鄭金江

(中鐵十六局集團(tuán)第四工程有限公司，北京 101400)

0 前 言

近年來，高層房屋建筑規(guī)模逐步擴(kuò)大，相應(yīng)的深基坑支護(hù)也成為施工中的重點(diǎn)內(nèi)容。其施工質(zhì)量將直接影響到建筑整體品質(zhì)，與居民安全息息相關(guān)[1]。高層建筑工程領(lǐng)域加大力度做好深基坑支護(hù)具有必要性。結(jié)合基坑形式選擇合適的綜合支護(hù)方式，值得工程人員對(duì)相關(guān)技術(shù)做深入分析。

1 工程概況

東鐵營柵戶區(qū)改造回遷安置房及配套設(shè)施項(xiàng)目，其建設(shè)于北京市豐臺(tái)區(qū)宋莊路東側(cè)，主體結(jié)構(gòu)包括1#、2#樓、S1#～S4#樓、P1#樓及相關(guān)附屬結(jié)構(gòu)。本項(xiàng)目基坑工程規(guī)模較大，東西長142.0 m，南北長68.0 m，基坑整體呈長方形，開挖面積8 280 m2，基坑深度10.8 m，區(qū)域內(nèi)自然地面標(biāo)高-0.30 m。

2 地質(zhì)情況

根據(jù)勘探結(jié)果顯示，基坑內(nèi)地層分人工堆積層和第四紀(jì)沉積層，結(jié)構(gòu)較為松散，且勘探過程中共測到3層地下水，見表1。

表1 地下水情況表 單位：m

3 深基坑支護(hù)工藝

松軟地層及地下水對(duì)基坑的穩(wěn)定性影響較大，因此，采用護(hù)坡樁、錨索、攪噴樁進(jìn)行基坑下部支護(hù)、磚混擋墻進(jìn)行基坑上部支護(hù)，采用攪噴樁與護(hù)坡樁搭接形成止水帷幕，并結(jié)合土釘墻進(jìn)行基坑止水。

護(hù)坡樁強(qiáng)度大、樁身長、樁體嵌入基坑底部達(dá)4.7 m，結(jié)合預(yù)應(yīng)力錨索的拉力，加上樁頂冠梁的橫向連接形成強(qiáng)有力的作用體系，可有效對(duì)基坑下部土體進(jìn)行支護(hù)?；由喜坎捎么u混擋墻結(jié)合構(gòu)造柱，可有效對(duì)基坑上部土體進(jìn)行支護(hù)[2]。通過在護(hù)坡樁間設(shè)置攪噴樁，可加強(qiáng)樁間土體的強(qiáng)度并形成止水帷幕，結(jié)合外層土釘墻可實(shí)現(xiàn)基坑內(nèi)的地下水控制。圖1為基坑支護(hù)剖面圖。

圖1 基坑支護(hù)剖面圖

3.1 基坑開挖

首先使用挖掘機(jī)將基坑開挖至-2.3 m處，將開挖土外運(yùn)，此高度為護(hù)坡樁樁頂位置。將場地整平后作為護(hù)坡樁、磚混擋墻的施工場地。

3.2 護(hù)坡樁施工

護(hù)坡樁采用長螺旋中心壓灌混凝土后插入鋼筋籠的工藝。該技術(shù)首先灌注混凝土再進(jìn)行鋼筋籠放置，可省去泥漿護(hù)壁環(huán)節(jié)。護(hù)坡樁采用長螺旋鉆機(jī)成孔，混凝土輸送泵壓灌泌水性好、和易性好的預(yù)拌混凝土，邊灌注混凝土邊提鉆，保證鉆頭位于混凝土面1 m以下。保證灌注充盈系數(shù)大于1.05～1.2，宜<1.3。

鋼筋籠統(tǒng)一制作，吊車吊起并垂直放入孔內(nèi)，首先依靠其自身重力下沉，在下沉到一定深度后利用振動(dòng)裝置輔助鋼筋籠下放。鋼筋籠插入過程應(yīng)連續(xù)一氣呵成，避免出現(xiàn)停頓。護(hù)坡樁采用間隔成樁，施工樁孔與新澆筑完成的樁體間的安全距離≥4倍樁徑，或間隔≥36 h。施工中鉆孔施工應(yīng)該確保鉆孔垂直、傾斜不超過5%。

3.3 冠梁施工

護(hù)坡樁鑿除樁頭并檢測合格后進(jìn)行樁頂冠梁施工，冠梁的結(jié)構(gòu)尺寸為900×600 mm、700×500 mm。冠梁的主要作用是將護(hù)坡樁橫向連為整體，增強(qiáng)護(hù)坡樁的整體防護(hù)效果。

使用小型挖掘機(jī)開挖樁間土體，并放樣出梁頂標(biāo)高及樁中心線。冠梁鋼筋在加工場統(tǒng)一加工，運(yùn)至現(xiàn)場由人工安裝并支立組合式鋼模板，模板拼縫嚴(yán)密、線形順直。

混凝土標(biāo)號(hào)C25，在攪拌站統(tǒng)一拌制，運(yùn)送至現(xiàn)場后檢查坍落度、和易性等指標(biāo)，混凝土采用分層澆筑，使用振搗棒振搗密實(shí)。

3.4 磚混擋墻施工

磚混擋墻在冠梁施工完成后進(jìn)行，墻體寬度為370 mm，高度2 m，墻體內(nèi)每隔2 m設(shè)置構(gòu)造柱。主要目的是對(duì)基坑上部的土體進(jìn)行擋護(hù)，保證基坑安全。

磚混擋墻結(jié)合鋼筋混凝土構(gòu)造柱的結(jié)構(gòu)體系，可增強(qiáng)擋墻自身強(qiáng)度及支護(hù)能力，對(duì)基坑上部土體提供有效的支護(hù)。砌筑采用“一鏟灰、一塊磚、一揉壓、一灌縫”的方法，采用鉛垂線及放樣結(jié)果控制墻體的垂直度及線型。墻體灰縫內(nèi)砂漿要飽滿密實(shí)、深淺一致。

3.5 止水帷幕

基坑四周的護(hù)坡樁施工完成后，因樁間土體外露，地下水會(huì)沿樁間土體流出，導(dǎo)致基坑穩(wěn)定性下降甚至垮塌。本項(xiàng)目在相鄰護(hù)坡樁之間加設(shè)攪噴樁，與護(hù)坡樁連為整體形成止水帷幕，見圖2。

攪噴樁是在長螺旋鉆機(jī)的基礎(chǔ)上增加一根高壓注漿管，在螺旋鉆桿旋轉(zhuǎn)的同時(shí)高壓注入水泥漿，將土體改變成水泥土攪拌樁，樁體直徑1 m。

根據(jù)測量放樣結(jié)果挪動(dòng)鉆機(jī)就位，并利用經(jīng)緯儀校準(zhǔn)鉆桿垂直度，要求孔位偏差在50 mm以內(nèi)，垂直度控制在0.5%以內(nèi)，鉆孔直徑>1.1 m，施工中發(fā)現(xiàn)孔斜及時(shí)糾正。起動(dòng)鉆機(jī)后調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速，開啟高壓泵調(diào)至設(shè)計(jì)壓力，放松卷揚(yáng)機(jī)使攪拌頭自上而下切土、拌和、下沉直至樁底。

鉆機(jī)鉆進(jìn)和提升速度宜控制在0.2～0.4 m/min，同時(shí)均勻、連續(xù)注入拌制好的水泥漿液。每根樁應(yīng)根據(jù)地層情況上下攪拌1～2次。水泥漿液采用P.S.A32.5級(jí)礦渣水泥，水泥加膨潤土漿液的水灰比為1∶0.75。

圖2 止水帷幕示意圖

3.6 錨索施工

本項(xiàng)目在攪噴樁上設(shè)置錨索，通過錨索與攪噴樁的整體作用增強(qiáng)整體支護(hù)效果，提高基坑周邊土體的穩(wěn)定性[3]。

基坑開挖至錨索設(shè)計(jì)標(biāo)高以下50 cm處，平整場地，放樣出錨索位置并挪動(dòng)鉆機(jī)就位。錨索成孔采用常規(guī)長螺旋鉆機(jī)同時(shí)壓水泥漿濕作業(yè)成孔的工藝，漿液通過中空鉆桿借助泥漿泵與泥漿池進(jìn)行反復(fù)循環(huán)，水泥漿控制在1.0～1.2。施工中控制鉆機(jī)鉆桿的水平傾角，保證鉆桿的水平投影始終垂直于坑壁。

錨索由鋼絞線制成，采用箍環(huán)及擴(kuò)張環(huán)制作成波浪狀，注漿管從錨索中心部位穿過。鉆至設(shè)計(jì)深度后放入錨索及注漿管，注漿管深入距孔底50～100 mm的位置，確?？椎追礉{順利。采用注漿泵向孔內(nèi)注入水泥漿，水灰比0.5，注漿壓力≥1 MPa，在注漿錨固體初凝后進(jìn)行二次注漿補(bǔ)強(qiáng)。

錨固體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%即可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。張拉前先取設(shè)計(jì)軸向力的0.1倍對(duì)錨桿預(yù)張拉1～2次，進(jìn)行錨具受力調(diào)整再正式張拉。鋼絞線正式張拉時(shí)宜分3～4次張拉至設(shè)計(jì)荷載，回縮鎖定在設(shè)計(jì)預(yù)加力荷載后停留5～10 min，在預(yù)應(yīng)力沒有明顯衰減時(shí)用夾片鎖緊。

3.7 土釘墻

止水帷幕施工完成后在外側(cè)施作土釘墻，以增強(qiáng)基坑止水能力。土釘墻開挖高度4.74 m，放坡系數(shù)1∶0.4，設(shè)置三排土釘，每排土釘設(shè)置一道通長的Ф14水平壓筋，且與土釘端部彎鉤相焊接。

土釘材質(zhì)為Φ48×3.5 mm的鋼花管，前端做成錐形，管身鉆注漿孔，采用洛陽鏟成孔或氣錘打入，穿過止水帷幕時(shí)可采用水泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)工藝。土釘放入孔內(nèi)后采用孔底注漿的方式注入水泥漿，水灰比為0.5，孔口反漿后再加壓注漿兩次，保證注漿效果。

土釘外部鋪設(shè)Φ8鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格尺寸200 mm×200 mm，網(wǎng)片搭接長度>300 mm，并沿水平方向設(shè)置Φ14鋼筋，并與錨筋端部彎鉤焊接，間距同于土釘縱向間距。面層噴射C20混凝土，厚度10 cm，采用濕噴機(jī)施工。

土釘墻翻邊采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)尺寸10 cm×100 cm(高×寬)，內(nèi)設(shè)Φ16主筋及Φ6.5箍筋，為土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體受力起著重要的作用。

4 結(jié)束語

東鐵營柵戶區(qū)改造回遷安置房及配套設(shè)施項(xiàng)目深基坑施工，采用了護(hù)坡樁、錨索、磚混擋墻、攪噴樁、護(hù)坡樁及土釘墻形成綜合的支護(hù)、止水體系，加強(qiáng)了基坑施工質(zhì)量及施工安全。同時(shí)護(hù)坡樁的施工省去了泥漿護(hù)壁環(huán)節(jié)，有利于施工環(huán)保，節(jié)約了施工成本。

基于深基坑支護(hù)綜合施工技術(shù)的應(yīng)用，可提高高層建筑基礎(chǔ)部分施工質(zhì)量及施工安全，有助于減少安全隱患。當(dāng)然，深基坑支護(hù)技術(shù)復(fù)雜，如地質(zhì)條件、材料等均會(huì)對(duì)正常施工造成干擾，因而要視實(shí)際情況而定，形成合適的施工方案，兼顧質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)效益兩方面要求。

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