房樹田，張 英，崔 巍

(1.黑龍江工程學(xué)院，哈爾濱150050;2.黑龍江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院，哈爾濱150080)

對(duì)于多層建筑物基坑開挖時(shí)，傳統(tǒng)的方法是采用井點(diǎn)降水的施工方法，但超高層建筑，由于基坑一般較深，采用傳統(tǒng)方法降水的效果不理想，更嚴(yán)重者有可能對(duì)臨近建筑物的基礎(chǔ)造成破壞，導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)開裂、傾斜等現(xiàn)象，甚至釀成安全事故［1］。因此加強(qiáng)對(duì)基坑支護(hù)與止水的研究和探討十分必要。本文結(jié)合哈公館工程案例，提出高壓噴射注漿樁基坑支護(hù)與止水帷幕的施工方法，取得較好止水效果，帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

1 工程概況

哈公館位于哈爾濱市道里區(qū)友誼路505號(hào)，西鄰香格里拉大飯店，東靠哈藥集團(tuán)辦公樓，北對(duì)松花江防洪大堤，本工程主樓地上33層、地下兩層，裙樓地上、地下均兩層，主樓高121.30 m，總建筑面積52 438.00 m2，是哈爾濱市一標(biāo)志性建筑。

根據(jù)基坑周邊建筑物情況及建筑場(chǎng)區(qū)工程地質(zhì)條件，確定將哈公館基坑邊坡支護(hù)分3個(gè)區(qū)域進(jìn)行支護(hù)。采用上部2.5 m“摘帽”并砌擋土墻支護(hù)、“摘帽”后的邊坡樁錨聯(lián)合支護(hù)與二重管法高壓定擺噴施工工藝進(jìn)行高壓灌漿止水的組合方案，有效的控制了工期、造價(jià)，止水效果較好［2］。

2 工程地質(zhì)條件

該建筑場(chǎng)地勘察深度內(nèi)所揭露的地層為第四紀(jì)地層及白堊紀(jì)粉砂質(zhì)泥巖，勘察期間場(chǎng)區(qū)地下水的情況:初見水位埋深4.0～4.7 m，靜止水位埋深3.5～3.8 m，穩(wěn)定水位量測(cè)時(shí)間符合規(guī)范要求。根據(jù)調(diào)查地下水位年變化幅度3.00～5.00 m左右。地層結(jié)構(gòu)及特征如下:

(1)雜填土層底埋深2.0～3.2 m，平均厚度為2.5 m。

(2)新近沉積粉質(zhì)粘土層底埋深6.8～9.3 m，平均厚度為7.5 m。

(3)粘土層底埋深7.5～9.8 m，平均厚度為2.3 m，fak=130 kPa。

(4)細(xì)砂層底埋深10.0～13.0 m，平均厚度為3.1 m，fak=160 kPa。

(5)中砂層底埋深13.4～15.0 m，平均厚度為1.6 m，fak=180 kPa。

(6)粗砂層底埋深17.0～20.2 m，平均厚度為3.1 m，fak=210 kPa。

3 支護(hù)止水方案

用于建筑物場(chǎng)地狹窄，臨友誼路及香格里拉、麗水華亭等情況，在基坑四周通排設(shè)置鋼筋砼支護(hù)樁及止水帷幕。原理是采用高壓二重管水泥攪拌樁，該樁是利用水泥漿作為固化劑的主劑，定向擺噴噴漿，成樁前先用常規(guī)方法鉆一小孔，然后在孔內(nèi)下入高壓旋噴管，借助鉆機(jī)將帶有噴嘴的鉆頭鉆入待加固的支護(hù)樁間的地層中，通過(guò)鉆桿注入二重管高壓水泥漿，就地將輸入的水泥固結(jié)成具有一定整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的水泥加固土樁墻，使其達(dá)到止水效果。

支護(hù)樁設(shè)置:采用C20壓力灌注樁，樁長(zhǎng)22 m(坑底上11 m，坑底往下嵌固11 m)，樁徑600 mm，樁距300～500 mm，總樁數(shù)189根，樁頂標(biāo)高－1.0 m，樁頂設(shè)一道冠梁b×h=800 mm×600 mm，環(huán)梁材質(zhì)為重型槽鋼。孔位布置連接示意圖如圖1所示。

圖1 孔位布置示意圖Fig.1 Schematic layout of holes

錨桿設(shè)置:采用錨桿鉆機(jī)成孔。鉆孔孔徑150 mm，基坑B區(qū)和C區(qū)相臨錨桿鉆孔的傾斜角為10°和15°，避免鉆孔距離較近而相互影響?；覣區(qū)錨桿鉆孔的傾斜角均為15°。錨桿采用3束7φ5鋼絞線，每隔2 m左右固定安置一個(gè)支架。錨頭標(biāo)高為－8.5、－5.5、－3.5 m。如圖2所示。

樁間止水帷幕設(shè)置:本工程采用二重管法高壓定擺噴施工工藝進(jìn)行高壓灌漿，其施工程序?yàn)?確定高壓擺噴防滲板墻施工軸線→布孔→鉆孔→下灌漿管→漿液配制→高壓灌漿。止水帷幕二重管高壓定擺噴樁距護(hù)坡樁軸線80 mm。

4 支護(hù)與止水工程的設(shè)計(jì)施工

4.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算

哈公館基坑開挖深度約為13.0 m。

根據(jù)基坑周邊建筑物情況及建筑場(chǎng)區(qū)工程地質(zhì)條件，確定將哈藥大廈基坑邊坡支護(hù)分3個(gè)區(qū)域進(jìn)行支護(hù)。

(1)A區(qū):哈公館基坑的北側(cè)、西側(cè)和南側(cè)地段。

(2)B區(qū):哈公館基坑?xùn)|側(cè)的哈藥集團(tuán)大樓(11層)地段。

(3)C區(qū):哈公館坑?xùn)|側(cè)的哈藥集團(tuán)辦公樓附屬車庫(kù)樓 (4層)地段。

基坑3個(gè)區(qū)邊坡支護(hù)方案:上部2.5 m“摘帽”并砌擋土墻支護(hù);“摘帽”后的邊坡采用樁錨聯(lián)合支護(hù)。

圖2 錨桿示意圖Fig.2 Anchor diagram

圖3 鉆孔高噴工藝流程圖Fig.3 Flow chart of high pressure drilling jet

擋土墻支護(hù)設(shè)計(jì):護(hù)坡樁頂圈梁以上砌筑37磚墻做擋土墻，每2樁設(shè)1構(gòu)造柱，墻頂設(shè)壓梁。構(gòu)造柱和壓梁采用商品砼C25。

邊坡樁錨支護(hù)設(shè)計(jì):護(hù)坡樁樁長(zhǎng)18.0 m，嵌固深度7.5 m，樁間距1.40 m，采用商品砼C25，護(hù)坡樁頂設(shè)置圈梁，強(qiáng)度為 C25，梁高500 mm，寬800 mm。

4.2 樁間止水帷幕施工

(1)止水帷幕的深度達(dá)到自然地坪以下25.0m。

(2)考慮到冬季排漿施工困難，施工工藝采用二重管高壓定擺噴方法進(jìn)行施工。

二重管使用兩種介質(zhì) (氣、漿)，其參數(shù)為:空氣壓力達(dá)到0.5～0.7 MPa;漿壓為22～35 MPa;二重管提升速度為:80 mm～130 mm/min;擺速:15～20轉(zhuǎn)/min。

(3)在護(hù)坡樁中心線外10 cm處設(shè)置旋噴孔(如圖1所示)，旋噴孔深22.5～23.0 m，孔間距1.2 m～1.4 m。

(4)采取擺噴技術(shù)方法，擺噴角度設(shè)計(jì)約為25°。擺噴成純水泥墻和護(hù)坡樁共同連接形成止水帷幕墻，帷幕墻厚約為30 cm。

(5)材料選用P.O32.5純水泥漿，漿液密度為1.35～1.45 g/cm3。

5 質(zhì)量保證措施

(1)基坑止水帷幕可能出現(xiàn)滲水點(diǎn)，基底地層為中粗砂透水性好，在基坑開挖期間及竣工維護(hù)期間視止水帷幕滲出水量大小設(shè)置明溝和集水坑明排坑內(nèi)積水。

(2)基坑止水帷幕施工擺噴提升時(shí)，當(dāng)噴頭下至設(shè)計(jì)深度，輸入水泥漿液和壓縮空氣，按設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行原位噴射，待漿壓和風(fēng)壓達(dá)到設(shè)計(jì)值，且孔口返漿后，按設(shè)計(jì)提升速度、擺速進(jìn)行噴漿作業(yè)。直至達(dá)到設(shè)計(jì)高程即停止噴射。

孔口不返漿時(shí)，應(yīng)立即停止提升;孔口少量返漿時(shí)，應(yīng)降低提升速度。

降低噴射壓力、流量，進(jìn)行原位噴漿。

(3)基坑管井降水施工正常運(yùn)行后要連續(xù)工作，如遇停電，可使用備用發(fā)電機(jī)供電。維持降水是一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)程，在降水過(guò)程中應(yīng)按時(shí)觀測(cè)流量、真空度和觀測(cè)孔內(nèi)水位，對(duì)漏氣部位及時(shí)檢修，可通過(guò)聽井點(diǎn)管內(nèi)流水聲、手扶管壁感到振動(dòng)等檢查井點(diǎn)管是否淤塞、凍冰，淤塞嚴(yán)重時(shí)應(yīng)及時(shí)處理。［3－4］

6 應(yīng)用效益

基坑支護(hù)與止水工程施工技術(shù)措施是否科學(xué)、合理，對(duì)工程本身的質(zhì)量與進(jìn)度有重大影響，同時(shí)對(duì)工程經(jīng)濟(jì)效益提高與人身安全的保證起到關(guān)鍵性作用［3］。

6.1 經(jīng)濟(jì)效益

本工程采用二重管法高壓定擺噴施工工藝進(jìn)行高壓灌漿止水帷幕，施工獲得成功，工程造價(jià)節(jié)省近二十萬(wàn)元，開挖后基坑止水效果較好。

6.2 技術(shù)效益

為保證支護(hù)和止水結(jié)構(gòu)共同工作，基坑四周通排設(shè)置鋼筋砼支護(hù)樁及止水帷幕，本工程為寒冷地區(qū)高層及超高層建筑基坑支護(hù)和止水提供了一定的施工經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)數(shù)據(jù)。鉆孔和高噴灌漿施工分兩序進(jìn)行，首先進(jìn)行Ⅰ序孔 (單號(hào)孔)造孔和灌漿施工，每個(gè)施工段內(nèi)Ⅰ序孔灌漿結(jié)束后再進(jìn)行Ⅱ序孔(雙號(hào)孔)的造孔和灌漿施工。相鄰的Ⅰ、Ⅱ序孔灌漿時(shí)間間隔大于24 h。施工中實(shí)行全面質(zhì)量管理，每一道工序嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。

7 結(jié)束語(yǔ)

哈公館支護(hù)與止水工程的設(shè)計(jì)施工，采用高壓二重管水泥攪拌樁，定向擺噴噴漿，將輸入的水泥固結(jié)成具有一定整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的水泥加固土樁墻，使其達(dá)到止水效果，解決了基坑支護(hù)與止水的施工難題，具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。

［1］江 林.基坑支護(hù)與阻水的新嘗試［J］.低溫建筑技術(shù)，2004(1):57－58.

［2］金鴻冰，陳世紅，崔佰民.試論項(xiàng)目法施工的基本特征［J］.森林工程，2000，16(3):15.

［3］鄭楚文.淺談深基坑支護(hù)與土方工程施工技術(shù)的應(yīng)用［J］.中國(guó)科技信息，2006:114.

［4］丁劍霆，崔 巍，劉海霞.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋懸臂施工控制方法的探討［J］.森林工程，2005，21(2):20 －22.