施小虎

（中鐵三局集團(tuán)第三工程有限公司，山西 太原 030006）

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，建筑領(lǐng)域（尤其是沿海地區(qū)及經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的大、中型城市）出現(xiàn)了很多大型和超規(guī)模建筑，大型深基坑工程不斷涌現(xiàn)和發(fā)展。這對基坑支護(hù)工程的工藝要求和實(shí)施方案也提出了許多新的挑戰(zhàn)。下面根據(jù)工程實(shí)例就此問題進(jìn)行探討。

1 工程概況及條件

1.1 項(xiàng)目概況

興海名都商業(yè)廣場位于唐山市曹妃甸新區(qū)行政中心繁華地段，單體建筑面積14.57×104m2.地下一層，地上邊跨六層，中跨四層?；A(chǔ)為獨(dú)立基礎(chǔ)，主體為框架結(jié)構(gòu)。內(nèi)設(shè)商場、超市、影院、洗浴中心、公寓、餐廳等各項(xiàng)休閑、娛樂、購物設(shè)施，是目前河北省單體面積最大、業(yè)態(tài)較豐富的商業(yè)綜合體，代表了近期房地產(chǎn)市場轉(zhuǎn)型發(fā)展的一個(gè)方向。

1.2 水文地質(zhì)條件

根據(jù)《興海名都廣場巖土工程勘察報(bào)告書》，場地所屬地貌單元為濱海相海陸交互沉積地貌，地勢平坦，地下水位深1.2 m.與基坑工程有關(guān)的地層物理學(xué)性質(zhì)取值見表1.

1.3 周邊環(huán)境及基坑支護(hù)施工條件

本項(xiàng)目北、東、南三面臨街，西側(cè)為冀東油田住宅小區(qū)。北側(cè)距城市主干道紅線有25 m左右，西側(cè)離住宅小區(qū)圍墻20 m，可作為施工場地。東側(cè)距道路紅線不到8 m，南側(cè)距二層商鋪3 m左右（擬拆遷，正在營業(yè)），場地極其狹小，施工難度大。

表1 基坑工程有關(guān)的地層物理學(xué)性質(zhì)取值表

地下室建筑面積30 000 m2，南北長160 m，東西寬 184 m，基坑支護(hù)周長712 m，周邊基礎(chǔ)土方開挖深度6.5 m，屬于面積超大和深度較深的基坑支護(hù)工程。土方開挖前，需要采取大面積管井降排水措施。

2 基坑支護(hù)方案初選及可行性、適用性、經(jīng)濟(jì)性比較

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙、現(xiàn)場情況及地質(zhì)條件等因素，考察了相近工程，初步考慮選用3種基坑支護(hù)方法。

2.1 鋼筋混凝土灌注樁

是較為常用的基坑支護(hù)方式。優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度、剛度、變形和安全性有保障，工藝成熟。缺點(diǎn)：造價(jià)比較高；常規(guī)施工周期長；泥漿坑等配套工作和限制較多。

由于基坑長度較長和臨空面高度較高的關(guān)系，頂部懸臂端還需設(shè)置連續(xù)冠梁或預(yù)應(yīng)力錨索固定，防止位移過大、土體失穩(wěn)。初步設(shè)計(jì)深度15 m，直徑0.8 m，施工造價(jià)15 000元/m.

2.2 放坡開挖噴錨支護(hù)

是最經(jīng)濟(jì)的基坑支護(hù)方式。優(yōu)點(diǎn)：造價(jià)低，工藝簡單。缺點(diǎn)：對場地大小、地下水、基坑深度、邊坡土質(zhì)和均勻性都有要求。

相對于本項(xiàng)目各項(xiàng)條件及狀況安全性不高，需增設(shè)止水帷幕控制邊坡地下水。初步設(shè)計(jì)土方開挖放坡1∶1，土釘噴錨支護(hù)，施工造價(jià)1 500元/m.

2.3 工字鋼樁支護(hù)

是沿海地區(qū)快速施工時(shí)常用的一種基坑支護(hù)方式。優(yōu)點(diǎn)：主要材料工字鋼樁屬于周轉(zhuǎn)材料，一次性投入較小；施工快速，不需等強(qiáng)度達(dá)標(biāo)，施工完即可開挖。缺點(diǎn)：使用周期過長會(huì)導(dǎo)致租賃費(fèi)用增加，開挖后懸臂端比鋼筋混凝土灌注樁變形大，對周邊環(huán)境及地面構(gòu)筑物影響較大。初步設(shè)計(jì)樁長12 m，360工字鋼，施工造價(jià)5 000元/m.

另外，還考慮了格柵式水泥旋噴樁、止水帷幕加橫梁錨索等方案，均由于和現(xiàn)場實(shí)際條件不符，不適宜采用，因此放棄。

3 方案確定及優(yōu)化完善

考慮到投資方的經(jīng)濟(jì)成本及項(xiàng)目的整體大局，根據(jù)安全性、經(jīng)濟(jì)性、施工周期和周邊環(huán)境影響綜合考慮，擬按照四周不同條件采取相應(yīng)基坑支護(hù)方案和措施，以通過技術(shù)措施的選擇、優(yōu)化形成最優(yōu)性價(jià)比的綜合實(shí)施方案。

3.1 基坑南側(cè)二樓商鋪

采用鋼筋混凝土灌注樁間隔高壓旋噴樁封閉。鋼筋混凝土灌注樁采用長螺旋鉆孔壓灌樁后置鋼筋籠施工工藝。

長螺旋鉆孔壓灌樁后置鋼筋籠施工工藝是國內(nèi)基坑支護(hù)鋼筋混凝土灌注樁新近發(fā)展的改進(jìn)工藝。主要采用CFG20/24或KLB800型長螺旋鉆機(jī)，以類似CFG樁的成樁工藝鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度后，灌注塌落度較大的混凝土（超流態(tài)混凝土可利用鋼筋籠自重，減少振動(dòng)影響，效果更佳）。隨后及時(shí)使用鋼管及振動(dòng)錘將下口焊接收縮成束的鋼筋籠插入混凝土樁體，邊拔邊振提出鋼管，完成施工。

此工藝的特點(diǎn)是成孔不用泥漿或套管護(hù)壁，不需設(shè)置泥漿池，無泥漿污染、無沉渣；機(jī)具設(shè)備簡單，裝卸移動(dòng)快速，施工準(zhǔn)備工作少，工效高，降低施工成本。

施工操作工藝如下：①按樁位設(shè)計(jì)圖測設(shè)軸線，定位標(biāo)記。鉆機(jī)就位時(shí)應(yīng)校正，要求保持平整、穩(wěn)固，使在鉆進(jìn)時(shí)不發(fā)生傾斜或移動(dòng)。在鉆架上應(yīng)有控制深度標(biāo)尺，以便在施工中進(jìn)行觀測、記錄。②鉆孔時(shí)，先調(diào)直樁架挺桿，對好樁位；啟動(dòng)鉆機(jī)鉆0.5～1.0 m深，檢查一切正常后，再繼續(xù)鉆進(jìn)，土塊隨螺栓葉片上升排出孔口，達(dá)到設(shè)計(jì)深度后停鉆，進(jìn)行終孔驗(yàn)收。③混凝土塌落度宜為200～240 mm，粗骨料不大于25 mm.開始壓灌時(shí)，宜先檢查閥門是否打開，提升鉆桿200～300 mm.混凝土泵送要連續(xù)進(jìn)行，邊灌邊提。提鉆速率控制在1.2～1.5 m/min，并與混凝土泵送量相匹配。④灌注樁充盈系數(shù)宜為1.0～1.2，混凝土入孔溫度控制在5～30℃之間。樁身混凝土灌注完成后應(yīng)立即進(jìn)行鋼筋籠插入作業(yè)。⑤鋼筋籠按設(shè)計(jì)的規(guī)格、數(shù)量制作，剛度滿足振插要求，底部要進(jìn)行加強(qiáng)處理，保證振動(dòng)力的有效傳遞。⑥鋼筋籠吊裝前將振動(dòng)用的鋼管在地面水平穿入鋼筋籠內(nèi)，并與振動(dòng)錘可靠連接。鋼筋籠吊裝時(shí)防止變形并對準(zhǔn)孔位吊直、居中送入。先靠自重緩慢沉入，當(dāng)靠自重不再下沉?xí)r開啟振動(dòng)錘，下放到設(shè)計(jì)位置。然后斷開鋼筋籠的連接，緩慢連續(xù)振動(dòng)拔出鋼管。鋼筋籠過長時(shí)，可分2段吊放，采用電焊連接。⑦樁體達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才能進(jìn)行基坑開挖。

3.2 基坑西側(cè)和北側(cè)

因場地較寬，決定采用放坡開挖，用土釘墻工藝進(jìn)行支護(hù)。

土釘墻施工工藝：修整工作面→測量放線→鉆孔→放置桿體→掛網(wǎng)、上加強(qiáng)筋→注漿、補(bǔ)漿→噴射混凝土→土釘監(jiān)測。

3.2.1 開挖修整工作面

基坑放坡開挖，邊坡面應(yīng)修平整，然后按設(shè)計(jì)設(shè)置土釘孔位?；舆吰卤仨毎匆蠓植介_挖，每層深度應(yīng)控制在土釘孔位下0.50 m左右，嚴(yán)禁超深削坡。

3.2.2 鉆孔、置入桿體

采用人工洛陽鏟成孔，成孔時(shí)應(yīng)控制好成孔角度。成孔結(jié)束，放置土釘桿體。桿體每隔2 m須焊接有支架。

3.2.3 攪拌水泥漿

成孔的同時(shí)，按設(shè)計(jì)配比現(xiàn)場攪拌素水泥漿（水泥凈漿），水灰比為1∶2.攪拌均勻后，放入漿液池中待用。現(xiàn)場技術(shù)人員嚴(yán)格控制水灰比，漿液池中素水泥漿留放時(shí)間不得超過終凝時(shí)間，控制在3 h之內(nèi)用完。

3.2.4 注漿

待一批土釘?shù)闹鹘疃挤湃牒?，用注漿泵統(tǒng)一注漿，要求須將注漿管插到距孔底20 cm處，確保土釘鉆孔內(nèi)的注漿質(zhì)量。素水泥漿采用P.S.A32.5水泥攪拌制作。注漿采用軟塑料管從孔底注漿，每孔至少在注漿后再補(bǔ)漿1～2次。

3.2.5 披掛面層鋼筋網(wǎng)

邊坡修整后，采用鋼筋網(wǎng)。相鄰兩片鋼筋網(wǎng)搭接長度不小于300 mm，用火燒絲綁扎結(jié)實(shí)。另外，面層網(wǎng)上每平方米綁設(shè)一塊墊塊，使面層網(wǎng)與基坑土坡面之間留有2 cm的空隙，以保證面層鋼板網(wǎng)留有2 cm的砼保護(hù)層，充分發(fā)揮鋼板網(wǎng)骨架的作用。

3.2.6 焊接加強(qiáng)筋

掛網(wǎng)之后，焊接橫向、豎向加強(qiáng)鋼筋，把所有土釘桿體與加強(qiáng)筋連接起來，使土釘桿體、面層網(wǎng)、加強(qiáng)筋構(gòu)成一個(gè)完整的骨架。

3.2.7 面層施工（噴射砼面層）

噴射混凝土作業(yè)必須分片分段依次進(jìn)行，噴射順序自下而上。

噴射機(jī)應(yīng)密封性良好，輸料連續(xù)、均勻；空壓機(jī)應(yīng)滿足噴射機(jī)工作風(fēng)壓和耗風(fēng)量的要求。

噴射機(jī)司機(jī)應(yīng)按規(guī)程操作，作業(yè)開始時(shí)，先送風(fēng)，后開機(jī)，再給料。結(jié)束時(shí)，應(yīng)待料噴完后再關(guān)風(fēng)。向噴射機(jī)供料應(yīng)連續(xù)均勻，料斗內(nèi)保持足夠的存料。

3.3 基坑?xùn)|側(cè)

因地方拆遷干擾、場地較狹小及工期壓力原因選擇采用工字鋼樁支護(hù)。此項(xiàng)工藝主要為專用工字鋼打拔樁機(jī)進(jìn)行操作，相對而言，工藝比較簡單便捷，此處不再詳述。

4 結(jié)束語

大型深基坑支護(hù)新工藝與項(xiàng)目工期、成本和項(xiàng)目能否正常進(jìn)行關(guān)系重大。根據(jù)不同的條件環(huán)境，可以選擇最適宜的方法和措施來解決基坑支護(hù)問題。對工藝尤其是新工藝的應(yīng)用，對方案的比較和優(yōu)化，綜合考慮對各種新工藝和方案的應(yīng)用，是在復(fù)雜環(huán)境和條件下解決大型深基坑最合理實(shí)施方案的有效途徑。