馬艷軍

（中核華辰建筑工程有限公司，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

0 前言

新型城鎮(zhèn)用地的局限性日益凸顯，對高大建筑的剛性需求持續(xù)提升，建筑深基坑施工工程頻繁出現(xiàn)。深基坑施工工程周邊地質(zhì)環(huán)境高度復(fù)雜，傳統(tǒng)基坑支護(hù)技術(shù)無法滿足深基坑支護(hù)要求。因此，研究建筑工程中深基坑支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用具有非常突出的現(xiàn)實(shí)意義。

1 工程概況

一深基坑支護(hù)工程位于礦區(qū)，基坑呈矩形，開挖長度為115.5m，寬度為61.0m，1∶7的坡道長度為105.0m，寬度為9.0m，基坑占地面積在7064.0m左右?，F(xiàn)場自然地面平均標(biāo)高為-0.3m，基坑±0.00對應(yīng)絕對標(biāo)高為1464.9m，開挖最大深度為23.36m。西南側(cè)、東南側(cè)均具有建筑物，西北側(cè)、東北側(cè)則分別為行車道、出土通道。

因基坑深度較大，為一級(jí)基坑，地下水位以下部分?jǐn)M選用樁錨支護(hù)樁+降水井降水形式支護(hù)，地下水水位以上部分（-0.3m～-5.3m）則選用放坡+土釘墻+高壓旋噴帷幕支護(hù)。

2 深基坑支護(hù)施工特點(diǎn)分析

2.1 地質(zhì)條件復(fù)雜

深基坑位于既有基坑內(nèi)部，基坑支護(hù)頂面標(biāo)高在-15.35m～17.50m，場地地層較為復(fù)雜，涉及第三系上新統(tǒng)勒河組、前震旦系敦煌群變質(zhì)巖幾個(gè)地層，地質(zhì)內(nèi)涵細(xì)砂、黏土、強(qiáng)風(fēng)化花崗片麻巖、中風(fēng)化花崗片麻巖等多種成分，地質(zhì)條件較為復(fù)雜。

2.2 地下水位高

深基坑支護(hù)工程地下水為孔隙潛水和少量基巖裂隙水，埋深達(dá)6.0m?；油练介_挖期間水位下降到操作面以下0.5m～1.0m，綜合滲透系數(shù)在8.5m/d左右，地下水位處于較高水平，且滲透風(fēng)險(xiǎn)較高，對支護(hù)作業(yè)提出了較高的要求。

2.3 周邊環(huán)境多樣

深基坑支護(hù)工程為典型的坑中坑形式，東南側(cè)、西南側(cè)與現(xiàn)有基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)相鄰，水平距離在2.1m左右；而基坑?xùn)|北側(cè)已進(jìn)行在建筏板基礎(chǔ)施工，場地較為狹?。换游鞅眰?cè)場地開闊，開挖深度較大?？傮w環(huán)境較為復(fù)雜，需要根據(jù)周邊環(huán)境擬定適宜的施工方案。

3 建筑工程中深基坑支護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 樁錨支護(hù)樁+降水井降水支護(hù)

樁錨支護(hù)樁+降水井降水支護(hù)是建筑工程中深基坑地下水位以下主要支護(hù)技術(shù)，包括圍護(hù)樁施工、冠梁施工、預(yù)應(yīng)力錨索施工以及降水井降水幾個(gè)環(huán)節(jié)。

圍護(hù)樁是由支護(hù)樁、帷幕樁搭接而成的樁基，案述建筑工程深基坑支護(hù)樁樁徑為800mm，相鄰樁之間距離為1400mm，樁端入中風(fēng)化基巖深度大于等于2.0m，混凝土強(qiáng)度為C30，坍落度為180mm～220mm；案述建筑工程深基坑支護(hù)用帷幕樁的樁徑、相鄰樁之間距離與支護(hù)樁一致，但樁端進(jìn)入中風(fēng)化基巖深度較小，≥0.5m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C15，坍落度為180mm～220mm。根據(jù)施工設(shè)計(jì)文件，利用1臺(tái)280型旋挖鉆機(jī)、1臺(tái)400型打拔機(jī)，先旋挖鉆孔，完成帷幕樁施工，再進(jìn)行支護(hù)樁施工，相鄰樁之間間隔時(shí)間應(yīng)超過12h（施工流程如圖1所示）。

圖1 圍護(hù)樁施工流程

在圍護(hù)樁施工作業(yè)過程中，施工者應(yīng)全面平整施工場地，排出多余垃圾以及積水。進(jìn)而根據(jù)前期樁位布置資料，構(gòu)建測量控制網(wǎng)，完成各個(gè)樁位點(diǎn)測放。在各個(gè)樁位點(diǎn)側(cè)放后，施工者可以將旋挖鉆機(jī)布置在樁位點(diǎn)，并利用鉆機(jī)自帶電腦控制系統(tǒng)調(diào)整鉆機(jī)桅桿水平度、機(jī)身垂直度，控制鉆頭中心、樁位中心誤差小于等于10mm。確認(rèn)無誤后，以鉆尖與樁位中心相對的形式，開啟鉆機(jī)，旋挖一段距離（1m～2m）后取出土體，下放護(hù)筒，護(hù)筒頂部超出地面30.0cm，埋設(shè)傾斜度小于1%，埋設(shè)偏差低于0.5cm，埋設(shè)后回填黏土并夯實(shí)。同時(shí)進(jìn)行樁位中心偏差復(fù)測校正，確認(rèn)無誤后，借助連續(xù)性筒式取土法，大扭矩、高轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)，成孔前對鉆頭直徑、鉆頭保護(hù)裝置、鉆頭磨損情況進(jìn)行檢查，并將鉆頭上渣土清除，孔底沉渣厚度小于200mm，排出渣土、樁孔口距離超出600cm，并對鉆桿垂直度進(jìn)行檢查，達(dá)到設(shè)計(jì)深度后停止鉆孔并清除孔內(nèi)虛松土體。

完成鉆孔后，施工者可以采用場外處理鋼筋原料、場內(nèi)分段組裝焊接的方式，按要求完成鋼筋主筋與箍筋焊接，在同一個(gè)水平面上對照中心線擺放支撐架，相鄰支撐架之間距離為2.0m，在支撐架上平直擺放鋼筋主筋，箍筋則垂直套入主筋。同時(shí)按要求纏繞細(xì)鐵絲，最終形成焊接頭數(shù)量小于1/2鋼筋數(shù)量的鋼筋籠，鋼筋籠主筋、直徑偏差均應(yīng)小于±10mm，箍筋間距偏差應(yīng)小于±20mm。在鋼筋籠焊接完畢后，按要求設(shè)置保護(hù)層支架，通過汽車吊采用扁擔(dān)起吊法對稱起吊鋼筋籠，吊點(diǎn)位于上部箍筋與主筋連接位置，數(shù)量為4～6個(gè)。進(jìn)而對準(zhǔn)孔位垂直、緩慢下放。在鋼筋籠下放到固定位置后，經(jīng)2道插杠固定，并沿軸線順直安裝φ250mm～φ280mm的4m長導(dǎo)管（無彎曲、坑凹、變形、破損、裂縫、混凝土黏附），導(dǎo)管埋深在2m～6m，底端與孔底之間距離在0.5m左右，連接位置設(shè)置密封圈，連接工具為絲扣，確?；炷两?jīng)導(dǎo)管順利進(jìn)入孔底。

在導(dǎo)管設(shè)置完畢后，根據(jù)間隔成樁思維，經(jīng)混凝土罐車直接水下澆筑，澆筑量為前期測算的初灌量，與樁孔深度相關(guān)。在澆筑混凝土接近樁頂標(biāo)準(zhǔn)高度時(shí)，進(jìn)行護(hù)筒起拔并清洗澆筑設(shè)備機(jī)具。已完成澆筑混凝土樁、臨近樁施工時(shí)間超出12h。進(jìn)而利用前期開挖土體回填上部未灌注混凝土部分場地。

整個(gè)施工過程中，施工人員應(yīng)嚴(yán)格控制圍護(hù)樁施工質(zhì)量。即在核查混凝土拌和環(huán)節(jié)原材料質(zhì)量、混凝土配合比、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、坍落度的基礎(chǔ)上，檢驗(yàn)鋼筋籠規(guī)格、品種、焊縫外觀與焊條規(guī)格、接頭質(zhì)量。在確定材料無誤后，著重控制已成孔深度，確?？咨畲笥诘扔谠O(shè)計(jì)值，且孔底沉渣厚度小于200mm。同時(shí)控制樁身軸線方向偏差小于50mm，垂直軸線方向偏差小于50mm。

案述建筑工程深基坑支護(hù)冠梁位于圍護(hù)樁頂部，可以將排樁相互連接為一個(gè)整體。樁頂冠梁長為1000mm，寬為600mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30；而腰梁位于圍護(hù)樁體腰間，需經(jīng)斜拉錨索固定，腰梁型號(hào)為工字鋼25a，固定主筋為HRB400，箍筋為HPB300。

在施工前期，施工者應(yīng)借助80型挖掘機(jī)挖出樁頭兩側(cè)寬1.5m工作面。在工作面上，沿著外側(cè)鉆孔樁測放一條高程線，經(jīng)風(fēng)鎬+人工剔鑿方式鑿出頂面平整、局部高差小于20mm樁頂面，清除樁頂浮渣并調(diào)直鉆孔樁。根據(jù)施工圖紙資料，借助全站儀、鋼卷尺測放梁板位置并標(biāo)注。同時(shí)清除梁板、下部樁體接觸表面雜質(zhì)并鑿平。

在樁頂平整處理完畢后，清除樁頂、梁板浮渣以及樁頂預(yù)留鋼筋表面銹跡，調(diào)直樁頂鋼筋。結(jié)合配筋圖綁扎冠梁縱向受力筋，縱向受力筋搭接長度與冠梁厚度一致。并穿入直徑7.5cm、長150cm的PVC（聚氯乙烯）管，確保鋼絞線順直度。

在鋼筋綁扎完畢后，經(jīng)木模板連接成支模板。支模板設(shè)置完畢后，面向同一個(gè)梁板一次性澆筑C30商品混凝土，澆筑層厚度為50mm。澆筑后，利用振動(dòng)棒密實(shí)振搗至梁板表面順直。澆筑后覆蓋養(yǎng)護(hù)3天，按順序拆模并在樁外回填土體。同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，人工剔鑿樁表面至混凝土新鮮面出露，出露后填筑M30水泥砂漿至表面平整。在平整的施工表面，直接安裝25a工字鋼焊接而成的鋼腰梁（焊縫寬度大于等于8mm），相鄰鋼腰梁之間經(jīng)綴板焊接，焊縫寬度不小于8mm。

案述建筑工程深基坑支護(hù)用預(yù)應(yīng)力錨索為強(qiáng)度等級(jí)1860MPa的鋼絞線。在正式施工前，施工人員應(yīng)借助MGL150型普通鉆機(jī)，依據(jù)帶護(hù)壁套管鉆進(jìn)工藝，在0.5MPa以上、0.8MPa以下壓力下，邊鉆進(jìn)邊攪拌注漿，直到漿液溢出孔口。若在鉆孔過程中遇異常障礙，應(yīng)及時(shí)停止鉆進(jìn)，解決阻礙后連續(xù)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度后空鉆出土。鉆進(jìn)過程中注入漿液為P.O42.5水泥與水根據(jù)0.5～0.55的水灰比均勻攪拌而成的漿液，漿液拌和用水泥應(yīng)為保質(zhì)期限內(nèi)無雜質(zhì)水泥，且拌和后水泥漿體28d抗壓強(qiáng)度應(yīng)≥20MPa。注漿位置為錨索末端1a/4～1a/3，每個(gè)注漿截面設(shè)置2個(gè)注漿孔，相鄰注漿孔之間的距離為500mm～800mm。在首次注漿后，停留30min進(jìn)行漿液補(bǔ)注。

在鉆孔完畢后，由孔底出發(fā)進(jìn)行二次壓力注漿，注漿壓力為1.5MPa以上，邊注漿邊緩慢拔出注漿管，注漿30min后進(jìn)行1次或3次漿液補(bǔ)注，避免孔口滲漏。

在注漿工作開展的同時(shí)，現(xiàn)場制作安裝預(yù)應(yīng)力錨索，錨索成孔直徑為（150±50）mm，傾斜度≤3°。當(dāng)錨索桿體強(qiáng)度達(dá)到15MPa（設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%）時(shí)，根據(jù)GB50086-2015的相關(guān)要求，進(jìn)行張拉鎖定。整個(gè)張拉過程中，需要在控制張拉力的同時(shí)，進(jìn)行伸長值的校核。一般需要先選擇0.09～0.18倍鎖定值進(jìn)行1次～2次預(yù)張拉，維持10min～15min后進(jìn)行鎖定。預(yù)張拉即以單根預(yù)應(yīng)力鋼絞線為對象，進(jìn)行預(yù)先緊張操作，確定錨索各股預(yù)應(yīng)力鋼絞線應(yīng)力均衡后進(jìn)行整索張拉。在整索張拉到鎖定值并鎖定后，留設(shè)5cm長以上、10cm以內(nèi)的鋼絞線，經(jīng)機(jī)械切割截除多余部分。

在降水井降水施工期間，施工者可以根據(jù)現(xiàn)場紅線點(diǎn)，經(jīng)全站儀測放降水井位置。確定降水井位置后，借助帶一字鉆頭的沖擊型鉆機(jī)沖擊成孔，孔徑為600mm，孔徑偏差應(yīng)小于±20mm。成孔后，利用明排方式，在降水井一側(cè)地面以上500mm位置布置排水管線。而主排水管則選擇暗排方式，在地表以下1500mm位置穿鋼管埋設(shè)。進(jìn)而經(jīng)鉆孔中心，采用鋼絲捆綁竹板的方式完成井管（2根φ219mm鐵管主管+若干集水支管）安裝，控制井管安裝深度誤差小于10cm，環(huán)狀間隙寬度相對均衡。安裝井管后，沿著井管周邊均勻填入礫石濾料（圖2）。進(jìn)而在4h內(nèi)經(jīng)隔離塞分段、多次洗井?；蛘咴?.3MPa～0.7MPa壓力下從上層至下層洗井，每次洗井時(shí)間需要≥30min，確保最終出砂量小于1/20000～1/50000。

圖2 井管結(jié)構(gòu)圖

在排水管網(wǎng)布置的基礎(chǔ)上，將長2000mm、寬1200mm、深1200mm的沉淀池設(shè)置在排水出口位置。沉淀池為磚砌模式（內(nèi)壁防水處理）。在沉淀池設(shè)置完畢后，根據(jù)連續(xù)降水需求，經(jīng)二級(jí)配電箱引入電源，并借助8個(gè)三級(jí)均衡分配給水泵。同時(shí)在二級(jí)配電箱、泵接空氣開關(guān)上設(shè)置漏電保護(hù)器與TN-S保護(hù)系統(tǒng)（將工作零線N、專用保護(hù)線PE分隔），配合YC型銅芯橡膠護(hù)套絕緣電纜，確保降水井降水過程順利進(jìn)行。

在降水井降水過程中，根據(jù)深基坑支護(hù)施工區(qū)域內(nèi)地下水動(dòng)態(tài)控制需求，需要沿著降水影響范圍布置11個(gè)觀測孔，其中8個(gè)觀測孔分別位于深基坑左側(cè)、右側(cè)、上方、下方、左上、左下、右上、右下，另外3個(gè)觀測孔則位于深基坑內(nèi)側(cè)。在降水井降水期間，采用電測水位計(jì)每天觀測2次水位值。根據(jù)觀測值，及時(shí)采取回灌操作（回灌井、降水井距離大于6.0m），確保深基坑周邊環(huán)境水位變化速率小于500mm/d，管線與剛性管道位移小于3mm/d，臨近構(gòu)筑物差異沉降小于0.1/1000（為構(gòu)筑物承重結(jié)構(gòu)高度）。

在降水井降水結(jié)束后，施工者可以切斷電力能源供應(yīng)系統(tǒng)，起拔井下水泵、泵管、電纜，并分層回填原土，每層厚度為50cm。根據(jù)0.93的壓實(shí)系數(shù)回填夯實(shí)后，配合墊層包裹鋼管澆筑C30混凝土。

3.2 放坡+土釘墻+高壓旋噴帷幕支護(hù)

放坡+土釘墻支護(hù)是地下水位以上支護(hù)主要用技術(shù)，包括放坡、土釘墻施工、高壓旋噴帷幕幾個(gè)環(huán)節(jié)。

在挖掘機(jī)入場后，施工者應(yīng)分層分段開挖土體至土釘墻施工標(biāo)高，開挖順序?yàn)閺纳蠈拥较聦?、從東側(cè)到西側(cè)，每層由原地面下挖250cm，構(gòu)建土釘墻施工面。待全部土體開挖完畢后，經(jīng)載重汽車水平運(yùn)出土方，部分土方可以吊裝外運(yùn)，吊裝用汽車吊、基坑外側(cè)支腿之間距離須超出200cm。進(jìn)而根據(jù)基坑支護(hù)施工所需深度，利用2臺(tái)挖掘機(jī)同時(shí)修正坡面，配合人工將松散土體清除，坡面平整度偏差為±20mm。

首先，采用定向鉆機(jī)鉆設(shè)直徑80mm、傾角15°土釘孔。水平方向相鄰?fù)玲斂字g相距1.5m，豎直方向相鄰?fù)玲斂字g相距1.4m～1.5m。清除土釘孔內(nèi)雜質(zhì)、松散土屑，安裝IC18鋼筋制作的土釘（含長30mm、20°～30°夾角倒刺）。

其次，均勻拌制M20水泥漿（28d抗壓強(qiáng)度大于20MPa，水灰比0.5～0.55），在0.2MPa壓力下將未初凝的一次拌和漿液灌入土釘安裝孔隙，直至M20水泥漿從土釘孔底部冒出且土釘孔口泛出凈漿。同時(shí)拔出注漿管，每拔出1.0m補(bǔ)注同等長度的M20水泥漿。

再次，將φ5@160mm×160mm鋼筋網(wǎng)片牢固綁扎在基坑邊壁。

最后，從下層向上層，沿坡面垂直噴射由粒徑12.0mm以內(nèi)粗骨料配置的C20細(xì)石砼，噴頭與坡面之間相距0.6m以上、1.2m以內(nèi)。面層C20細(xì)石砼厚度為100mm，分兩次噴射，每次噴射厚度在30mm以上。噴射砼終凝后120min內(nèi)根據(jù)氣候條件灑水養(yǎng)護(hù)，連續(xù)養(yǎng)護(hù)3天～5天。

在高壓旋噴帷幕施工前，施工者應(yīng)平整場地，經(jīng)水平尺校正調(diào)整鉆機(jī)立軸、天車、孔位中心位于一條直線，偏差小于等于±5cm。進(jìn)而根據(jù)建設(shè)方提供測量基準(zhǔn)點(diǎn)，結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙，進(jìn)行樁軸線、孔口高程、孔位放樣，并將軸線基準(zhǔn)點(diǎn)投射到可觀測位置，經(jīng)木樁標(biāo)注孔位。在孔位測量放樣后，借助含合金鉆頭的地質(zhì)鉆進(jìn)，經(jīng)泥漿護(hù)壁旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，鉆孔傾斜度小于等于1%。前期鉆孔速度應(yīng)盡量調(diào)小，便于根據(jù)鉆孔傾斜度及時(shí)校正。

在鉆孔完畢后，將濃泥漿投入套管內(nèi)，直接進(jìn)入鉆孔底部。進(jìn)而借助履帶式旋噴臺(tái)車，在鉆孔位置垂直通入噴桿，使旋噴臺(tái)車轉(zhuǎn)盤中央、鉆孔孔口對齊。為避免噴桿下孔過程中泥砂進(jìn)入噴嘴污染灌漿液，可以利用透明膠、現(xiàn)場廢棄水泥袋分別包裹泥漿氣嘴與水嘴、噴頭。灌漿液為42.5普通硅酸鹽水泥與水根據(jù)1.0的比例二級(jí)高速攪拌而成的材料，攪拌時(shí)間在50s以上，配制后使用有效期小于4h。

灌漿液準(zhǔn)備完畢后，先啟動(dòng)漿液管路（注漿泵），再啟動(dòng)氣管路（空氣壓縮機(jī)），最后啟動(dòng)水管路（高壓泵）。進(jìn)而沿著帷幕壁持續(xù)旋轉(zhuǎn)噴射漿液，直到噴頭達(dá)到設(shè)計(jì)樁頂高程上50cm～100cm位置。在高壓旋噴灌漿進(jìn)入尾聲后，持續(xù)向孔內(nèi)回填與灌漿液坍落度相同的水泥漿液，控制高壓旋噴帷幕有效高度一定。最終停止填補(bǔ)孔底漿液并修復(fù)旋噴帷幕表層空洞。

4 結(jié)語

綜上所述，深基坑支護(hù)工程是一項(xiàng)復(fù)雜、系統(tǒng)的工程，合理應(yīng)用支護(hù)施工技術(shù)至關(guān)重要。因此，施工者應(yīng)根據(jù)深基坑支護(hù)施工特點(diǎn)，科學(xué)安裝圍護(hù)樁、冠梁及腰梁、預(yù)應(yīng)力錨索，并完善放坡、土釘墻、高壓旋噴帷幕施工措施，實(shí)現(xiàn)深基坑支護(hù)施工質(zhì)量目標(biāo)、安全目標(biāo)與工期效益目標(biāo)。