邱中林

(寶鋼工程技術(shù)集團有限公司,上海 201900)

基坑圍護工程施工技術(shù)淺析

邱中林

(寶鋼工程技術(shù)集團有限公司,上海 201900)

基坑施工是建筑工程施工的基礎(chǔ)性工作,基坑施工質(zhì)量的好壞直接影響著建筑項目后續(xù)施工的操作質(zhì)量,本文以光亮退火機組基坑圍護工程為例,從基坑圍護、施工技術(shù)兩處著手,闡明了基坑工程相關(guān)施工技術(shù)的實施要點。

基坑 鉆孔灌注樁 旋噴樁 鋼支撐 開挖

就建筑項目來說，扎實的基礎(chǔ)是確保工程施工質(zhì)量的前提，確?；A(chǔ)項目的施工質(zhì)量是保證建筑工程順利實施的前提，基坑施工是建筑項目基礎(chǔ)施工的重要組成部分，對建筑項目有著至關(guān)重要的影響。下文將以具體工程為例，詳細闡述基坑工程鉆孔灌注樁施工技術(shù)、旋噴樁施工技術(shù)、鋼支撐施工技術(shù)、開挖施工技術(shù)的實施要點。

1 工程概況

光亮退火機組基坑圍護工程位于原有廠房內(nèi)，周邊環(huán)境復雜，地質(zhì)條件差，基坑內(nèi)標高有多種：-3.6m，-4.2m，-4.3m，-4.6m，-5.5m，-6.5m，-7.2m等，基坑支護和開挖都非常不便。本工程基坑極不規(guī)則，長度最長124.2m，最寬34.4m，±0.000相當于絕對標高3.28m；自然地坪標高-0.2m，廠房高度10m，吊車梁下翼緣標高5.9m。施工順序依次為：圍護鉆孔灌注樁→砼圈梁施工→止水帷幕旋噴樁→工程樁(鉆孔灌注樁)→坑底加固旋噴樁→鋼支撐施工→土方開挖。

2 基坑圍護

本基坑-5.5m，-7.2m，-6.8m采用鉆孔灌注樁圍護，高壓旋噴樁止水，一道鋼支撐的設(shè)計方案，-3.6m，-4.2m，-4.3m基坑采用高壓旋噴樁做重力式擋墻，部分高低差采用高壓旋噴樁處理。由于基坑的坑底標高較多，圍護結(jié)構(gòu)的斷面較為復雜。有∮600和∮800的灌注樁，鋼筋配筋也不同，旋噴樁的厚度也有所不同?；訃o樁位示意圖如圖1所示。

圖1 基坑圍護樁位示意圖

3 施工技術(shù)

3.1 鉆孔灌注樁施工技術(shù)

在建筑工程中運用鉆孔灌注樁施工技術(shù)，首先必須對場地進行整理和測量，其次實施鉆孔護筒的埋設(shè)，護筒埋設(shè)好之后，實施鉆機就位、成孔、下鉆、清孔、排放泥漿等步驟。

首先，在實施場地清理和測量的過程中，必須將鉆孔施工場地的地表雜物清除掉，同時對鉆孔場地實施夯壓操作，讓建筑鉆孔場地的密實度符合要求，測量工作的實施要點如下：運用經(jīng)緯儀等檢測器具，對施工樁基部位和高程實施放線檢測，確定下樁基施工的樁深和樁基頂部的標高，測量誤差必須控制在十毫米之下。其次，實施鉆孔護筒埋設(shè)的時候，一般情況下會采用鋼制材質(zhì)制作鉆孔護筒，護筒鋼材質(zhì)通常會采用四毫米厚度的鋼板進行，為了防止由于鋼板厚度不夠?qū)е碌淖冃吻闆r的發(fā)生，一般會通過加筋的方式對成型護筒的中下端部位實施焊接加固操作，確保護筒埋設(shè)滿足施工時所必需的剛度與厚度要求。實施鉆孔護筒埋設(shè)的時候，護筒埋設(shè)的軸線必須和施工時所必需的厚度、剛度成中心對稱，埋設(shè)鉆孔護筒的底部應(yīng)該和周圍有著緊密的接觸。鉆孔施工過程中，一旦發(fā)生傾斜、偏移、沉陷等情況，應(yīng)立即停止糾正，鉆孔施工的速度應(yīng)由慢逐漸加快，鉆孔施工力度也應(yīng)由小到大進行控制變化。鉆孔施工過程中，應(yīng)注意通過沖洗循環(huán)方式進行鉆進成孔，鉆進時注意控制鉆孔內(nèi)泥漿的比重，鉆孔施工操作一定要規(guī)范化和專業(yè)化，防止塌孔問題出現(xiàn)。在鉆孔成型進行下鉆施工的過程中，通常鉆頭距離鉆孔底部位置的距離約在50mm到80mm之間，并應(yīng)注意對于泥漿泵的啟動時間進行合理控制。鉆孔結(jié)束后，進行第一次清孔。清孔時將鉆具提離孔底100～200mm，緩慢回轉(zhuǎn)，使鉆頭原地空轉(zhuǎn)15～20鐘左右，以便把孔底殘余淤泥磨成泥漿沖出，確保第一次清孔后孔內(nèi)無泥塊，無粒徑較大的沉渣。鋼筋籠制作前將主筋校直，清除鋼筋表面污垢、銹蝕，鋼筋下料時準確控制下料長度。鋼筋籠按設(shè)計圖紙進行分節(jié)制作：主筋采用單面搭接焊，搭接長度大于10d，焊接縫寬度不小于0.7d，厚度不小于0.3d，且同一截面的接頭不超過該截面主筋總數(shù)的50%。發(fā)現(xiàn)彎曲、變形鋼筋要作調(diào)直處理。制作鋼筋籠時采用控制工具，標定主筋間距，以便在孔口搭接焊時保持鋼筋籠垂直度。在鋼筋籠的兩側(cè)焊接定位墊塊，鋼筋籠水平方向每側(cè)兩列，每列墊塊縱向間距為4m。成型的鋼筋籠平臥堆放在平整干凈的地面上，堆放層數(shù)不超過兩層。鋼筋籠在吊運過程中嚴禁高起高落，采取雙點吊，吊點位置在加強箍筋部位，防止鋼筋籠在起吊、運輸和安裝中變形。鋼筋籠安裝入孔時，保持垂直狀態(tài)，對準孔位徐徐輕放，避免碰撞孔壁，放至設(shè)計標高后，將吊筋用鋼管橫掛在孔口護筒或焊固在機架底盤；下籠過程中若遇阻礙不可強行下放，必須查明原因，酌情處理后再繼續(xù)下籠。上、下節(jié)籠主筋焊接部位表面污垢應(yīng)予清除，上、下節(jié)籠各主筋位置要校正，且上、下節(jié)籠保持垂直狀態(tài)時方可施焊。焊接時兩面對稱施焊。每節(jié)籠子焊接完畢后補足焊接部位的箍筋，并按規(guī)定經(jīng)中間驗收合格后，方可繼續(xù)下籠進行安裝。為防止提升導管時帶動鋼筋籠，嚴禁將彎曲或變形的鋼筋籠下入孔內(nèi)。鋼筋籠、導管下好后，采用正循環(huán)清孔。清孔結(jié)束后，孔內(nèi)保持水頭高度。二次清孔后測出孔底沉渣厚度≤10cm，泥漿指標為1.15～1.20，含砂量為4%左右，方可停止清孔。測定孔底沉渣，用標準測錘測試，測繩讀數(shù)一定要準確，用3～5孔后校正一次。清孔結(jié)束后，盡快灌注混凝土，其間隔時間不大于30分鐘。若超過30分鐘，必須重新進行清孔。施工時采用商品混凝土?；炷吝\至澆注地點時，檢查其均勻性和坍落度?；炷翝补嗬脴都芷鸬趸炷翆Ч埽捎脤Ч芑仨敺ㄟM行水下砼灌注。水下混凝土澆灌在二次清孔后的30分鐘內(nèi)進行?；炷脸豕鄷r，導管內(nèi)須安裝球膽或隔水栓，其懸掛鐵絲在初灌混凝土足量后，方可截斷。混凝土的初灌量須保證混凝土灌入后，導管埋入混凝土面以下深度不少于0.8～1.3m。混凝土灌注過程中，導管自始自終埋于混凝土中，嚴禁提出混凝土面。導管埋入混凝土面深度以3～10m為宜，最少不得＜2m。導管勤提勤插，一次提管控制在6m以內(nèi)，要注意控制混凝土的澆灌速度，尤其當水下混凝土澆灌接近鋼筋籠底端時，澆灌速度應(yīng)放慢，提升導管要平穩(wěn)謹慎，避免出料沖擊過大或?qū)Ч芙庸裤^帶鋼筋籠造成鋼筋籠上拱(浮籠)。水下混凝土在灌注過程中，充分利用導管的提升反插作用，來達到擠壓搗實灌入孔內(nèi)水下混凝土的目的，使之與周圍土體更加緊密結(jié)合。在混凝土澆灌時，經(jīng)常測定混凝土面的上升高度，并根據(jù)灌入量與上升高度計算各樁段的充盈系數(shù)，充盈系數(shù)為1.1～1.3?；炷翆嶋H澆灌高度必須高出樁頂1m以上，混凝土的灌注只有在樁頂標高和強度確認滿足設(shè)計要求時才可停止。混凝土澆灌結(jié)束，及時割斷吊筋，上部混凝土初凝后，拔出護筒，清除孔口泥漿及混凝土殘漿。

3.2 旋噴樁施工技術(shù)

首先，樁位測設(shè)偏差不大于50mm。鉆機安放在設(shè)計的孔位上并保持垂直，垂直度允許偏差小于1%。噴射注漿以鉆機成孔，各樁成孔深度大于設(shè)計深度0.2m，成孔時用水平尺檢查鉆機機架垂直度，樁機墊平墊穩(wěn)。旋噴機架就位，噴管位于自然懸吊狀態(tài)時，噴管中心必須垂直對準孔心，保證噴管提升和旋轉(zhuǎn)，漿液首先進行高速攪拌，在攪拌機內(nèi)攪拌時間不小于五分鐘且連續(xù)制漿。已制成待用的漿液應(yīng)采用低速攪拌，以防止沉淀。漿液存放有效時間，當環(huán)境溫度10℃以下時，不超過5小時，當環(huán)境溫度10℃以上時，不超過3小時。當漿液存放超過有效時間，必須予以廢棄。當噴管下至設(shè)計深度以下10cm左右開始拌送水泥漿，然后開啟壓縮空氣，送漿30秒后且孔口冒漿正常時方可旋噴提升，提升速度必須控制在12cm/min，漿液壓力16Mpa，水灰比0.5，漿液內(nèi)摻2%水玻璃。噴注中如上節(jié)噴管要卸除，下節(jié)噴管繼續(xù)作業(yè)時，必須待下部噴管高出井口裝置20cm以上方可停止噴注，接鉆桿后要保證搭接10cm。因旋噴樁成樁后樁頂可能有一個收縮過程，噴射灌漿完畢后，繼續(xù)向孔內(nèi)灌注水泥漿液，保證樁體頂標高。噴漿成樁結(jié)束后，拔出鉆桿，同時用清水清洗送漿泵，鉆桿及輸漿管道等，然后移位，進行下一根樁的施工。現(xiàn)場放置兩個采用10mm厚鋼板制作的活動泥漿箱(4×2×2m)，及時收集廢泥漿渣土，保證施工現(xiàn)場的整潔。主要設(shè)計參數(shù)如下：樁徑：800mm；止水樁水泥摻量20%：400kg/m3(采用P42.5普通硅酸鹽水泥)，重力式擋墻水泥摻量28%，500kg/m3。噴射注漿：壓力16MPa，流量≥50L/min；噴射注漿管：提升速度12cm/min，旋轉(zhuǎn)速度10r/min。

3.3 鋼支撐施工技術(shù)

首先測定鋼支撐的中心標高(-2.400m)，在砼圈梁上放出中心點，以確定鋼支撐的安裝位置。其次，鋼支撐必須吊裝到位，松開吊鉤，將2臺100t液壓千斤頂放入頂壓位置，接通油管后開泵施加預應(yīng)力。預應(yīng)力施加到位后，在活絡(luò)頭中鍥緊墊塊，并燒焊牢固，然后回油松開千斤頂，即完成支撐的安裝。施工時保證千斤頂頂伸力一致。施工中，先仔細檢查各節(jié)點的焊接情況，全部節(jié)點檢查合格后，再逐步施加預應(yīng)力。

3.4 土方開挖施工技術(shù)

基坑開挖遵循的原則：先撐后挖，分層開挖，嚴禁超挖，先中間后四周。在鋼支撐安裝完成后，即開始土方施工。土方開挖從6-46向6-41線推進。先用1.2m3挖掘機開挖-1.500m至-5.5m土方，成一定作業(yè)面后，用吊車吊入0.5m3的小挖機配合挖至設(shè)計標高?？紤]到挖機進入基坑對支撐系統(tǒng)的影響，防止土體失穩(wěn)影響支撐穩(wěn)定。由于挖土機械需在支撐上空運作，所以必須覆實土高于支撐面1m，并架空鋪設(shè)路基箱作為臨時行走道路。因此，整個支撐體系將不會受到荷載壓力。挖機進入基坑距支撐的安全距離不小于500mm。挖土臨時邊坡為1：3。開挖過程中嚴禁觸碰鋼支撐，基坑周邊堆載不大于20KPa。為防止擾動基底土層，挖土距基底約200～300mm時，停止用機械挖土，余土由人工挖至設(shè)計標高，再由0.5m3小挖土機轉(zhuǎn)運至1.2m3大挖土機送到地面外運。配合挖機修坡清底的人員在清底時，同時將排水溝和集水井挖出，每個集水井內(nèi)設(shè)置一臺潛水泵將水排至臨時排水溝內(nèi)。開挖過程中，隨挖隨澆搗墊層?？刂埔罁?jù)為當開挖約200m2左右的土方后，墊層需跟進澆搗；施工中必須確實保證墊層的平整度、厚度和強度。挖土示意圖如圖2所示。

圖2 挖土示意圖

4 基坑監(jiān)測

墻頂沉降測量采用精密水準儀，按國家二等水準要求觀測。以附合或閉合路線在水準路線上聯(lián)測各監(jiān)測點，以水準控制點為基準，測算出各監(jiān)測點標高。同一測點相鄰兩次標高差即為本次該測點沉降量，第一次沉降量累加至當次本次沉降量即為該測點累計沉降量。墻頂水平位移測量按小角度法進行觀測。在平行與基坑圍護墻延長線上的平面控制點設(shè)工作站，取遠方50米外位置穩(wěn)定、成象清晰的永久性目標作固定后視方向分別測出各監(jiān)測點相對后視的夾角，每次四測回取平均值A(chǔ)。光電測距量出測站至監(jiān)測點邊長S。同一測點相鄰兩次測角差dA=Ai-Ai-1，從而計算出該測點本次位移量，第一次位移量累加至當次本次位移量即為該測點累計位移量。在埋設(shè)澆灌混凝土后第一天，用清水沖洗管中泥漿水，檢查測斜管安裝質(zhì)量，例如管內(nèi)有無異物堵塞、深度是否與埋設(shè)深度相當?shù)?。第一次測斜前，檢查是否有滑槽現(xiàn)象等。

5 結(jié)語

綜上所述，基坑圍護工程是一項施工程序繁復的綜合性工程，施工技術(shù)的合理運用是確保建筑工程基坑施工質(zhì)量的前提，本文緊密結(jié)合具體工程案例，詳細闡述了基坑圍護工程施工技術(shù)的實施要點。

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[2]楊麗.鉆孔灌注樁施工技術(shù)與質(zhì)量控制方法[J].建筑施工,2013(29).