duì)比如下。

1)傳統(tǒng)土釘墻施工，設(shè)計(jì)網(wǎng)噴面積以10×100m、設(shè)計(jì)噴射厚度為0.1m，鋼筋網(wǎng)采用直徑8mm光圓鋼筋，以20cm×20cm網(wǎng)格布置，土釘采用直徑16mm螺紋鋼筋，土釘平均長(zhǎng)度8.5m，以1.25×1.25m梅花型布置，目前C25混凝土市場(chǎng)價(jià)為550元/m3、鋼筋5300元/t，人工、設(shè)備費(fèi)等約5萬(wàn)元，所需總=10×100×0.1×520+0.222×[(10/0.2+1×100+(100/0.2+1)×10]/1000×5300+(10/1.2+1)×(100/1.2+1)×8.5/1000×5300+50000=158624.64元

2)綠色裝配式邊坡施工，綠色裝配式邊坡面層施工綜合單價(jià)約為146元/m2，以上述為例施工總費(fèi)用=146×10×100=146000元。

3)節(jié)省費(fèi)用=158624.64-146000=12624.64元。

5 結(jié)語(yǔ)

裝配式邊坡防護(hù)技術(shù)作為一種材料、新工藝，在源頭上減少了對(duì)環(huán)境的污染，大大響應(yīng)了國(guó)家相關(guān)政策，采用裝配式施工，施工效率的到大幅提升，在工程領(lǐng)域具備廣泛的應(yīng)用前景。